第2節(jié)基因在染色體上第2章

基因和染色體的關(guān)系生物學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能夠基于基因和染色體的相關(guān)事實(shí),運(yùn)用歸納、概括、演繹、推理等科學(xué)思維,闡明基因在染色體上,進(jìn)一步體會(huì)假說(shuō)—演繹法的應(yīng)用。（生命觀念、科學(xué)思維）2.能夠從基因和染色體關(guān)系的角度,對(duì)孟德爾遺傳規(guī)律作出現(xiàn)代解釋。（科學(xué)思維、科學(xué)探究）3.能夠認(rèn)同科學(xué)研究需要豐富的想象力、敢于質(zhì)疑探索求真的科學(xué)精神,以及對(duì)科學(xué)的熱愛。（科學(xué)思維、科學(xué)探究）學(xué)習(xí)重難點(diǎn)重點(diǎn)：1.基因位于染色體上的理論假說(shuō)和實(shí)驗(yàn)證據(jù)。2.孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋。難點(diǎn)：1.對(duì)果蠅雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋和驗(yàn)證。2.等位基因與同源染色體、非等位基因與非同源染色體的關(guān)系。導(dǎo)入新課展示資料基因編輯，又稱基因組工程，是指對(duì)生物體基因組特定目標(biāo)基因進(jìn)行修飾的一種基因工程技術(shù)。它能夠讓人類對(duì)目標(biāo)基因進(jìn)行定點(diǎn)“編輯”，實(shí)現(xiàn)對(duì)特定DNA片段的修飾。2024年1月，華中科技大學(xué)附屬同濟(jì)醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科某團(tuán)隊(duì)全球首次應(yīng)用靶向成熟B細(xì)胞抗原（BCMA）的CAR-T細(xì)胞（CT103A）治療復(fù)發(fā)難治性免疫介導(dǎo)的壞死性肌病，已取得了顯著的臨床療效。提出問題：由此可見對(duì)基因的研究越來(lái)越深入，越來(lái)越重要，那基因與染色體有什么關(guān)系呢？根據(jù)薩頓假說(shuō)的相應(yīng)內(nèi)容完成下列問題新課講授任務(wù)一新課講授1.根據(jù)所預(yù)習(xí)的基因和染色體的平行關(guān)系完成學(xué)案減數(shù)分裂中基因和染色體的關(guān)系圖。[任務(wù)一]根據(jù)薩頓假說(shuō)的相應(yīng)內(nèi)容完成下列問題2.類比推理法與假說(shuō)—演繹法相比，有沒有設(shè)計(jì)相應(yīng)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)？沒有。3．通過類比推理得出的結(jié)論是否一定是正確的呢？不一定。DdddDDDd新課講授果蠅的染色體組成：

對(duì)常染色體+

對(duì)性染色體XX（同型）雌性XY（異型）雄性[任務(wù)二]基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——摩爾根利用假說(shuō)―演繹法進(jìn)行的的果蠅實(shí)驗(yàn)31新課講授[任務(wù)二]基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——摩爾根利用假說(shuō)―演繹法進(jìn)行的的果蠅實(shí)驗(yàn)活動(dòng)：根據(jù)摩爾根實(shí)驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容，完成下列內(nèi)容。1．作出解釋：在下面空白處按要求寫出相應(yīng)的遺傳圖解。如果控制眼色（W為紅眼基因，w為白眼基因）的基因在X染色體上，書寫為XW或Xw，Y染色體上沒有其等位基因，請(qǐng)寫出紅眼雌蠅與白眼雄蠅雜交的遺傳圖解（交叉法）。

配子XWYXWXWXW

XWYXwXWXwXwYF2

紅眼雌性白眼雄性PXWXW

XwY

配子XWXwYF1

XWXwXWY

紅眼雌性紅眼雄性

×新課講授[任務(wù)二]基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——摩爾根利用假說(shuō)―演繹法進(jìn)行的的果蠅實(shí)驗(yàn)2．對(duì)實(shí)驗(yàn)解釋的驗(yàn)證——測(cè)交實(shí)驗(yàn)（1）演繹推理（寫出遺傳圖解），預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果。讓F2中的

雄果蠅和F1中的

雌果蠅交配；然后選取子代中的白眼雌果蠅再和F1中的紅眼雄果蠅雜交，子代中紅眼均為

果蠅，白眼均為

果蠅。演繹推理（寫出遺傳圖解）：

F1紅眼雌性F2白眼雄性XWXw

XwY

配子

XWXwXwY

子代

XWXwXwXwXWYXwY紅眼雌性白眼雌性紅眼雄性

白眼雄性1111

白眼紅眼雌雄

白眼雌性紅眼雄性

XwXwXWY

配子XwXW

Y

子代

XWXwXwY紅眼雌性

白眼雄性11

【思考】以上兩種測(cè)交方案，哪個(gè)測(cè)交方案更能證明控制紅眼和白眼的基因只位于X染色體上？新課講授（2）測(cè)交結(jié)果與預(yù)期相符，假說(shuō)得以驗(yàn)證。3．得出結(jié)論：控制白眼的基因位于X染色體上，而Y染色體上不含有它的

。從而證明了

。【歸納】（1）摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)采用了哪種研究方法？（2）基因與染色體的關(guān)系是怎樣的？[任務(wù)二]基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——摩爾根利用假說(shuō)―演繹法進(jìn)行的的果蠅實(shí)驗(yàn)等位基因基因在染色體上假說(shuō)―演繹法。

基因在染色體上呈線性排列。新課講授【拓展應(yīng)用】（1）比較摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)與孟德爾豌豆雜交實(shí)驗(yàn)的異同點(diǎn)。

（2）摩爾根和他的學(xué)生們選用純合灰身長(zhǎng)翅果蠅和純合黑身短翅果蠅進(jìn)行雜交，F(xiàn)1全為灰身長(zhǎng)翅，用F1灰身長(zhǎng)翅雌性個(gè)體與黑身短翅雄性個(gè)體雜交，后代出現(xiàn)灰身長(zhǎng)翅∶灰身殘翅∶黑身長(zhǎng)翅∶黑身短翅=42%∶8%∶8%∶42%。假設(shè)灰身基因和黑身基因分別為B和b,長(zhǎng)翅基因和短翅基因分別為V和v。請(qǐng)分析控制體色與翅型的兩對(duì)基因在染色體上的分布位置，并在紙上繪制F1染色體上基因排列的示意圖。

【歸納總結(jié)】出基因在染色體上呈線性排列?！舅伎肌咳绻蛟谌旧w上不呈線性排列，會(huì)出現(xiàn)上述性狀分離比嗎？

[任務(wù)二]基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——摩爾根利用假說(shuō)―演繹法進(jìn)行的的果蠅實(shí)驗(yàn)不會(huì)。相同點(diǎn)：都運(yùn)用了假說(shuō)―演繹法，F(xiàn)2都發(fā)生了性狀分離。不同點(diǎn)：果蠅雜交實(shí)驗(yàn)中，眼色遺傳與性別相關(guān)聯(lián)。B

Vb

v新課講授[任務(wù)三]孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋【思考】如何根據(jù)摩爾根的實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充孟德爾的遺傳定律？活動(dòng)：記憶基因的分離定律和自由組合定律的實(shí)質(zhì)。【思考】1.等位基因分離的原因是什么？發(fā)生在什么時(shí)候？

2.自由組合的對(duì)象是什么？自由組合發(fā)生在什么時(shí)期？

同源染色體分離。減數(shù)分裂Ⅰ后期。非同源染色體上的非等位基因。減數(shù)分裂Ⅰ后期。新課講授[任務(wù)三]孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋【拓展應(yīng)用】如圖是某生物細(xì)胞內(nèi)染色體和基因的分布圖，①和②、③和④是兩對(duì)同源染色體。

(1)圖中屬于等位基因、非等位基因的分別有哪些？(2)圖中所示非等位基因中，能自由組合的是哪些？(3)不考慮同源染色體上非姐妹染色單體間的互換，寫出該生物所產(chǎn)生配子的基因組成及比例。(4)減數(shù)分裂的哪一時(shí)期可體現(xiàn)孟德爾遺傳規(guī)律的實(shí)質(zhì)？（1）等位基因：A/a；B/b；C/c。

非等位基因：除等位基因外的基因，相互之間均為非等位基因。（2）A、B與C/c；a、b與C/c。（3）ABC∶ABc∶abC∶abc=1∶1∶1∶1。（4）減數(shù)分裂Ⅰ后期?！揪毩?xí)1】當(dāng)堂訓(xùn)練科學(xué)的研究方法是取得成功的關(guān)鍵之一，假說(shuō)—演繹法和類比推理是科學(xué)研究中常用的方法，人類在探索基因神秘蹤跡的歷程中，進(jìn)行了如下研究:①孟德爾通過豌豆雜交實(shí)驗(yàn)，提出了基因的分離定律和自由組合定律；②薩頓研究蝗蟲的精子和卵細(xì)胞的形成過程中，提出了基因在染色體上的假說(shuō)；③摩爾根進(jìn)行果蠅雜交實(shí)驗(yàn)，找到基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。他們?cè)谘芯康倪^程中所使用的科學(xué)研究方法依次為（）A．①假說(shuō)—演繹法②假說(shuō)—演繹法③類比推理B．①假說(shuō)—演繹法②類比推理③類比推理C．①假說(shuō)—演繹法②類比推理③假說(shuō)—演繹法D．①類比推理②假說(shuō)—演繹法③類比推理C【練習(xí)2】下圖表示果蠅某一條染色體上的幾個(gè)基因，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A．基因在染色體上呈線性排列B．黃身基因與白眼基因的遺傳不遵循自由組合定律C．果蠅細(xì)胞內(nèi)基因數(shù)目要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于染色體數(shù)目D．朱紅眼和深紅眼是一對(duì)相對(duì)性狀D當(dāng)堂訓(xùn)練【練習(xí)3】果蠅的X、Y染色體有X和Y染色體的同源區(qū)段，也有非同源區(qū)段（包括X染色體的非同源區(qū)段和Y染色體的非同源區(qū)段）。下列關(guān)于薩頓的假說(shuō)和摩爾根的實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是（）A．薩頓通過基因和染色體的平行關(guān)系證明了基因位于染色體上B．若基因位于果蠅X和Y染色體的同源區(qū)段，則遺傳與性別無(wú)關(guān)C．摩爾根的實(shí)驗(yàn)揭示了白眼基因位于X和Y染色體的同源區(qū)段D．利用白眼的雌果蠅和紅眼的雄果蠅進(jìn)行雜交可以驗(yàn)證摩爾根的設(shè)想D當(dāng)堂訓(xùn)練【練習(xí)4】（不定項(xiàng)）孟德爾和摩爾根在進(jìn)行遺傳實(shí)驗(yàn)的過程中都設(shè)計(jì)了測(cè)交實(shí)驗(yàn)，通過測(cè)交實(shí)驗(yàn)對(duì)假說(shuō)的正確性進(jìn)行了驗(yàn)證。下列有關(guān)測(cè)交實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是（）A．孟德爾在進(jìn)行測(cè)交實(shí)驗(yàn)之前，對(duì)測(cè)交的結(jié)果進(jìn)行了預(yù)測(cè)B．在顯隱性未知的情況下，不能通過測(cè)交來(lái)判斷性狀的顯隱性C．對(duì)基因型為AaBb的個(gè)體進(jìn)行測(cè)交，后代表型的比例不一定是1∶1∶1∶1D．摩爾根通過對(duì)F1紅眼雌果蠅進(jìn)行測(cè)交，證明果蠅的紅眼基因位于X染色體上ABC當(dāng)堂訓(xùn)練【練習(xí)5】人類對(duì)遺傳物質(zhì)的認(rèn)識(shí)是科學(xué)家們不斷深入探究的過程，請(qǐng)回答下列問題。(1)孟德爾在一對(duì)相對(duì)性狀的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)中，對(duì)分離現(xiàn)象作出的解釋是：①生物的性狀是由

決定的，且其在體細(xì)胞中成對(duì)存在；②生物體在形成配子時(shí)，成對(duì)的該物質(zhì)彼此分離，分別進(jìn)入不同的

中；③受精時(shí)，雌雄配子的結(jié)合是

。此后，孟德爾設(shè)計(jì)了

實(shí)驗(yàn)對(duì)分離現(xiàn)象進(jìn)行驗(yàn)證。后人把一對(duì)相對(duì)性狀的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其解釋歸納為孟德爾第一定律。(2)孟德爾在兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中，對(duì)F2中不同性狀的類型進(jìn)行了

，結(jié)果四種表型的數(shù)量比接近9∶3∶3∶1。對(duì)自由組合現(xiàn)象，孟德爾首先對(duì)每一對(duì)相對(duì)性狀單獨(dú)進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)每對(duì)相對(duì)性狀的遺傳

（填“遵循”或“不遵循”）分離定律。之后，孟德爾對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋是：F1在產(chǎn)生配子時(shí)，

，F(xiàn)1產(chǎn)生的雄雄配子隨機(jī)結(jié)合產(chǎn)生了F2。(3)遺傳學(xué)家薩頓根據(jù)

提出了基因在染色體上的推論。(4)摩爾根利用果