（新课改地区）2018-2019学年高中生物 第2章 基因和染色体的关系课件（打包4套）新人教版必修2.zip

第 1节 减数分裂和受精作用第 1课时 减数分裂与精子和卵细胞的形成学习目标导引 核心素养对接 关键术语1.概述配子形成 过 程。2.说 明减数分裂的概念。3.阐 明配子中染色体数目减半的原因。4.活动要求：运用模型或视频观察模拟减数分裂过程中染色体的变化。1.生命 观 念 —— 构建 细 胞减数分裂的 结 构与功能观 ； 2.科学思 维 —— 分析减数分裂 过 程， 归纳 与概括减数分裂中 DNA、染色体等的 变 化； 3.科学探究 —— 通 过观 察蝗虫精母 细 胞分裂装片，掌握 实验 技能，达到 对 减数分裂的感性 认识 。减数分裂同源染色体联 会四分体|预知概念 |有性生殖一、减数分裂的概念1.范围 进行 _________的生物。2.时期 原始生殖细胞 → ________________的过程中。3.特点 染色体只复制 ____次，而细胞分裂 ____次。4.结果 成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的 __________。5.场所 ______________中。成熟生殖细胞一 两减少一半有性生殖器官二、精子的形成过程1.形成场所 ________________。2.细胞名称的变化睾丸（曲细精管）初级精母细胞次级精母细胞 精细胞 精子3.精子形成过程中各时期染色体的变化(1)减数第一次分裂：复制 增大四分体非姐妹染色单体同源染色体4.变化结果 1个精原细胞经减数分裂形成 4个 ________，经变形后形成 4个 _______。同源染色体着丝点着丝点 姐妹染色单体精细胞 精子三、卵细胞的形成过程1.形成场所 ________。2.细胞分裂过程及名称变化3.变化结果 一个卵原细胞经过 __________只形成一个 ________，三个 _______都退化消失。卵巢卵原细胞初级卵母细胞极体 极体次级卵母细胞 卵细胞减数分裂 卵细胞 极体四、观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片1.目的要求 识别减数分裂不同阶段的染色体的 __________________。2.方法步骤形态、位置和数目初级精母细胞 次级精母细胞精细胞中期和后期高倍镜 形态、位置和数目不同时期|过程评价 |1.减数分裂只能发生于能进行有性生殖的生物体内 ( )2.形态、大小相同的两条染色体为同源染色体 ( )3.减数第二次分裂后期染色体数目暂时加倍是因为着丝点的分裂 ( )4.一个精原细胞经过减数分裂可以形成四个精细胞，但一个卵原细胞只能形成一个卵细胞和三个极体 ( )5.联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体 ( )6.减数第二次分裂过程中，着丝点不分裂，同源染色体不配对 ( )答案 1.√ 2.× 3.√ 4.√ 5.√ 6.×|联想 ·质疑 |★ 减数分裂形成的配子染色体数目减半。★ 精子形成的场所。★ 四分体中的非姐妹染色单体发生交叉互换 。染色体 ∶染色单体＝ 1∶2四分体 ∶染色体 ∶染色单体＝ 1∶2∶4(1)如果不考虑交叉互换，一个精原细胞可以形成几种遗传物质组成的精子？提示： 2种。(2)为什么卵细胞的数量远远少于精子？提示： 一个精原 细 胞可形成 4个精子，一个卵原 细 胞形成一个成熟的卵 细 胞，且精原 细 胞 远 多于卵原 细 胞。(3)是否所有的精原细胞都进行减数分裂？减数分裂有细胞周期吗？提示：减数分裂没有 细 胞周期。科学探究 1 减数分裂中的重要概念如图是减数分裂过程某时期的细胞分裂图像，请据图思考下列问题：1.图中哪些是同源染色体？哪些是非同源染色体？提示： 同源染色体： 1和 2、 3和 4；非同源染色体： 1和 3、 1和 4、 2和 3、 2和 4。2.联会的结果是形成四分体，图中有几个四分体？提示： 2个。3.图中哪些是姐妹染色单体和非姐妹染色单体？提示： 姐妹染色 单 体： a和 a′、 b和 b′、 c和 c′、 d和 d′。非姐妹染色 单 体： a和 b、 a和 b′、 a′和 b、 a′和 b′、 c和 d、 c和 d′、 c′和 d、 c′和 d′。4.请分析四分体、染色体、染色单体和 DNA分子数之间的数量关系。提示： 1个四分体＝ 2条染色体＝ 4条染色 单 体＝ 4个 DNA分子。【探究应用】下列关于染色体、染色单体、联会和四分体的叙述中，错误的是 ( )A.染色体是遗传物质的主要载体，一条染色体上只有一个 DNA分子B.有同一个着丝点的染色单体属于姐妹染色单体C.联会的结果是形成四分体，人的配子形成过程中会出现 23个四分体D.染色单体因为着丝点的分裂而消失解析 染色体是 遗传 物 质 的主要 载 体，一条染色体上有 1个或 2个 DNA分子， A错误 ；染色体复制的 结 果是形成两条姐妹染色 单 体，有同一个着 丝 点， B正确； 联会形成四分体，有几 对 同源染色体就有几个四分体，因 为 人体 细 胞中有 23对 同源染色体，所以在配子形成 过 程中会形成 23个四分体， C正确；着 丝 点分裂 导 致姐妹染色 单 体彼此分离，各自成 为 一条染色体， D正确。答案 A【一题多变】(1)遗传物质的主要载体是染色体，此外还分布在哪里？这些场所的遗传物质是否和染色体上的遗传物质一样也遵循孟德尔遗传规律？提示： 线 粒体和叶 绿 体。不遵循，只有染色体上的 遗传 物 质 才遵循。(2)形态、大小相同的染色体是否是同源染色体？减数分裂过程中，同源染色体形态、大小是否相同？提示： 不一定，若一条来自父方，一条来自母方，且可以 发 生 联 会， 则为 同源染色体，否 则 不是。同源染色体形 态 、大小不一定相同，如高等 动 物的性染色体。染色体和染色单体的判断方法(1)染色体的条数等于着丝点的个数，有几个着丝点就有几条染色体。(2)染色体复制后，一个着丝点上连接着两条姐妹染色单体，其整体是一条染色体。科学探究 2 配子的形成过程1. 如图是某动物细胞减数分裂各时期的示意图，请据图思考下列问题：(1)如图所示的是精子形成过程还是卵细胞的形成过程？请简述判断的理由。提示： 精子，因 为 减数第一次分裂末期形成的两个子 细 胞 细 胞 质 是均等分开的。(2)请按照减数分裂过程的先后顺序将图中的图像排序 (用数字和箭头 )。提示： ③ → ⑥ → ② → ④ → ① → ⑤ 。(3)非姐妹染色单体的交叉互换发生于哪个图所处时期？提示： ③ 。(4)同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合发生于图中的哪个图像中？两种变化是否同时发生？提示： ② ，同 时发 生。(5)减数第二次分裂中还有同源染色体吗？试分析原因。提示： 没有。因 为 减数第一次分裂后，同源染色体已分离。2.某高等动物的基因型是 AaBb，则：(1)一个精原细胞能形成几个精子？请写出它们的基因型。提示： 四个， AB、 AB、 ab、 ab或 Ab、 Ab、 aB、 aB。(2)一个卵原细胞能形成几个卵细胞？请写出它们的基因型。提示： 一个， AB或 ab或 Ab或 aB。(3)请写出该种动物某个体产生的精子或卵细胞的基因型。提示： 都是四种： AB、 ab、 Ab、 aB。【探究应用】下面是某种动物细胞分裂不同时期的示意图，其中一定不是精子形成过程的是 ()解析 由 图 示染色体行 为 、数目及 细 胞 质 分裂方式可知， D图发 生 细 胞 质 不均等分裂， 该图 是次 级 卵母 细 胞减数第二次分裂后期 图 。答案 D第 2课时 减数分裂中的数量变化分析及受精作用学习目标导引 核心素养对接 关键术语1.阐 明减数分裂中染色体、 DNA和染色 单 体的数量 变 化。2.理解有性生殖中基因的分离或重 组导 致双 亲后代的基因 组 合有多种可能。3.阐明受精过程。1.科学思 维 —— 分析分离定律与自由 组 合定律的关系，培养 归纳 与概括、演 绎 与推理能力；2.科学探究 —— 探究自由 组 合定律在育种方面的 应用，培养 设计 和分析 实验 能力；3.社会 责 任 —— 运用 遗传 定律知 识 指 导农 牧 业 生产 ， 预 防和 诊 断 遗传 病。染色体DNA受精作用|预知概念 |非姐妹染色单体一、配子中染色体组合的多样性原因时 期 原 因减数第一次分裂前期同源染色体 联 会后，四分体中的 __________________容易 发 生交叉互 换减数第一次分裂后期同源染色体分离 时 ， _____________自由 组 合非同源染色体二、受精作用1.定义 _______和 ________相互识别、融合成为 ________的过程。2.过程精子 卵细胞 受精卵头部 尾部卵细胞膜核 核3.结果 受精卵中的 ________数目又恢复到体细胞中的数目，其中一半的 ________来自精子 (父方 )，另一半来自卵细胞 (母方 )。4.意义(1)子代呈现多样性，有利于生物在 __________中进化，体现了 ___________的优越性。(2)对于维持每种生物 (进行有性生殖的生物 )前后代体细胞中 ___________的恒定，对于生物的 ____________，都具有重要意义。染色体 染色体自然选择 有性生殖染色体数目遗传和变异|过程评价 |1.四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换会增加配子的种类数 ( )2.受精时，只有精子的头部进入卵细胞中 ( )3.受精作用的实质是精子和卵细胞的细胞膜的融合 ( )4.受精作用后，受精卵迅速增殖、分化 ( )5.经过减数分裂和受精作用，使得生物前后代体细胞中染色体数目保持相对的稳定 ( )6.精原细胞通过减数分裂增殖形成子代精原细胞以及精子 ( )答案 1.√ 2.√ 3.× 4.√ 5.√ 6.×|联想 ·质疑 |★ 受精过程中人体细胞核遗传物质含量的变化 ∶ 体细胞 (23对 )→ 配子 (23条 )→ 受精卵 (23对 )。(1)如果精子和卵细胞的细胞膜不具有一定的流动性，则精子和卵细胞是否还能受精？为什么？提示： 不能，因 为 受精作用首先需要精子和卵 细 胞的 细 胞膜融合，而 细 胞膜具有流 动 性是 细 胞膜融合的基 础 。(2)一般来说，一个人的遗传物质来自母亲的要多于来自父亲的，你知道是什么原因吗？提示： 因 为细 胞中的 遗传 物 质 包括 细 胞核 遗传 物 质 和 细 胞 质遗传 物 质 ， 细 胞 质中的 遗传 物 质 几乎全部来自卵 细 胞，而 细 胞核中的 遗传 物 质 一半来自母 亲 一半来自父 亲 ，所以一个人的 遗传 物 质 来自母 亲 的要多于来自父 亲 的。科学探究 1 有丝分裂、减数分裂及受精作用中染色体、核 DNA和染色单体的数量变化在减数分裂过程中，染色体和核 DNA 均发生了变化。但是变化规律不同，请找出它们的不同。1.细胞中染色体、染色单体、核 DNA数量变化规律(1)染色体数目的变化在下列坐标中画出减数分裂过程中的染色体数目变化。提示：(2)染色单体数目的变化请在下列坐标中画出减数分裂过程中染色单体的数目变化。提示：(3)核 DNA数目的变化在下列坐标中画出减数分裂过程中核 DNA的数目变化。提示：(4)减数分裂过程中染色体数目和核 DNA含量变化曲线分析① 在间期 DNA复制之前 (AB段和 A′B′段 )和减数第二次分裂后期着丝点分裂之后 (FH和 F′H′段 )，染色体 ∶核 DNA＝ 。② 在间期完成 DNA复制之后到减数第二次分裂后期着丝点分裂之前 (CF和 C′F′段 )，染色体 ∶核 DNA＝ 。提示： ① 1∶1② 1∶2(1)染色体数目减半发生在减数第一次分裂，原因是同源染色体分离。减数第二次分裂后期，染色体数目暂时加倍到与体细胞一样，原因是着丝点分裂，姐妹染色单体分开。(2)染色单体形成于减数第一次分裂前的间期，可见于减数第一次分裂前、中、后、末期以及减数第二次分裂前、中期，消失于减数第二次分裂后期。(3)核 DNA数目的加倍发生在减数第一次分裂前的间期，原因是 DNA分子的复制。核DNA数目减半发生了两次，原因分别是：减数第一次分裂，同源染色体分开分别进入两个子细胞，导致子细胞核 DNA数目减半；减数第二次分裂，分开后的姐妹染色单体，成为染色体，分别进入两个子细胞，导致子细胞核 DNA数目减半。2.下图 Ⅰ 表示细胞分裂过程中核 DNA的数目变化，图 Ⅱ 表示二倍体生物细胞分裂过程中染色体数目变化。请据图思考下列问题： (1)图 Ⅰ 中的 m和 n分别表示哪种方式的细胞增殖？提示： m表示有 丝 分裂， n表示减数分裂。(2)图 Ⅱ 中哪段表示减数分裂？哪点表示受精作用？哪段表示有丝分裂？提示： ae段表示减数分裂， e点表示受精作用， eh段表示有 丝 分裂。(3)DNA数目增加的原因是什么？染色体是在哪种结构的牵引下才平均分配到细胞两极的？提示： DNA数目增加的原因是 DNA的复制；染色体是在 纺锤丝 的 牵 引下移向 细 胞两极的。3.下图 Ⅰ ～ Ⅳ 表示某动物 (体细胞中有 8条染色体 )体内某器官中处于不同分裂阶段的四个细胞。请据图思考下列问题：(1)图中 ①②③ 分别表示什么含义 (染色体 /核 DNA/染色单体 )？提示： ① 表示染色体， ② 表示染色 单 体， ③ 表示核 DNA。(2)图中 Ⅱ 可以表示哪种细胞增殖的哪个时期？哪些只能表示减数分裂过程中的数量变化？提示： Ⅱ 可以表示有 丝 分裂的前期和中期、减数第一次分裂的前期、中期、后期和末期。 Ⅲ 和 Ⅳ 。【探究应用】下图表示细胞分裂过程中染色体、核 DNA变化相对值。下列有关 a～ c段 (不含 a、c点 )的叙述正确的是 ( )A.细胞中始终存在染色单体B.细胞中始终存在同源染色体C.细胞中染色体和核 DNA数之比由 1∶2变为 1∶1D.此时期表示初级性母细胞解析 据 图 可知， 图 中虚 线 数目加倍一次，但 连续 减半两次，因此 该 虚 线应 表示减数分裂 过 程中核 DNA的 变 化相 对值 ， 实线 表示染色体的 变 化相 对值 ，其中 O～a表示减数分裂的 间 期， b为 减数第一次分裂末期，同源染色体彼此分离 进 入两个子 细 胞中， b～ c段 处 于次 级 性母 细 胞 阶 段，无同源染色体， c点 为 染色 单 体彼此分离形成子染色体的 过 程。 a～ c段 (不含 a、 c点 )细 胞中始 终 存在染色 单 体，并且染色体和核 DNA数之比一直 为 1∶2。答案 A【一题多变】(1)如果上图中个体的基因型为 AaBb，则等位基因的分离发生在什么时期？(2)如果该生物为雄性个体，则 d时期之后的细胞名称为？提示： (1)减数第一次分裂后期 (a－ b)(2)精 细 胞有丝分裂和减数分裂中染色体、核 DNA数量变化判断(1)染色体数量变化：减数分裂中染色体数量最大为 2N，数量变化为 2N→ N→ 2N→ N。有丝分裂中染色体数量最大为 4N，数量变化为 2N→ 4N→ 2N。(2)核 DNA数量变化：有丝分裂和减数分裂中核 DNA加倍都在间期，但有丝分裂只有一次减半，减数分裂两次减半。科学探究 2 配子的多样性及受精作用1.某种能进行有性生殖的高等动物体细胞含有 2对同源染色体 A、 a与 B、 b(如图所示)，请思考该动物形成的配子种类数的问题：(1)如果不发生交叉互换，则该动物的一个精原细胞或卵原细胞能形成几个精子和卵细胞？其染色体组成是怎样的？提示： 一个精原 细 胞能形成四个精子，其染色体 组 成是 AB、 AB、 ab、 ab或 Ab、 Ab、 aB、 aB；一个卵原 细 胞只能形成一个卵 细 胞，其染色体 组 成是 AB或 ab或 Ab或 aB。(2)如果图中的 A和 a同源染色体在四分体时期发生了交叉互换，则一个精原细胞和一个卵原细胞又分别形成几种精子和卵细胞？提示： 一个精原 细 胞会形成四种精子，一个卵原 细 胞会形成一种卵 细 胞。2.受精作用的实质是什么？受精作用有什么意义？提示： 精子和卵 细 胞的 细 胞核的融合；减数分裂和受精作用 对 于 维 持生物前后代体 细 胞中染色体数目的恒定，以及生物的 遗传 和 变 异具有重要的意 义 。【探究应用】下图为某雄性动物进行细胞分裂的示意图。相关判断正确的是 ( )A.该细胞中染色体数 ∶DNA数＝ 1∶1B.① 与 ② 大小、形态、来源相同，故称为同源染色体C.③ 与 ④ 的分离发生在减数第一次分裂D.若此细胞产生的一个精细胞的染色体组成为 ①④ ，则另三个精细胞的染色体组成一定为 ①④ 、 ②③ 、 ②③解析 图 中的每条染色体上有两个 DNA分子， A错误 ； ① 与 ② 是一 对 同源染色体，一条来自父方，一条来自母方，所以 ① 与 ② 来源不同， B错误 ； ③ 与 ④ 是一 对 同源染色体，同源染色体在减数第一次分裂 发 生分离， C正确；由于在减数分裂 过 程中可能 发 生交叉互 换 ，所以另三个精子的染色体 组 成不一定是 ①④ 、 ②③ 、 ②③，而可能是 4个精子的染色体 组 成互不相同， D错误 。答案 C第 2节 基因在染色体上学习目标导引 核心素养对接 关键术语1.概述性染色体上的基因 传递 和性 别 相关联 ；2.阐 明 基因与性状的关系。1.生命 观 念 —— 认 同基因在染色体上，形成 结 构与功能 观 ；2.科学思 维 —— 分析果 蝇 眼色 遗传实验， 归纳 并概括 规 律；3.科学探究 —— 通 过实验 ，判断基因在染色体上的位置。类 比推理等位基因|预知概念 |类比推理一、萨顿的假说1.研究方法 ____________。2.依据 基因和染色体行为存在明显的 ___________关系。项 目 基因 染色体性 质在 杂 交 过 程中保持__________________在配子形成和受精 过 程中，保持相对 ________________存在 体 细胞 成 对 成 对形式 配子 ________________ ________________来源成 对 的基因一个来自 ______、一个来自 _____________________一条来自父方，一条来自母方行 为 ______________在形成配子 时 自由 组 合______________在形成配子 时 自由组 合平行完整性和独立性 稳定的形态结构成对中的一个 成对中的一条父方母方同源染色体非等位基因 非同源染色体3.内容 基因是由 _______携带着从亲代传递给下一代的，即基因位于 _______上。二、基因位于染色体上的实验证据1.实验者 美国生物学家 ________。2.实验科学方法 假说 — 演绎法。3.实验材料 _______。染色体 染色体摩尔根果蝇4.实验证据(1)实验过程：3∶1(2)实验分析：① F1的结果说明 _______是显性性状。② F2的比例关系说明果蝇眼色的遗传符合 _________定律，红眼和白眼受 _______等位基因控制。③ F2白眼果蝇只有雄性，说明白眼性状的表现与 _______相联系。(3)假设与解释：① 假设：控制果蝇红眼、白眼的基因只位于 ____染色体上， ____染色体上无相应的等位基因。红眼基因分离 一对性别X Y② 解释：XW XWXW XW XW Y(4)测交验证：亲本中的白眼雄蝇和 F1中的红眼雌蝇交配 → 子代雌性红蝇 ∶雌性白蝇 ∶雄性红蝇 ∶雄性白蝇＝ ___________。(5)实验结论：控制果蝇红眼、白眼的基因只位于 ___染色体上 → 基因位于染色体上。5.摩尔根的新发现 —— 基因和染色体的关系(1)一条染色体上有 _______基因。(2)基因在染色体上呈 _______排列。1∶1∶1∶1X多个线性三、孟德尔遗传规律的现代解释规 律内容 基因的分离定律 基因的自由 组 合定律描述 对 象 一 对 同源染色体上的 __________ 非同源染色体上的 ___________行 为 特点 具有一定的 _________ 分离或 组 合 __________发 生 时间 __________过 程中 减数分裂 过 程中结 果__________随同源染色体的分开而 _______非同源染色体上的非等位基因 ____________等位基因 非等位基因独立性 互不干扰减数分裂等位基因分离自由组合|过程评价 |1.萨顿的假说和摩尔根的果蝇杂交实验所用的实验方法相同 ( )2.摩尔根用红眼雌果蝇和白眼雄果蝇杂交，发现 F2中白眼果蝇全部是雄性的 ( )3.生物体内所有的基因都位于染色体上 ( )4.摩尔根和他的合作者研究发现，一条染色体上只有一个 DNA，一个 DNA上有多个呈线性排列的基因 ( )5.等位基因随着同源染色体的分离而分离，非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而组合 ( )答案 1.× 2.√ 3.× 4.× 5.√|联想 ·质疑 |★ 基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。★ 果蝇体细胞中染色体的组成及基因在染色体上的分布。★ 分离和自由组合定律的细胞学基础。[名师点拨 ] 基因的行为并不都遵循孟德尔遗传规律(1)并不是所有的非等位基因都遵循基因自由组合定律，只有非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律。(2)并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德尔的遗传规律，叶绿体、线粒体中的基因都不遵循。(3)原核生物中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。(1)所有的基因都在染色体上吗？哪种染色体上的基因所控制的性状与性别有关？提示 ：不是， 线 粒体和叶 绿 体中也含有基因。性染色体上含有的基因所控制的性状与性 别 有关。(2)为什么说同源染色体的形态、大小不完全相同？提示： 对 于常染色体而言，同源染色体的形 态 、大小相同，但两条性染色体大小形 态则 可能不同。(3)摩尔根和孟德尔的实验材料、目的均不同，但他们都采取了哪种科学研究方法？提示： 假 说 — 演 绎 法。科学探究 1 萨顿的假说萨顿通过类比推理法得出 “基因在染色体上 ”的结论，下列能为该结论提供证据的是。① 基因在杂交过程中保持完整性和独立性，在配子形成和受精过程中，染色体保持相对稳定的形态结构；② 基因和染色体在体细胞中都成对存在；③ 一个 DNA分子上有很多个基因，一条染色体上有一个或两个 DNA分子；④ 基因和染色体在配子中都成单存在；⑤ 等位基因一个来自父本一个来自母本，同源染色体一个来自父本一个来自母本；⑥ 形成配子时，等位基因分离的同时非等位基因自由组合，同源染色体分离的同时非同源染色体自由组合。提示： ①②④⑤⑥ 。【探究应用】大量事实表明，萨顿发现的基因遗传行为与染色体的行为是平行的。据此做出如下推测，哪一项是没有说服力的 ( )A.基因在染色体上B.同源染色体分离导致等位基因分离C.每条染色体上都有许多基因D.非同源染色体自由组合使非等位基因自由组合解析 萨顿 用蝗虫 细 胞作材料研究了精子和卵 细 胞的形成 过 程，并提出了如下推论 ：基因是由染色体携 带 着从 亲 代 传递给 下一代的。也就是 说 ，基因就在染色体上，因 为 基因和染色体的行 为 存在着明 显 的平行关系。而摩 尔 根 则 是通 过 果 蝇 的杂 交 实验 、 测 交 实验 等 对 基因位于染色体上提供了充足的 实验证 据。但是 “每条染色体上都有 许 多基因 ”的 结论 不是上述 实验证 明的，而且通 过 基因行 为 与染色体行 为 的平行关系也得不出 这 一 结论 。答案 C【一题多变】科学的研究方法是取得成功的关键，人类探索基因神秘踪迹历程中，进行了如下研究： ① 1866年孟德尔的豌豆杂交实验：提出了生物的性状由遗传因子控制； ② 1903年萨顿研究蝗虫的精子和卵细胞形成过程，提出假说：基因在染色体上； ③ 1910年摩尔根进行果蝇杂交实验：找到基因在染色体上的实验证据。他们在研究的过程中所使用的科学研究方法依次为？提示： ① 假 说 — 演 绎 法 ② 类 比推理 ③ 假 说 — 演 绎 法类比推理与假说 — 演绎法的比较(1)类比推理：将未知事物同已知事物的性质类比，依据其相似性，提出关于未知事物某些性质的假说 —— 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。萨顿根据蝗虫细胞中染色体与基因的平行关系，由可见的染色体的行为推测看不见的基因的行为，但这种方法得出的结论不一定是正确的，是一种思维的产物。(2)假说 — 演绎法：在观察和分析基础上提出问题 → 通过推理和想像提出解释问题的假说 → 根据假说进行演绎推理 → 通过实验检验演绎推理的结论 → 若实验结果与预期结论相符，证明假说是正确的；反之，假说是错误的。无论是孟德尔还是摩尔根，都利用该方法，先通过杂交实验发现问题，并提出解释问题的假说，然后再设计测交实验进行验证，在测交实验出现结果以前，先运用自己的假说预测实验结果即演绎。科学探究 2 基因位于染色体上的实验证据1.图 1为摩尔根的果蝇杂交实验图解，图 2为雌雄果蝇的染色体组成示意图。请据图思考下列问题：(1)用果蝇作为实验材料有何优点？提示： ① 相 对 性状多、明 显 ； ② 培养周期短； ③ 成本低； ④ 易 饲 养； ⑤ 染色体数目少，便于 观 察等。(2)据图 2思考：是不是所有的同源染色体形态、大小都相同？提示： 不是，常染色体中同源染色体的大小和形 态 相同，但性染色体的形 态 、大小可能不同。(3)摩尔根通过杂交实验发现了什么问题？他又做出怎样的假设解释这个问题？提示： 白眼性状的表 现总 是与性 别 相 联 系。控制白眼的基因只位于 X染色体上，在 Y染色体上没有它的等位基因。(4)根据摩尔根的假设，红眼、白眼雌雄果蝇的基因型分别有哪些？ (相关基因用 W和 w表示 )提示： 雌果 蝇 ： 红 眼 ——X W XW 、 XW Xw，白眼 ——X wXw；雄果 蝇 ： 红 眼 ——XW Y，白眼 ——X wY。2.已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制 (相关基因用 H、 h表示 )，一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交，子代中 ♀灰体 ∶♀黄体 ∶♂灰体 ∶♂黄体＝ 1∶1∶1∶1。(1)能否确定灰体的显隐性？能否进一步确定 H、 h位于常染色体还是 X染色体上？提示： 不能，不能。(2)经查资料得知，灰体对黄体为显性，且 H、 h位于 X染色体上，请写出题干中灰体雌蝇和黄体雄蝇的基因型，并从它们的子代中选择两个组合证明控制灰体和黄体的基因位于 X染色体上。提示： XHXh、 XhY； XHXh×XHY或 XhXh×XHY。【探究应用】决定果蝇眼色的基因位于 X染色体上，其中 W 基因控制红色， w基因控制白色。一只红眼雌果蝇与一只红眼雄果蝇杂交，其后代中不可能出现的是 ( )A.红眼雄果蝇 B.白眼雄果蝇C.红眼雌果蝇 D.白眼雌果蝇解析 先写出 亲 代基因型。 红 眼雌果 蝇 ： XW XW 或 XW Xw， 红 眼雄果 蝇 ： XW Y。若XW XW ×XW Y→ XW XW (红 眼雌果 蝇 )、 XW Y(红 眼雄果 蝇 )；若 XW Xw×XW Y→ XW XW (红眼雌果 蝇 )、 XW Xw(红 眼雌果 蝇 )、 XW Y(红 眼雄果 蝇 )、 XwY(白眼雄果 蝇 )。可 见 ，后代中不可能出 现 白眼雌果 蝇 。答案 D【一题多变】(1)用题中的杂交方法，能否判断出红眼雌果蝇是纯合体还是杂合体？为什么？提示： 能，因 为 如果 红 眼雌果 蝇 是 纯 合体， 则 后代都是 红 眼果 蝇 ；如果 红 眼雌果蝇 是 杂 合体， 则 后代中雌果 蝇 都是 红 眼，但雄果 蝇 中一半是 红 眼一半是白眼。(2)一只红眼雌果蝇和一只白眼雄果蝇杂交，子代的表现型有哪些可能？提示： 如果 红 眼雌果 蝇 是 纯 合体， 则 后代中的雌雄果 蝇 都是 红 眼；如果是 杂 合体， 则 无 论 是雄果 蝇还 是雌果 蝇 ，都一半是 红 眼一半是白眼。科学探究 3 孟德尔遗传规律的现代解释如图是某生物细胞内染色体和基因的分布图， ① 和 ② 、 ③ 和 ④ 是两对同源染色体，请回答：(1)图中属于等位基因的有哪些？(2)图中非等位基因有哪些？(3)上述非等位基因中，能自由组合的是哪些？(4)分离定律和自由组合定律发生在什么时期？提示： (1)A与 a、 B与 b、 C与 c。(2)除 (1)之外，其他情况均属非等位基因。(3)A/a与 C、 c、 B/b与 C、 c可自由 组 合。(4)发 生在减数分裂 过 程中，具体地 说 都 发 生在减数第一次分裂后期。第 3节 伴性 遗传学习目标导引 核心素养对接 关键术语1.概述伴性 遗传 的特点；2.运用分析 资 料的方法，总结 人 类红绿 色盲和抗维 生素 D佝 偻 病的 遗传规 律；3.阐 明 伴性 遗传 在 实 践中的 应 用。1.生命 观 念 —— 认 同基因在染色体上，形成 结 构与功能 观 ； 2.科学思 维 —— 分析 遗传图谱 ， 归纳 并概括出伴性 遗传 的特点与 规 律；3.社会 责 任 —— 运用伴性 遗传 的 遗传 学原理，指 导优 生工作或 为农 牧 业 生 产 服务 。性 别 决定伴性 遗传|预知概念 |性染色体一、伴性遗传由 _________上的基因控制的，遗传上总是和 ______相关联的现象。二、人类红绿色盲 —— 伴 X染色体隐性遗传病1.红绿色盲基因的位置 _________上。 Y染色体由于过于短小，缺少与 X染色体同源的区段而没有这种基因。性别X染色体2.人的正常色觉和红绿色盲的基因型和表现型 (正常基因和色盲基因分别用 B、 b表示)女性 男性基因型 XBXB ____________________ ______________ _____________ XbY表 现 型 正常 正常 (携 带 者 ) 色盲 正常 _____________XBXb XbXb XBY色盲3.人类红绿色盲的遗传的主要特点(1)红绿色盲患者男性 ________女性。原因：女性中同时含有两个患病基因才是患病个体，含 ________致病基因只是携带者，表现正常。而男性中只要有 ________致病基因就是患病个体。(2)交叉遗传：男性红绿色盲基因只能从母亲那里传来，以后只能传给 ______。(3)女性色盲患者的 ________和 ________均有病。多于一个一个女儿父亲 儿子三、抗维生素 D佝偻病 —— 伴 X显性遗传病 (致病基因用 D表示，正常基因用 d表示 )1.基因位置________致病基因及其等位基因只位于 _____染色体上。显性 XXDXD XDXdXDY多于 较轻男患者四、伴性遗传在实践中的应用性别决定的其他方式： ZW 型(1)雌性： (异型 )_______，雄性： (同型 ) _______。(2)分布：鸟类，鳞翅目昆虫，某些鱼类等。(3)实例：芦花雌鸡 (ZBW) 和非芦花雄鸡 (ZbZb)交配， F1的基因型分别是 _______、_______，相应的表现型分别是 ___________、 ___________。ZW ZZZBZbZbW 芦花雄鸡 非芦花雌鸡|过程评价 |1.性染色体上的基因遗传总是和性别相关联 ( )2.伴 X显性遗传病女患者比男患者多 ( )3.性染色体只存在于生殖细胞中 ( )4.性染色体上基因控制的性状，男性和女性是完全不同的 ( )5.男性的 X染色体来源于母亲，将遗传给女儿，而 Y染色体来源于父亲，将遗传给儿子 ( )6.伴 X染色体显性遗传病具有隔代遗传现象，男女患病比例基本相当 ( )答案 1.√ 2.√ 3.× 4.× 5.√ 6.×|联想 ·质疑 |★ 红绿色盲者分辨不出红色和绿色，人群中男性患者居多。★ 抗维生素 D佝偻病患者由于对钙、磷吸收不良而导致骨发育障碍。★ XY型性别决定中，雄性的性染色体组成不同； ZW 型性别决定中，雌性的性染色体组成不同。(1)为什么伴 X显性遗传病的女患者多于男患者？提示： 因 为 女性只有基因型 为 XdXd才表 现 正常，而男性只要 X染色体上有一个 隐性基因 d就表 现 正常。(2)爷爷和孙子之间也可以做亲子鉴定，从性染色体的角度分析，应该鉴定二者的哪条染色体？提示： Y染色体。科学探究 1 伴性遗传病实例分析1.如图为某红绿色盲家系图谱，请据图思考下列问题：(1)根据哪两个家庭的遗传情况可判断红绿色盲为隐性遗传病？提示： Ⅱ － 3和 Ⅱ － 4正常，但他 们 生有患病的孩子； Ⅱ － 5和 Ⅱ － 6正常，但生有患病的孩子，即 “无中生有 为隐 性 ”。(2)若 Ⅲ － 4绘图正确请分析图中的 Ⅲ － 4的父母的表现型是否正确？为什么？提示： 其父 亲 的表 现 型 错误 ，因 为 Ⅲ － 4的基因型是 XbXb，两条 Xb中有一条来自其父 亲 ，即其父 亲 的基因型是 XbY， 为红绿 色盲患者。(3)Ⅲ － 4将来结婚后生育的儿子都是色盲患者吗？为什么？提示： 是，因 为 Ⅲ － 4的基因型是 XbXb，如果生儿子，其儿子的 X染色体一定来自她，即其儿子的基因型一定是 XbY，所以一定是个色盲患者。(4)观察该图，从男女的发病率和代与代之间的连续性分析，能得出红绿色盲遗传的哪些特点？色盲基因的传递有什么规律？提示： 男患者多于女患者、隔代 遗传 ；男性的色盲基因只能来自母 亲 ，以后只能传给 女儿，具有交叉 遗传 的特点。2.如图是抗维生素 D佝偻病的某家系遗传图谱，据图思考：(1)患者中女性和男性的比率是否相同？提示： 不同，女性多于男性。(2)与伴 X隐性遗传相比，在世代连续性方面有何不同？提示： 伴 X隐 性 遗传 往往隔代 遗传 ，但伴 X显 性 遗传 往往代代有患者，具有 连续遗传现 象。(3)男患者的母亲及女儿以及正常女性的父亲及儿子表现型如何？提示： 男患者的母 亲 和女儿一定是患者；正常女性的父 亲 和儿子一定正常。3.下面为人类外耳道多毛症患者的遗传系谱图，该病为伴 Y遗传病，请据图思考下列问题：(1)为什么患者只能是男性？提示： 因 为 致病基因位于 Y染色体上，女性无 Y染色体。(2)某男性的儿子病逝，如何鉴定其孙子真正与其有血缘关系？提示： 可以 鉴 定 该 人与其 孙 子的 Y染色体上的基因。【探究应用】如图为红绿色盲患者的遗传系谱图，以下叙述正确的是 ( )A.Ⅱ － ­3与正常男性婚配，后代都不患病B.Ⅱ ­－ 3与正常男性婚配，生出患病男孩的概率是 1/8C.Ⅱ － ­4与正常女性婚配，后代都不患病D.Ⅱ ­－ 4与正常女性婚配，生育患病男孩的概率是 1/2解析 红绿 色盲 为 伴 X染色体 隐 性 遗传 病。由 图 可知， Ⅱ － ­3虽 然不患病，但其可能是携 带 者，概率 为 1/2。 Ⅱ － ­3与正常男性婚配，生出患病男孩的概率是 (1/2)×(1/4)＝ 1/8， A错误 、 B正确； Ⅱ － ­4为 正常男性，与正常女性婚配，若女性不携 带 色盲基因， 则 后代都不患病，若女性 为 携 带 者，后代依然会出 现 患病男孩，且患病概率为 1/4， C、 D错误 。答案 B【一题多变】(1)该病属于隐性遗传病，如何描述其原因？提示： Ⅰ － ­1和 Ⅰ － ­2都正常，而他 们 生有一个 Ⅱ － 5患病的儿子。(2)Ⅰ － ­1和 Ⅰ － ­2再生育一个患病的孩子的概率是多少？再生育一个患病的儿子或女儿呢？生育了一个儿子是患者的概率呢？提示： 再生育一个患病孩子的概率是 1/4，再生育一个患病的儿子的概率是 1/4，再生育一个患病的女儿的概率是 0，生育了一个儿子是患者的概率是 1/2。1.伴 X染色体隐性遗传的遗传特点(1)患者男性多于女性。例如人类的红绿色盲，女性只有 XbXb才表现为色盲，而 XBXb表现为正常；而男性只要 X染色体上带有色盲基因 b，就表现为色盲。所以人群中红绿色盲男性患者约 7% ，而女性只有 0.5% 。(2)往往具有隔代遗传现象。(3)具有交叉遗传现象：男性的红绿色盲基因只能从母亲那里得到，以后又只能传给自己的女儿。2.伴 X染色体显性遗传的遗传特点(1)患者中女性多于男性。(2)连续遗传。(3)男性患者的母亲和女儿一定是患者。(4)正常女性的父亲和儿子都是正常的。3.伴 Y染色体遗传的遗传特点(1)患者全为男性，女性全正常，因为致病基因只位于 Y染色体上，无显、隐性之分。(2)具有世代连续现象，即致病基因由父亲传给儿子，儿子传给孙子，也称为限雄遗传。科学探究 2 遗传系谱图的分析方法某种遗传病受一对等位基因 (A、 a)控制，如图为该遗传病的系谱图。下列叙述正确的是 ( )(1)该遗传病的遗传方式可能是什么？不可能是什么遗传病？提示： 常染色体 显 性、常染色体 隐 性或伴 X隐 性 遗传 ；不可能是伴 Y遗传 病或伴X显 性 遗传 病。(2)若 Ⅱ 1为纯合子，该病为什么遗传病？ Ⅱ 2和 Ⅲ 2的基因型分别是什么？提示： 常染色体 显 性 遗传 病； AA或 Aa， aa。(3)若该病为伴 X显性遗传病，则该遗传系谱图第 Ⅲ 代中表现型不正确的是那个个体？提示： Ⅲ 1和 Ⅲ 2。(4)若该病为常染色体隐性遗传病， Ⅰ 1和 Ⅱ 1基因型相同的概率是多少？提示： 100% 。【探究应用】下图为甲病 (A、 a)和乙病 (B、 b)的遗传系谱图，其中乙病为伴性遗传病，请回答下列问题：【一题多变】仅仅从系谱图中能否判断出乙病属于哪种遗传病？如果题干中将 “乙病为伴性遗传病 ”这一条件改为 “Ⅰ － 2无乙病的致病基因 ”，能否判断出乙病的遗传病类型？提示： 不能，只能判断出乙病是 隐 性 遗传 病。根据 Ⅰ － 2无乙病的致病基因，也能判断出乙病属于伴 X隐 性 遗传 病。1.遗传系谱图的判定方法母女正常父子病，父子相传为伴 Y。无中生有为隐性，隐性遗传看女病，父子无病非伴性。有中生无为显性，显性遗传看男病，母女无病非伴性。2.关于 “患病男孩 ”与 “男孩患病 ”的概率计算(1)常染色体遗传如果控制某遗传病的基因位于常染色体上，由于常染色体与性染色体是自由组合的，在计算 “患病男孩 ”与 “男孩患病 ”的概率时遵循以下规则：① 患病男孩的概率＝患病孩子的概率 ×(1/2)；② 男孩患病的概率＝患病孩子的概率。(2)伴性遗传如果控制某遗传病的基因位于性染色体上，由于该性状与性别联系在一起，所以在计算 “患病男孩 ”与 “男孩患病 ”的概率时遵循伴性遗传的特点，即从双亲基因型推出后代的患病情况，然后再遵循以下规则：① 患病男孩的概率＝患病男孩在后代全部孩子中的概率；② 男孩患病的概率＝后代男孩中患病的概率。