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第二章 基因和染色体的关系
第二节 基因在染色体上
一、萨顿的假说
受精作用
受精卵
亲代
配子
子代
DD
dd
D
d
Dd
Dd
受精作用
看不见的
染色体
基因在染色体上
推 理
基因
看得见的
平行关系
基因
染色体
基因在哪里呢？
萨顿
孟德尔
基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。
假说依据：
一、萨顿的假说
活动1：“基因和染色体的行为存在着明显的平行关系”，其有哪些体现？请阅读教材29页加以思考并完成下表？
基因 染色体
在遗传性状传递过程中的特点
体细胞中的存在形式
配子中的存在形式
体细胞中的来源
形成配子时的行为
类比 推理 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具有稳定的形态结构
成对
成对
成单
成单
一个来自父方，一个来自母方
一个来自父方，一个来自母方
等位基因分离，
非等位基因自由组合
同源染色体分离，
非同源染色体自由组合
基因和染色体行为存在着明显的平行关系
基因位于染色体上（假说）
一、萨顿的假说
高 茎
高 茎
矮 茎
高 茎
D d
D D
d d
D d
d d
×
减数
分裂
受 精
减数
分裂
高 茎
减数
分裂
P
配子
F1
F1配子
高茎
矮茎
F2
d
D
d
D
D D
D
D d
d
活动2：如果你也认为“基因在染色体上”，请在P30“思考·讨论”图中的染色体
上标出基因符号，解释孟德尔一对相对性状（D、d为例)的杂交试验。
正因为类比推理的非必然性，萨顿的假说遭到同时代的遗传学家摩尔根的强烈质疑。
我不相信孟德尔，更难以相信萨顿那家伙毫无事实根据的臆测！
我更相信的是实验证据，我要通过确凿的实验找到遗传和染色体的关系！
摩尔根
他一直琢磨着设施一个实验，探究生物的遗传与染色体到底什么关系。
1909年开始，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。1910年5月，他发现了一只白眼的突变果蝇。他开始用这只果蝇进行实验。
我是一个文明有风度的黑粉！
二、基因位于染色体上的实验证据
果蝇体细胞染色体图解
XY型性别决定方式：
雌性：3对常染色体+1对性染色体XX
雄性：3对常染色体+1对性染色体XY
①易饲养，繁殖快；
②染色体数目少，易于观察
③相对性状多且明显④产生的后代多
红眼（♀）
白眼（♂）
红眼（♀、♂）
红眼（♀、♂）
3/4
白眼（♂）
1/4
×
F1♀♂交配
P
F1
F2
二、基因位于染色体上的实验证据
F1全为红眼， 为显性性状
F2中红眼：白眼=3：1,符合 ，说明果蝇的红眼和白眼受 等位基因控制
红眼
分离定律
一对
隐形性状白眼只在雄蝇中出现，白眼性状的表现总是与性别相关联
二、基因位于染色体上的实验证据
(1)观察现象，提出问题
白色性状和性别相关联，大家由此可以会做出些什么推测呢？
白眼基因位于性染色体上，那具体在哪个区段呢？
XY同源区段
X非同源区段
Y非同源区段
白眼基因位于性染色体上。
二、基因位于染色体上的实验证据
假说1：控制眼色的基因位于X染色体的非同源区段，X染色体上有，而Y染色体上没有
(2)提出假说，进行解释
假说2：控制眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段，X染色体和Y染色体上都有
假说3：控制眼色的基因位于Y染色体的非同源区段，X染色体上没有
摩尔根及其同事提出假说：控制白眼的基因（w）在X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因。
二、基因位于染色体上的实验证据
雌果蝇
红眼
白眼
雄果蝇
红眼
白眼
控制白眼的基因（w）在X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因。
（ＸＷＸＷ、ＸＷＸw）
（ＸwＸw）
（ＸＷＹ）
（ＸwＹ）
温馨提示：
1)性染色体及基因型写法：性染色体要大写 ，基因写在染色体右上角。如 XBXb 、XBY等。
2)先写常染色体上的基因，再写性染色体及基因
×
♀
P
♂
F1
F2
自由交配
♀♂
♀
♂
红 ：白 = 3 : 1
♂
红眼
白眼
红眼
二、基因位于染色体上的实验证据
XWXW红眼（雌）
×
XwY白眼（雄）
XW
Y
Xw
XWY红眼（ 雄 ）
XWXw红眼（ 雌 ）
×
P
F2
F1
配子
配子
XW
Xw
XW
Y
XWXW红眼(雌 ）
XWXw红眼(雌)
XWY红眼(雄)
XwY白眼(雄 )
合理的解释
假说的正确

二、基因位于染色体上的实验证据
摩尔根解释的验证
摩尔根等人的设想可以合理地解释实验现象。但是判断一种设想或假说是否正确，仅能解释已有的实验现象是不够的，还应运用假说-演绎法，预测另外设计的实验结果，再通过实验来检验。
讨论：你能运用上述果蝇杂交实验的知识设计一个实验，来验证他们的解释吗？
二、基因位于染色体上的实验证据
红眼雌
白眼雄
P
F1
XWXw
XwY
×
XWXw
红眼雌
XwXw
白眼雌
XWY
红眼雄
XwY
白眼雄
红雌：白雌：红雄：白雄 = 1：1：1：1
野生
红眼雄
白眼雌
P
F1
XWY
XwXw
×
XWXw
红眼雌
XwY
白眼雄
红雌 ：白雄 = 1 ：1
测交实验：F1红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交。
符合
补充反交实验：
二、基因位于染色体上的实验证据
作出假说：
演绎推理：
测交等实验
得出结论：
基因在染色体上
若控制白眼基因（w）在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因
白眼性状的表现总是与性别相联系？
提出问题：
假说
演绎法
小结：回顾摩尔根等人实验过程
从此，摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者！
二、基因位于染色体上的实验证据
摩尔根
这种对待科学的态度和高尚的品格，正是我们需要学习的科学精神！
摩尔根在对其他科学家的学说持怀疑态度时，没有选择批评挖苦对方，而是认真钻研设计实验。
在实验证据证明其他科学家学说正确之时，坚持“实验至上”立马摈弃之前的偏见。
二、基因位于染色体上的实验证据
果蝇X染色体上的一些基因
结论：基因在染色体上呈线性排列。
摩尔根和他的学生们，设计测量出：
第一个果蝇各种基因在染色体上排列图谱
人只有23对染色体，却有约2.6万个基因。
一条染色体上应该有许多个基因。
果蝇只有4对染色体，携带的基因有1.3万多个；
荧光标记技术
三、孟德尔遗传规律的现代解释
1.染色体上基因之间的关系
d
B
B
a
A
D
等位基因
等位基因
非同源
染色体
非等位基因
相
同
基
因
同源
染色体
同源
染色体
1.等位基因：
同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因
1
2
3
4
三、孟德尔遗传规律的现代解释
1.染色体上基因之间的关系
（1）等位基因的概念：
位于同源染色体上同一位置，控制同一性状的基因。如B和b。
注意：A和A叫做相同基因
（2）非等位基因的概念：
位于非同源染色体上的基因（如B与D），以及位于同源染色体不同位置的基因（如A与B）。
三、孟德尔遗传规律的现代解释
2.基因的分离定律的实质
在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中， 会随_____________的分开而 ，分别进入两个配子中，独立的随配子遗传给后代。
等位基因
同源染色体
分离
a
A
a
A
等位基因随同源染色体的分开而分离
杂合子体细胞
配子
配子
三、孟德尔遗传规律的现代解释
3.基因的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_______________________彼此分离的同时，__________________________自由组合。
同源染色体上的等位基因
非同源染色体上的非等位基因
A
a
B
b
A
b
a
B
B
A
a
b
非同源染色体上的非等位基因自由组合
杂合子体细胞
配子
配子
精选习题
√
1.基因主要位于染色体上，下列关于基因和染色体关系的表述，错误的是( )
A.染色体是基因的主要载体
B.染色体就是由基因组成的
C.一条染色体上有多个基因
D.基因在染色体上呈线性排列
2.基因和染色体的行为存在平行关系。下列相关表述，错误的是( )
A.复制的两个基因随染色单体分开而分开
B.同源染色体分离时，等位基因也随之分离
C.非同源染色体数量越多，非等位基因组合的种类也越多
D.非同源染色体自由组合，使所有非等位基因也自由组合
√
非同源染色体上的非等位基因
拓展应用
红眼雌果蝇的基因型有XWXW和XWXw两种类型，白眼雄果蝇的基因型为XwY。如果基因型为XWXW的红眼雌果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交，则子一代无论雌雄，全部为红眼，如果基因型为XWXw的红眼雌果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交，那么子代雌果蝇和子代雄果蝇都是既有红眼，也有白眼，因此无法通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。
1.用白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交，通过眼睛颜色可判断子代果蝇的性别；用白眼雄果蝇和红眼雌果蝇杂交，通过眼睛颜色却不能判断子代果蝇的性别，这是为什么 用其他杂交组合，能否通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别呢
只有白眼雌果蝇(XwXw)与红眼雄果蝇(XWY)杂交的子代，红眼全为雌性，白眼全为雄性，可以通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。
拓展应用
2.生物如果丢失或增加一条或几条染色体，就会出现严重疾病甚至死亡。但是在自然界，有些动植物的某些个体是由未受精的生殖细胞(如卵细胞)单独发育来的，如蜜蜂中的雄蜂等。这些生物虽然体细胞中的染色体数目减少了一半，但它们仍能正常生活。你如何解释这现象
这些生物的体细胞中的染色体数目虽然减少了一半，但仍具有一整套非同源染色体，这一套染色体携带着控制该种生物所有性状的一整套基因。
拓展应用
3.人的体细胞中有23对染色体，其中1-22号是常染色体,23号是性染色体。现在已经发现多一条13号、18号或21号染色体的婴儿，都表现出严重的病症。据不完全调查，现在还未发现多一条(或几条)其他常染色体的婴儿请你试着作出一些可能的解释。
人的体细胞中染色体数目的变异，会严重影响生殖、发育等各种生命活动，未发现其他常染色体数目变异的婴儿，很可能是发生这类变异后的受精卵不能发育，或发育至胚胎早期就死亡了的缘故。

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