2022届全国新高考生物精准复习——基因在染色体上

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减Ⅰ AaBB 减Ⅱ AB、aB
AAaaBBbb
Aabb
Ab、ab
A．图甲所示细胞处于减数第一次分裂过程中
B．该精原细胞在分裂过程中发生了基因突变
C．所产生的精细胞的基因组成分别为ab、ab、AB、AB
D．分裂过程中，基因A、a、b、b可能移向细胞同一极
精原细胞 初级精母细胞 次级精母细胞 精细胞
等位基因分离—— 减Ⅰ后 相同基因分离——着丝点分裂后
（减Ⅱ后期、有丝分裂后期）
减数分裂染色体数目异常情况 减Ⅰ后期——同源染色体未分离 减Ⅱ后期——着丝粒分裂，姐妹染色单体分开后，移向同一极
（减Ⅰ、减Ⅱ） （减Ⅰ） （减Ⅱ）
【练2】AaXBY果蝇产生基因组成为AaXBXB、AaXB、aXBXB
的异常精子，原因是？（不考虑交叉互换和突变）
D Dd
d
D
D
DD
d Dd
d
Dd
dd
一、萨顿的假说 —内— 容 基因位于染色体上。
（理由：基因和染色体行为存在着明显的平行关系）
类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要观
察和实验的检验。
我更相信的是实验证据！ 我要通过确凿的实验找到
基因和染色体的关系！
摩尔根 （1866-1945）
同源染色体
一条来自__父__方__ 一条来自__母__方__
形成配子 非等位基因 非同源染色体 时的特点 __自__由__组__合____ ___自__由__组__合____
【练3】AaXbY的精原细胞产生一个AAaXb的精细胞，则
其他3个精细胞的基因型为？
aXb 、 Y 、 Y
2．(2019·安徽铜陵一中高二月考)某雄性动物的基因型为AaBb。
下图是其一个精原细胞减数分裂过程中的两个不同时期细胞分裂
图像。有关该精原细胞及其分裂过程的叙述，正确的是(
减Ⅱ前
精细胞
D
)
AaBb
基因的行为染色体的行为传递中的特点存在形式体细胞存在存在配子只有成对基因中的只有成对染色体中的体细胞中的来源成对的基因一个来自一个来自同源染色体一条来自一条来自形成配子时的特点非等位基因非同源染色体成对成对一个一条父方母方父方母方自由组合自由组合在杂交过程保持完整性和独立性在配子形成和受精过程中也有相对稳定的形态结构
2. 提出假说，解释现象
设：红眼和白眼分别由 W、w基因控制。
假设1：控制白眼的基因仅在Y染色体上 假设2：控制白眼的基因仅在X染色体上，
而Y染色体上不含有它的等位基因。
XY
B
Y非同源区段
基因型：雌果蝇
雄果蝇
A a X和Y同源区段
ＸWＸW
ＸＷＹ
ＸWＸw
ＸwＹ
ＸwＸw
假设3：控制白眼的基因在X、Y染色体同源区段。W
7条
常染色体 染色体
性染色体 （雌雄异体才有！）
拓展应用：
如何设计实验加以确定？
假设1：控制白眼的基因仅在Y染色体上 假设2 ：控制白眼的基因仅在X染色体上。 假设3：控制白眼的基因在X、Y同源区段。
如何设计实验确定是假设2还是假设3？
XY Y非同源区段
X和Y同源区段
X非同源区段
实验设计：白眼雌果蝇与野生型红眼雄果蝇（纯合）的交配 （Xw Xw 隐性纯合子）
Aa
Dd
Bb
拓展延伸：所有的基因都在染色体上吗？
问题探讨
人有46条染色体，但是旨在揭示人类
基因组遗传信息的人类基因组计划却只测
定人的24条染色体的DNA序列。 （22常 + XY）
1.对人类基因组进行测序，为什么首先要 确定测哪些染色体？
因为基因位于染色体上。
22对 + XY
（常染色体） （性染色体）
XW Y
XwXw
测交 XWXw XwXw XWY XwY
子代 红眼雌 白眼雌 红眼雄 白眼雄
雌雄均有一半红眼，一半白眼。
测交 子代
XWXw XwY
红眼雌
白眼雄
雌果蝇均为红眼,
雄果蝇均为白眼
实验验证： 测交1：子代中，雌雄均有一半红眼，一半白眼。 测交2：子代中，雌蝇均为红眼，雄蝇均为白眼。
4.分析结果,得出结论 控制果蝇白眼的基因只位于X染色体上，而Y染色体上不含有
红眼（雌）
P:
XWXW
×
配子:
XW
白眼（雄） XwY
Xw
Y
F1:
XWXw
×
XWY
红眼（雌）
红眼（雄）
♀ ♂ XW
Y
F2: XW XWXW 红眼♀ XWY 红眼♂ Xw XWXw 红眼♀ XwY 白眼♂
3.演绎推理,实验验证 测交：F1×隐性纯合子
演绎推理：
测交1：
F1雌 × 白眼雄
XWXw
XwY
测交2： F1雄 × 白眼雌
2022届全国新高考生物精准复习 基因在染色体上
本节聚焦： 1.科学家发现基因与染色体有哪些平行关系？ 2.摩尔根如何证明基因位于染色体上？
摩尔根的果蝇杂交实验给我们哪些启示？ 3.怎样从基因和染色体的层面解释孟德尔的遗 传规律？
一、萨顿的假说
1903年，美国遗传学家萨顿（1877-1916）用 蝗虫 细胞 作材料，研究精子和卵细胞的形成过程。
或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y
二、基因位于染色体上实验证据 摩尔根——假说演绎法 1. 果蝇的杂交实验 ——观察现象，提出问题
P:
红眼（雌） ×
白眼（雄）
F1:
红眼（雄雌）
雄雌交配
①根据哪一个杂交可判断果蝇红眼和 白眼的显隐性?
亲代红眼和白眼杂交，F1全为红眼。 ⇒红眼为显性性状
②果蝇红眼和白眼的遗传是否符合分 离定律?
理解：基因自由组合定律的实质
非同源染色体上的非等位基因自由组合。
等位基因 位于同源染色体的同一位置，控制相对性状的基因。
同源染色体上 非等位基因
非同源染色体上
Aa
Dd Bb
讨论：在减数分裂的过程中，等位基因是否一定会分开？ 非等位基因是否一定能自由组合？
答：正常情况下，等位基因会彼此分离；
非等位基因不一定能自由组合，同源染色体的非等位 基因表现为连锁现象，非同源染色体的非等位基因表现为 自由组合。
三、孟得尔遗传规律的现代解释
1 基因分离定律的实质
在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有
一定独立性；在减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体 的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子传给后代。
（减数分裂Ⅰ后期）
等位基因：P13
D
位于同源染色体上同一位置，
D 1 2
d
D 1
神奇的测交！
同型：选隐性性状 异型：选显性性状（纯合子）
白眼
P：
ww
XX
×
红眼(野生型） XWY
F1：
XWX w
w
XY
红眼（雌） 白眼（雄）
①确定是否是伴X染色体遗传。 (排除常染色体、XY同源区段遗传） ②使子代的雌表现为一种，雄的表现为另一种。
[2017课标1］ 一般来说，对于性别决定为XY型的动物 群体而言，当一对等位基因（如A/a）
它的等位基因。
摩尔根通过实验：将一个特定的基因和一条特定的染色 体——X染色体联系起来，从而证明了基因在染色体上。
二、基因在染色体上
材料：果蝇有4对染色体，携带的基因大约有1.5万个。 人有23对染色体，携带的基因大约有3.5万个。
基因与染色体在数量上还存在什么关系？ 基因设2：控制白眼的基因在X染色体上。 假设3：控制白眼的基因在X、Y同源 区段。
白眼（雌） 野生红眼（雄）
亲代： XwXw
×
XWY
白眼（雌） 野生红眼（雄） 亲代： XwXw × XWYW
子代： XWXw
XwY
红眼（雌） 白眼（雄）
子代： XWXw
XwYW
红眼（雌） 红眼（雄）
实验结果：子代雌果蝇均为红眼，雄果蝇均为白眼
位于常染色体上时，基因型有__3__种； 当其位于X染色体上时，基因型有__5__
种；当其位于X和Y染色体的同源区段时，
（如图所示），基因型有____种7。
请分别写出每一种情况的基因型：
拓展2.与基因相联系
１）有丝分裂
Aa → AaBb →
资料P83 2
２）减数分裂(不考虑突变、交叉互换)
Aa → AaBb →
蝗虫
体细胞中有24条染色体， 生殖细胞中只有 1条2 染色体。
一、萨顿的假说 1.内容: 基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的， 即基因在染色体上。
2.依据: 基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。
基因行为
染色体行为
亲代 DD
dd
配子 D
d
受精卵
受精作用
Dd
受精作用
P29 4个具体依据
DD dd
D
d 2
d
D
1
D
D
d
d
2
d
d
控制相对性状的基因。如Dd
注意： D和D、d和d叫做相同基因。
2 基因自由组合定律的实质
位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干 扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离 的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
（减数分裂Ⅰ后期）
（减数分裂Ⅰ后期）
A
AA
B
Aa Bb
AaBb
A Aa a B Bb b
BB
aa bb
A B AB、AB、ab、ab
a
2种
b
a
或b
或
Ab
配子的类型在减数第一次分裂就已确定！！
AA bb
A b
Ab、Ab、aB、aB
一个基因型为AaBb 的精原细a胞Ba可B以产生a B2 种精2种细胞。
一个基因型为AaBb的个体可以产生 4 a 种B精细胞。
基因在染色体上呈线性排列。
现代分子生物学 利用荧光标记
重要遗传学发展史
在遗传研究中，下列成就是哪些科学家完成的？
①提出“生物的性状是由遗传因子决定的”观点。
(假说——演绎法)
②把“遗传因子”改为“基因”，并提出“等位基因”概念。
③提出“基因在染色体上”的假说。
④实验证明了“基因在染色体上”。
（假说——演绎法）
常染色体 染色体
性染色体 （雌雄异体才有！）
果蝇Y染色体比X染色体长!
雌性：6+XX（同型） 雄性：6+XY（异型）
1.哪些属同源染色体？
2.果蝇含 4 对染色体。其中有 3 对常染色体， 1 对性染色体。
3.写出果蝇配子的染色体组成，雌性Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X，雄性Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X 。
4.同型与异型是针对 性 （性、常）染色体。
萨顿将基因与染色体的行为进行比较:
基因的行为 染色体的行为
在杂交过程保持 在配子形成和受
传递中的 完整性和独立性 精过程中，也有
特点
相对稳定的形态
结构
存 体细 在胞
成对 存在
成对 存在
形 式
配子
只有成对基因 中的__一__个___
只有成对染色 体中的__一__条___
体细胞中 的来源
成对的基因
一个来自__父__方__ 一个来自__母__方__
萨顿假说遭到同时代的遗传学家摩尔根 的强烈质疑。
摩尔根的这种大胆质疑，科学务实的研究
精神是值得我们努力学习的。
二、基因位于染色体上实验证据 “材料选对了就等于实验成功了一半！”
果蝇作为遗传学实验材料的优点：
①染色体数目少，易于观察 ②相对性状稳定且明显 ③易饲养，繁殖快，后代数量多
白眼和红眼
果蝇
昆虫纲双翅目，体长3—4mm。 在制醋和腐烂水果的地方常 可以看到。
F2中红眼∶白眼＝3∶1。 ⇒符合分离定律
F2: 红眼
3
：
（雌、雄）
白眼 1
（雄）
◆F2中为什么白眼都是雄性的？ 白眼性状的表现，为什么总是与
性别相关联？ 白眼性状的表现与性别相关联。
2. 提出假说，解释现象 事实1：萨顿的假说：基因在染色体上 事实2：果蝇有性染色体
白眼的遗传总是和性别相关联 控制红眼和白眼的基因可能存在于性染色体上
X非同源区段
基因型：雌果蝇
雄果蝇
ＸWＸW ＸWＸw ＸwＸw
ＸＷＹＷ ＸＷＹw ＸwＹＷ ＸwＹw
提醒：在性染色体上的基因， 书写基因型时先写出性染色体， 然后在右上角标注基因。
2. 提出假说，解释现象
解释现象:
P: 红眼 × 白眼
（雌） （雄）
F1:
红眼（雄雌）
雄雌交配
F2: 红眼
白眼
3： 1
（雌、雄） （雄）
2.为什么不测定全部46条染色体？ 22对常染色体的形态和大小相同，上面分布的是相同基因或等位基
因，所以只对其中的一条测序即可；而性染色体X和Y的差别很大，两
条性染色体都要测序。测46条，耗资巨大。
基因测序：常染色体的一半+性染色体
思考：果蝇基因组测序测定的几条染色体？ 5条（3常 + XY） 若是豌豆(体细胞有14条染色体）测序几条呢？