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 1．說出遺傳的染色體學(xué)說。(重點) 2．用遺傳的染色體學(xué)說解釋孟德爾定律。(難點) 遺 傳 的 染 色 體 學(xué) 說 1．內(nèi)容：細胞核內(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 獨立的遺傳 單位 雜交實驗中保持獨立性和完整性 細胞分裂各期中保持一定的形態(tài)特征 存在形式 在體細胞中成對存在，一個來自母方，一個來自父方，即等位基因 在體細胞中成對存在，一條來自母方，一條來自父方，即同源染色體 配子形成時的行為 一對 等位基因互相分離，每個配子中只含成對等位基因中的一個 減數(shù)分裂時，同源染色體彼此分離，每個配子只含同源染色體中的一條 兩對或 多對 非等位基因自由組合地進入配子 非同源染色體隨機地進入配子 4.意義：圓滿地解釋了孟德爾定律，使人們進一步認識到孟德爾定律的重要意義。 探討：孟德爾提出的基因在遺傳時有什么行為？ 提示：(1)基因在體細胞中成對存在，其中一個來自父方，另一個來自母方；(2)基因在生殖細胞中成單存在；(3)F1體細胞內(nèi)成對的等位基因各自獨立、互不混雜；(4)F1形成配子時，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)，染色體在遺傳時有什么行為？ 提示： (1)同源染色體在體細胞中成對存在，一條來自母方，一條來自父方；(2)同源染色體經(jīng)過減數(shù)分裂，在生殖細胞中成單存在；(3)在體細胞中存在的兩條同源染色體各自獨立，互不混雜；(4)在原始的生殖細胞形成配子進行減數(shù)第一次分裂時，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：因為基因位于染色體上，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胞中都成對存在；在生殖細胞中，成對的基因(或染色體)單獨存在。 (2)存在狀態(tài)“平行”：在有性生殖過程中，基因和染色體都保持完整性和獨立性。 (3)來源“平行”：體細胞中成對的基因和成對的染色體都是一個來自父方，一個來自母方。 (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．下列各項中，不能說明基因和染色體行為存在平行關(guān)系的是(　　) A．基因、染色體在生殖過程中的完整性和獨立性 B．體細胞中基因、染色體成對存在，配子中二者都是單一存在 C．體細胞中成對的基因、同源染色體都是一個(條)來自母方，一個(條)來自父方 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．對性腺組織細胞進行熒光標(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期的細胞。下列有關(guān)推測合理的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：35930014】 A．若這2對基因在1對同源染色體上，則有1個四分體中出現(xiàn)2個黃色、2個綠色熒光點 B．若這2對基因在1對同源染色體上，則有1個四分體中出現(xiàn)4個黃色、4個綠色熒光點 C．若這2對基因在2對同源染色體上，則有1個四分體中出現(xiàn)2個黃色、2個綠色熒光點 D．若這2對基因在2對同源染色體上，則有1個四分體中出現(xiàn)4個黃色、4個綠色熒光點 【解析】　由題意可知：該細胞的基因組成為AaBb，經(jīng)過減數(shù)第一次分裂前的間期DNA復(fù)制后，該細胞的基因組成為AAaaBBbb，所以若A、a和B、b這兩對等位基因位于一對同源染色體上，則有1個四分體中出現(xiàn)4個黃色和4個綠色熒光點；若這兩對等位基因在兩對同源染色體上，則四分體只有A、a或者只有B、b，即1個四分體中只出現(xiàn)4個黃色熒光點或4個綠色熒光點，不可能同時存在。 【答案】　B 孟 德 爾 定 律 的 細 胞 學(xué) 解 釋 1．分離定律的細胞學(xué)解釋 (1)假定控制一對相對性狀的等位基因位于一對同源染色體上。如控制種子形狀的一對等位基因R和r在某對同源染色體上。 (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)植株細胞內(nèi)有一對分別來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植株的每個初級性母細胞所產(chǎn)生的四個配子中，兩個帶有R基因，兩個帶有r基因，兩類配子的比例為1∶1。 (5)F1的雌、雄配子隨機結(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．自由組合定律的細胞學(xué)解釋 假定控制一對相對性狀的等位基因位于一對同源染色體上，控制另一對相對性狀的等位基因位于另一對同源染色體上。在減數(shù)分裂過程中，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，從而實現(xiàn)性狀的自由組合。 如圖表示果蠅的一個細胞，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兩對等位基因是否遵循自由組合定律？為什么？ 提示：不遵循；因為遵循自由組合定律的基因應(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位于同一對同源染色體上。 探討：基因型為Aa的動物，在其精子形成過程中，基因A與A、a與a、A與a分開，分別發(fā)生在減數(shù)分裂的什么時期？ 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質(zhì) 定律 比較項目　　　 分離定律 自由組合定律 描述對象 一對同源染色體上的等位基因 分別位于兩對或兩對以上同源染色體上的兩對或兩對以上非等位基因 行為特點 分離具一定的獨立性 分離或組合同時進行 發(fā)生時期 同時進行，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，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胞學(xué)基礎(chǔ) 3．孟德爾遺傳規(guī)律的適用范圍 (1)適合于真核生物，因為真核生物具有染色體，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行的。 (2)適合于能進行有性生殖的生物。因為孟德爾遺傳規(guī)律的細胞學(xué)基礎(chǔ)是減數(shù)分裂，只有能進行有性生殖的生物才能進行減數(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質(zhì)的是(　　) 【解析】　基因分離定律的實質(zhì)是：雜合子在產(chǎn)生配子時，等位基因隨同源染色體的分離而分離，獨立地進入不同的配子中。 【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物不同細胞的分裂圖像，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而分離，發(fā)生的時期是減數(shù)第一次分裂后期。已知題目中是同一個動物的細胞分裂圖，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)分裂過程中行為變化的描述，錯誤的是(　　) A．同源染色體分離的同時，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．染色單體分開時，復(fù)制而來的兩個基因也隨之分開 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】　等位基因位于一對同源染色體的同一位置上，因此，同源染色體分離的同時，等位基因也隨之分離，A正確；非同源染色體自由組合時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錯誤；同一條染色體上的兩條染色單體含有的兩個DNA分子是經(jīng)過DNA復(fù)制形成的，在染色單體分開時，復(fù)制而來的兩個基因也隨之分開，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．某種昆蟲長翅(A)對殘翅(a)為顯性，直翅(B)對彎翅(b)為顯性，有刺剛毛(D)對無刺剛毛(d)為顯性，控制這3對性狀的基因均位于常染色體上?，F(xiàn)有這種昆蟲一個體基因型如圖所示，請回答下列問題。 (1)長翅與殘翅、直翅與彎翅兩對相對性狀的遺傳是否遵循基因自由組合定律，并說明理由。 。 (2)該昆蟲一個初級精母細胞產(chǎn)生的精細胞的基因型為 。 (3)該昆蟲細胞有絲分裂后期，移向細胞同一極的基因有 。 (4)該昆蟲細胞分裂中復(fù)制形成的兩個D基因發(fā)生分離的時期有 。 (5)為驗證基因自由組合定律，可用來與該昆蟲進行交配的異性個體的基因型分別是 。 【解析】　(1)從圖中可以看出控制長翅與殘翅、直翅與彎翅兩對相對性狀的基因位于一對同源染色體上，因此這兩對相對性狀的遺傳不遵循自由組合定律。(2)該昆蟲的一個初級精母細胞經(jīng)減數(shù)分裂可產(chǎn)生4個精細胞，基因型可能為AbD、AbD和abd、abd或Abd、Abd和abD、abD。(3)該昆蟲體細胞有絲分裂后期，由于所有的基因都已復(fù)制，而姐妹染色單體要分開，所以每個基因都移向細胞同一極，也就是細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D基因發(fā)生分離的時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的個體與該昆蟲進行交配，觀察后代的表現(xiàn)型分離比即可。 【答案】　(1)不遵循，控制這兩對相對性狀的基因位于一對同源染色體上　(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基因。 3.基因分離定律的實質(zhì)是等位基因隨同源染色體的分開而分離。 4.基因自由組合定律的實質(zhì)是等位基因隨同源染色體分開而分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。 5.減數(shù)分裂過程中基因的數(shù)量變化