高中生物 第2章 染色體與遺傳 第2節(jié) 遺傳的染色體學(xué)說(shuō)學(xué)案 浙科版必修2

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第二節(jié)　遺傳的染色體學(xué)說(shuō) 1．說(shuō)出遺傳的染色體學(xué)說(shuō)。(重點(diǎn)) 2．用遺傳的染色體學(xué)說(shuō)解釋孟德?tīng)柖伞?難點(diǎn)) 遺 傳 的 染 色 體 學(xué) 說(shuō) 1．內(nèi)容：細(xì)胞核內(nèi)的染色體可能是基因載體。 2.依據(jù)：基因的行為和減數(shù)分裂過(guò)程中的染色體行為存在平行關(guān)系。 3．具體表現(xiàn) 基因 染色體 獨(dú)立的遺傳 單位 雜交實(shí)驗(yàn)中保持獨(dú)立性和完整性 細(xì)胞分裂各期中保持一定的形態(tài)特征 存在形式 在體細(xì)胞中成對(duì)存在，一個(gè)來(lái)自母方，一個(gè)來(lái)自父方，即等位基因 在體細(xì)胞中成對(duì)存在，一條來(lái)自母方，一條來(lái)自父方，即同源染色體 配子形成時(shí)的行為 一對(duì) 等位基因互相分離，每個(gè)配子中只含成對(duì)等位基因中的一個(gè) 減數(shù)分裂時(shí)，同源染色體彼此分離，每個(gè)配子只含同源染色體中的一條 兩對(duì)或 多對(duì) 非等位基因自由組合地進(jìn)入配子 非同源染色體隨機(jī)地進(jìn)入配子 4.意義：圓滿地解釋了孟德?tīng)柖桑谷藗冞M(jìn)一步認(rèn)識(shí)到孟德?tīng)柖傻闹匾饬x。 探討：孟德?tīng)柼岢龅幕蛟谶z傳時(shí)有什么行為？ 提示：(1)基因在體細(xì)胞中成對(duì)存在，其中一個(gè)來(lái)自父方，另一個(gè)來(lái)自母方；(2)基因在生殖細(xì)胞中成單存在；(3)F1體細(xì)胞內(nèi)成對(duì)的等位基因各自獨(dú)立、互不混雜；(4)F1形成配子時(shí)，等位基因分離，非等位基因自由組合。 探討：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，染色體在遺傳時(shí)有什么行為？ 提示： (1)同源染色體在體細(xì)胞中成對(duì)存在，一條來(lái)自母方，一條來(lái)自父方；(2)同源染色體經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂，在生殖細(xì)胞中成單存在；(3)在體細(xì)胞中存在的兩條同源染色體各自獨(dú)立，互不混雜；(4)在原始的生殖細(xì)胞形成配子進(jìn)行減數(shù)第一次分裂時(shí)，同源染色體分離，非同源染色體表現(xiàn)出自由組合。 探討：染色體和基因在遺傳中的行為有怎樣的關(guān)系？ 提示：染色體和基因的行為在遺傳中有著平行的關(guān)系。染色體有怎樣的行為，基因就有怎樣的行為。 探討：基因和染色體具有平行行為的原因是什么？ 提示：因?yàn)榛蛭挥谌旧w上，染色體是基因的載體。 基因與染色體“平行”的表現(xiàn) (1)數(shù)量“平行”：基因和染色體在體細(xì)胞中都成對(duì)存在；在生殖細(xì)胞中，成對(duì)的基因(或染色體)單獨(dú)存在。 (2)存在狀態(tài)“平行”：在有性生殖過(guò)程中，基因和染色體都保持完整性和獨(dú)立性。 (3)來(lái)源“平行”：體細(xì)胞中成對(duì)的基因和成對(duì)的染色體都是一個(gè)來(lái)自父方，一個(gè)來(lái)自母方。 (4)行為“平行”：非等位基因和非同源染色體在減數(shù)第一次分裂后期都自由組合。 1．下列各項(xiàng)中，不能說(shuō)明基因和染色體行為存在平行關(guān)系的是(　　) A．基因、染色體在生殖過(guò)程中的完整性和獨(dú)立性 B．體細(xì)胞中基因、染色體成對(duì)存在，配子中二者都是單一存在 C．體細(xì)胞中成對(duì)的基因、同源染色體都是一個(gè)(條)來(lái)自母方，一個(gè)(條)來(lái)自父方 D．等位基因、非同源染色體的自由組合 【解析】　在減數(shù)第一次分裂后期，等位基因隨同源染色體的分離而分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合。 【答案】　D 2．對(duì)性腺組織細(xì)胞進(jìn)行熒光標(biāo)記，等位基因A、a都被標(biāo)記為黃色，等位基因B、b都被標(biāo)記為綠色，在熒光顯微鏡下觀察處于四分體時(shí)期的細(xì)胞。下列有關(guān)推測(cè)合理的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：35930014】 A．若這2對(duì)基因在1對(duì)同源染色體上，則有1個(gè)四分體中出現(xiàn)2個(gè)黃色、2個(gè)綠色熒光點(diǎn) B．若這2對(duì)基因在1對(duì)同源染色體上，則有1個(gè)四分體中出現(xiàn)4個(gè)黃色、4個(gè)綠色熒光點(diǎn) C．若這2對(duì)基因在2對(duì)同源染色體上，則有1個(gè)四分體中出現(xiàn)2個(gè)黃色、2個(gè)綠色熒光點(diǎn) D．若這2對(duì)基因在2對(duì)同源染色體上，則有1個(gè)四分體中出現(xiàn)4個(gè)黃色、4個(gè)綠色熒光點(diǎn) 【解析】　由題意可知：該細(xì)胞的基因組成為AaBb，經(jīng)過(guò)減數(shù)第一次分裂前的間期DNA復(fù)制后，該細(xì)胞的基因組成為AAaaBBbb，所以若A、a和B、b這兩對(duì)等位基因位于一對(duì)同源染色體上，則有1個(gè)四分體中出現(xiàn)4個(gè)黃色和4個(gè)綠色熒光點(diǎn)；若這兩對(duì)等位基因在兩對(duì)同源染色體上，則四分體只有A、a或者只有B、b，即1個(gè)四分體中只出現(xiàn)4個(gè)黃色熒光點(diǎn)或4個(gè)綠色熒光點(diǎn)，不可能同時(shí)存在。 【答案】　B 孟 德 爾 定 律 的 細(xì) 胞 學(xué) 解 釋 1．分離定律的細(xì)胞學(xué)解釋 (1)假定控制一對(duì)相對(duì)性狀的等位基因位于一對(duì)同源染色體上。如控制種子形狀的一對(duì)等位基因R和r在某對(duì)同源染色體上。 (2)圓形親本(基因型為RR)經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子只含該對(duì)同源染色體中的一條，所有配子在這條染色體上都帶有R基因。同樣，皺形親本(基因型為rr)所產(chǎn)生的配子都帶有r基因。 (3)F1(基因型為Rr)植株細(xì)胞內(nèi)有一對(duì)分別來(lái)自父母的同源染色體，一條帶有R基因，另一條帶r基因。 (4) F1植株的每個(gè)初級(jí)性母細(xì)胞所產(chǎn)生的四個(gè)配子中，兩個(gè)帶有R基因，兩個(gè)帶有r基因，兩類配子的比例為1∶1。 (5)F1的雌、雄配子隨機(jī)結(jié)合，產(chǎn)生的F2有兩種表現(xiàn)型，其表現(xiàn)型的數(shù)量比為3∶1，即產(chǎn)生性狀分離現(xiàn)象。 2．自由組合定律的細(xì)胞學(xué)解釋 假定控制一對(duì)相對(duì)性狀的等位基因位于一對(duì)同源染色體上，控制另一對(duì)相對(duì)性狀的等位基因位于另一對(duì)同源染色體上。在減數(shù)分裂過(guò)程中，同源染色體分離，非同源染色體自由組合，因此非同源染色體上的非等位基因也存在著自由組合，從而實(shí)現(xiàn)性狀的自由組合。 如圖表示果蠅的一個(gè)細(xì)胞，其中數(shù)字表示染色體，字母表示基因。 探討：等位基因的分離發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期還是減數(shù)第二次分裂后期？ 提示：減數(shù)第一次分裂后期。等位基因隨著同源染色體的分開(kāi)而分離。減數(shù)第二次分裂后期是姐妹染色單體上的相同基因(如A和A)的分離。 探討：上圖中A和a、B和b兩對(duì)等位基因是否遵循自由組合定律？為什么？ 提示：不遵循；因?yàn)樽裱杂山M合定律的基因應(yīng)該是位于非同源染色體上的非等位基因，而A和a、B和b位于同一對(duì)同源染色體上。 探討：基因型為Aa的動(dòng)物，在其精子形成過(guò)程中，基因A與A、a與a、A與a分開(kāi)，分別發(fā)生在減數(shù)分裂的什么時(shí)期？ 提示：減Ⅱ后、減Ⅱ后、減Ⅰ后。 1．分離定律和自由組合定律的實(shí)質(zhì) 定律 比較項(xiàng)目　　　 分離定律 自由組合定律 描述對(duì)象 一對(duì)同源染色體上的等位基因 分別位于兩對(duì)或兩對(duì)以上同源染色體上的兩對(duì)或兩對(duì)以上非等位基因 行為特點(diǎn) 分離具一定的獨(dú)立性 分離或組合同時(shí)進(jìn)行 發(fā)生時(shí)期 同時(shí)進(jìn)行，均發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的后期 結(jié)果 隨同源染色體分開(kāi)，等位基因分離 非同源染色體上的非等位基因自由組合 2.分離定律和自由組合定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ) 3．孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的適用范圍 (1)適合于真核生物，因?yàn)檎婧松锞哂腥旧w，基因的分離或自由組合是隨著染色體分離或自由組合而進(jìn)行的。 (2)適合于能進(jìn)行有性生殖的生物。因?yàn)槊系聽(tīng)栠z傳規(guī)律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)是減數(shù)分裂，只有能進(jìn)行有性生殖的生物才能進(jìn)行減數(shù)分裂。 (3)自由組合定律發(fā)生在非同源染色體上的非等位基因之間。 1．據(jù)下圖，下列選項(xiàng)中不遵循基因自由組合定律的是(　　) 【解析】　基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)是位于非同源染色體上的非等位基因的自由組合。在選項(xiàng)A中的與是位于同源染色體上的基因，是不能自由組合的。 【答案】　A 2．下圖能正確表示基因分離定律實(shí)質(zhì)的是(　　) 【解析】　基因分離定律的實(shí)質(zhì)是：雜合子在產(chǎn)生配子時(shí)，等位基因隨同源染色體的分離而分離，獨(dú)立地進(jìn)入不同的配子中。 【答案】　C 1．基因自由組合定律中“自由組合”的基因是(　　) A．同源染色體上的基因 B．同源染色體上的等位基因 C．同源染色體上的非等位基因 D．非同源染色體上的非等位基因 【解析】　基因的自由組合定律的實(shí)質(zhì)是：位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合互不干擾。 【答案】　D 2．如圖分別表示同一動(dòng)物不同細(xì)胞的分裂圖像，可能導(dǎo)致等位基因彼此分離的圖像是(　　) 【解析】　等位基因位于同源染色體上，只有在減數(shù)分裂中隨同源染色體的分開(kāi)而分離，發(fā)生的時(shí)期是減數(shù)第一次分裂后期。已知題目中是同一個(gè)動(dòng)物的細(xì)胞分裂圖，所以A圖是有絲分裂的后期，B圖是減數(shù)第一次分裂后期，C圖是減數(shù)第二次分裂后期，D圖是有絲分裂中期。 【答案】　B 3．下列關(guān)于基因和染色體在減數(shù)分裂過(guò)程中行為變化的描述，錯(cuò)誤的是(　　) A．同源染色體分離的同時(shí)，等位基因也隨之分離 B．非同源染色體自由組合，使所有非等位基因之間也發(fā)生自由組合 C．染色單體分開(kāi)時(shí)，復(fù)制而來(lái)的兩個(gè)基因也隨之分開(kāi) D．非同源染色體數(shù)量越多，非同源染色體上的非等位基因組合的種類也越多 【解析】　等位基因位于一對(duì)同源染色體的同一位置上，因此，同源染色體分離的同時(shí)，等位基因也隨之分離，A正確；非同源染色體自由組合時(shí)只能引起非同源染色體上的非等位基因自由組合，而同源染色體上的非等位基因不能自由組合，B錯(cuò)誤；同一條染色體上的兩條染色單體含有的兩個(gè)DNA分子是經(jīng)過(guò)DNA復(fù)制形成的，在染色單體分開(kāi)時(shí)，復(fù)制而來(lái)的兩個(gè)基因也隨之分開(kāi)，C正確；在減數(shù)第一次分裂的后期，非同源染色體的組合是隨機(jī)的，非同源染色體數(shù)量越多，非同源染色體的組合種類以及非同源染色體上非等位基因組合的種類也越多，D正確。 【答案】　B 4．某種昆蟲長(zhǎng)翅(A)對(duì)殘翅(a)為顯性，直翅(B)對(duì)彎翅(b)為顯性，有刺剛毛(D)對(duì)無(wú)刺剛毛(d)為顯性，控制這3對(duì)性狀的基因均位于常染色體上?，F(xiàn)有這種昆蟲一個(gè)體基因型如圖所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題。 (1)長(zhǎng)翅與殘翅、直翅與彎翅兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳是否遵循基因自由組合定律，并說(shuō)明理由。 。 (2)該昆蟲一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞產(chǎn)生的精細(xì)胞的基因型為 。 (3)該昆蟲細(xì)胞有絲分裂后期，移向細(xì)胞同一極的基因有 。 (4)該昆蟲細(xì)胞分裂中復(fù)制形成的兩個(gè)D基因發(fā)生分離的時(shí)期有 。 (5)為驗(yàn)證基因自由組合定律，可用來(lái)與該昆蟲進(jìn)行交配的異性個(gè)體的基因型分別是 。 【解析】　(1)從圖中可以看出控制長(zhǎng)翅與殘翅、直翅與彎翅兩對(duì)相對(duì)性狀的基因位于一對(duì)同源染色體上，因此這兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳不遵循自由組合定律。(2)該昆蟲的一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂可產(chǎn)生4個(gè)精細(xì)胞，基因型可能為AbD、AbD和abd、abd或Abd、Abd和abD、abD。(3)該昆蟲體細(xì)胞有絲分裂后期，由于所有的基因都已復(fù)制，而姐妹染色單體要分開(kāi)，所以每個(gè)基因都移向細(xì)胞同一極，也就是細(xì)胞的兩極都有一整套相同的基因。(4)該昆蟲復(fù)制形成的兩個(gè)D基因發(fā)生分離的時(shí)期在有絲分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期。(5)可選基因型為aabbdd、aaBBdd、AabbDd、AaBBDd的個(gè)體與該昆蟲進(jìn)行交配，觀察后代的表現(xiàn)型分離比即可。 【答案】　(1)不遵循，控制這兩對(duì)相對(duì)性狀的基因位于一對(duì)同源染色體上　(2)AbD、abd或Abd、abD　(3)A、a、b、b、D、d　(4)有絲分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期 (5)aabbdd、aaBBdd、AabbDd、AaBBDd 課堂小結(jié)： 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 核心回扣 1.基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系。 2.基因在染色體上呈線性排列，一條染色體上有許多個(gè)基因。 3.基因分離定律的實(shí)質(zhì)是等位基因隨同源染色體的分開(kāi)而分離。 4.基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)是等位基因隨同源染色體分開(kāi)而分離的同時(shí)，非同源染色體上的非等位基因自由組合。 5.減數(shù)分裂過(guò)程中基因的數(shù)量變化