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第2章 基因和染色体的关系
人教版 高中生物必修2
第2节 基因在染色体上
【基因在哪里】
孟德尔豌豆杂交实验：
发现了遗传的两大定律
预测出了遗传因子（基因）的客观存在
减数分裂的研究：
为找到基因提供了最正确的线索
抓住这一线索的人是美国遗传学家：
萨顿
一、萨顿的假说
1、实验材料：蝗虫
研究蝗虫减数分裂及受精作用过程中染色体行为变化及亲子代染色体数量关系
父方
(24条)
母方
(24条)
精子
(12条)
卵子
(12条)
受精卵
(24条)
新个体
(24条)
减数分裂
减数分裂
受精作用
分裂分化
一半来自父方
一半来自母方
2、理论基础
孟德尔假设的一对遗传因子，也就是等位基因，它们的分离与蝗虫减数分裂中同源染色体的分离非常相似
3、假说内容——基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，
也就是说基因在染色体上
一、萨顿的假说
4、假说依据：基因和染色体的行为存在着明显的平行关系
基因成对
存在
只有成对的基因中的一个
成对的同源染色体一条来自父方，一条来自母方。
成对的基因一个来自父方，一个来自母方。
基因行为
染色体行为
体细胞
染色体成对
存在
只有成对染色体中的一条
配子
来源
P
配子
F1
P
配子
F1
♂
♀
D
d
Dd
DD
♂
dd
♀
×
×
配子形成和受精过程中有相对稳定的结构。
杂交过程中基因保持完整性和独立性。
传递性质
一、萨顿的假说
4、假说依据：基因和染色体的行为存在着明显的平行关系
R
r
非等位基因在形成配子时自由组合
基因行为
染色体行为
行为
变化
非同源染色体在减数分裂Ⅰ后期自由组合
YyRr
Y
y
YR
Yr
yR
yr
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
5、研究方法：类比推理法
【当堂演练】
例1：按照萨顿假说，在图中的染色体上标注基因符号，解释孟德尔一对
相对性状的杂交实验（图中染色体上的黑色黑线代表基因的位置）
d
P
配子
F1
F1配子
高茎
矮茎
受精
高茎
×
减数分裂
减数分裂
减数分裂
高茎
高茎
矮茎
高茎
F2
D
D
d
d
D
D
d
D
d
D
d
D
D
D
d
D
d
d
d
【当堂演练】
例2：下图表示孟德尔一对相对性状的杂交实验（图中染色体上的黑色横线
表示基因的位置，D、 表示相关基因），图示不能说明( )。
A.减数分裂过程中,等位基因会随着染色体的分开而分离
B.基因由染色体携带着从亲代传递给子代
C.基因在杂交过程中保持完整性和独立性
D.基因全部位于染色体上
D
二、基因位于染色体上的实验证据
1、证明者：摩尔根
摩尔根
T.H.Morgan
(1866-1945)
“高级杂耍”
二、基因位于染色体上的实验证据
2、实验材料：果蝇（遗传学研究常用的实验材料）
常见：果蝇是昆虫纲双翅目的一种小型蝇类，体长3～4 mm，
在制醋和有水果的地方常常可以看到。
易饲养，繁殖快：在室温下10多天就繁殖一代
子代个体多：一只雌果蝇一生能产生几百个后代
染色体数目少
X
X
X
Y
雌雄果蝇体细胞染色体示意图
3对常染色体：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各一对
1对性染色体
♀：同型，XX
♂：异型，XY
二、基因位于染色体上的实验证据
3、探究过程
F2
F1
P
1
1
1
1
:
:
:
×
×
白眼(♂)
红眼(♀)
红眼(♀)
红眼(♂)
思考1：如何才能知道白眼是显性还是隐性？
根据F1表现出来的性状，可推出：
红眼为显性性状
白眼为隐性性状
思考2：如何才能知道红眼和白眼这对相对性状
的遗传是否遵循孟德尔遗传规律呢？
红眼♀
红眼♀
红眼♂
白眼♂
F2中，红眼 : 白眼≈3:1，符合分离定律
思考3：为什么F2代的白眼性状与性别相联系？
二、基因位于染色体上的实验证据
3、探究过程
X、Y 染色体含同源区段，如图中A、C段；
在X染色体上存在的基因，在Y染色体上存在着相同基因或等位基因（XAYa）
（仅X或 Y染色体独有区段）非同源区段, 如图中B和D段
存在着X或Y染色体上特有的基因（XAY或XYA）
假说①：控制白眼的基因（w）位于X染色体上，Y染色体上无该基因的等位基因。
（基因位于B段）
假说②： 控制白眼的基因在 X染色体和 Y染色体上，即 Y染色体上含有它的等位基因。
（基因位于A、C段）
假说③： 控制白眼的基因在 Y染色体上，而 X染色体上不含有它的等位基因。
（基因位于D段）
二、基因位于染色体上的实验证据
3、探究过程
F1
×
P
XW
Xw
Y
F2
XW
Xw
XW
Y
配子
配子
♂
♀
红眼(♀)
假说①：控制白眼的基因（w）位于X染色体上，Y染色体上无该基因的等位基因。
（基因位于B段）
XWXW
白眼(♂)
XwY
红眼(♀)
XWXw
红眼(♂)
红眼♀
XWXW
红眼♀
XWXw
红眼♂
XWY
白眼♂
XwY
XWY
白眼(♂)
红眼(♀)
二、基因位于染色体上的实验证据
3、探究过程
据以上解释得出推论：
F1为杂合子
证明F1为杂合子的方法——测交：
让F1与隐性纯合子杂交。
预期结果：
后代应出现4种表现型，比例为1:1:1:1。
P
F1
测交
杂种子一代
隐性纯合子
演绎推理
×
XWXw
XW
Xw
Xw
Y
XwY
实验检验
摩尔根等人实施了测交，实验结果结果与推理的结果相同。
配子
♂
♀
红眼♀
XWXw
白眼♀
XwXw
红眼♂
XWY
白眼♂
XwY
二、基因位于染色体上的实验证据
3、探究过程
F1
×
P
XW
Xw
Yw
F2
XW
Xw
XW
Yw
配子
配子
♂
♀
红眼(♀)
假说②： 控制白眼的基因在 X染色体和 Y染色体上，即 Y染色体上含有它的等位基因。
（基因位于A、C段）
XWXW
白眼(♂)
XwYw
红眼(♀)
XWXw
红眼(♂)
红眼♀
XWXW
红眼♀
XWXw
红眼♂
XWYw
白眼♂
XwYw
XWYw
二、基因位于染色体上的实验证据
3、探究过程
白眼基因只在X染色体上
白眼雌×红眼雄
如何证明白眼基因在X染色体上，而不存在于Y染色体上。
反交（白眼雌×红眼雄）
白眼基因在X染色体和Y染色体上均有
白眼雌×红眼雄
P
红眼(雄)
XWY
白眼(雌)
XwXw
×
Xw
XW
Y
红眼(雌)
XWXw
白眼(雄)
XwY
配子
F1
P
红眼(雄)
XWYW
白眼(雌)
XwXw
×
Xw
XW
YW
红眼(雌)
XWXw
红眼(雄)
XwYW
配子
F1
二、基因位于染色体上的实验证据
3、探究过程
白眼基因只在X染色体上
白眼雌×红眼雄
如何证明白眼基因在X染色体上，而不存在于Y染色体上。
反交（白眼雌×红眼雄）
白眼基因在X染色体和Y染色体上均有
白眼雌×红眼雄
P
红眼(雄)
XWY
白眼(雌)
XwXw
×
Xw
XW
Y
红眼(雌)
XWXw
白眼(雄)
XwY
配子
F1
P
红眼(雄)
XWYW
白眼(雌)
XwXw
×
Xw
XW
YW
红眼(雌)
XWXw
红眼(雄)
XwYW
配子
F1
将白眼雌果蝇和自然存在的红眼雄果蝇（纯合）进行杂交实验，发现子代为：红眼（♀）：白眼（♂）=1:1
证明：白眼基因在X染色体上，而不存在于Y染色体上
二、基因位于染色体上的实验证据
3、探究过程
F1
×
P
X
X
Yw
配子
红眼(♀)
假说③： 控制白眼的基因在 Y染色体上，而 X染色体上不含有它的等位基因。
（基因位于D段）
XX
白眼(♂)
XYw
红眼(♀)
XX
白眼(♂)
XYw
二、基因位于染色体上的实验证据
4、得出结论
摩尔根等人的工作把一个特定的基因和一条特定的染色体——X染色体联系起来
X
X
X
Y
XWXW(w)
XW
XW(w)
XW
XW(w)
XwY
Xw
证明了基因在染色体上
二、基因位于染色体上的实验证据
5、继续探究
（1）现象：每种生物的基因数量远多于染色体数目
X
X
4对染色体，1.3万个基因
23对染色体，2.6万个基因
（2）推测：一条染色体上有许多个基因
二、基因位于染色体上的实验证据
5、继续探究
（3）证明方法
摩尔根和他的学生发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，并绘制出第一个果蝇各种基因在染色体上相对位置图。
红宝石眼
黄身
白眼
截翅
朱红眼
深红眼
棒状眼
短硬毛
果蝇X染色体上一些基因的示意图
（4）结论
证明了一条染色体上有许多个基因
同时也说明了基因在染色体上呈线性排列
【当堂演练】
例3 摩尔根研究白眼雄果蝇基因的显隐性及其在染色体上的位置时，
经历了若干过程。
①白眼性状是如何遗传的？是否与性别有关？
②白眼由隐性基因控制，仅位于 染色体上。
③对 红眼雌果蝇进行测交。
上面三个叙述中( )。
A.①为假说，②为推论，③为实验
B.①为观察，②为假说，③为推论
C.①为问题，②为假说，③为实验
D.①为推论，②为假说，③为实验
D
【当堂演练】
例4．果蝇某一条染色体上有许多基因（如图所示），下列
有关说法正确的是（　　）
A．白眼基因与深红眼基因是控制果蝇眼色的一对等位基因
B．控制果蝇白眼和朱红眼的基因在减数分裂时可发生分离
C．该染色体上的所有基因都呈线性排列
D．该染色体上基因控制的性状一定会在后代中同时显现
C
三、孟德尔遗传规律的现代解释
1、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上的等位基因，具有一定的独立性；
在减数分裂形成配子的过程中：
等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中。
独立地随配子遗传给后代。
D
d
D
D
d
d
D
D
d
d
D
D
d
d
三、孟德尔遗传规律的现代解释
2、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：同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
三、孟德尔遗传规律的现代解释
3、孟德尔遗传规律的适用范围
（1）________（原核/真核）生物；
（2）________（有性/无性）生殖，_____（有丝/减数）分裂；
（3）细胞核中染色体上核基因的遗传；
（4）两对等位基因位于_____对同源染色体上。
真核
减数
有性
两
A
a
B
b
A
a
B
b
√
【当堂演练】
例5． 下列关于孟德尔遗传规律的现代解释的说法，错误的是( )。
A.等位基因位于一对同源染色体上，总是成对存在的
B.受精时，雌、雄配子的结合是随机的，结合机会相等
C.非同源染色体上的等位基因的分离或组合是互不干扰的
D.控制不同性状的基因的分离和组合互不干扰
C
三、孟德尔遗传规律的现代解释
4、等位基因、相同基因、非等位基因
（1）等位基因：位于同源染色体的同一位置，控制
一对相对性状的两个基因，如B与b
（2）相同基因：位于同源染色体的同一位置，控制
相同性状的基因，如的A与A
（3）非等位基因：
一是非同源染色体上的非等位基因，如B、b与F、f等，
遵循孟德尔自由组合定律；
二是同源染色体上的非等位基因，如E、e与B、c等，
不遵循孟德尔自由组合定律。
③
④
①
②
A
B
c
D
E
A
b
c
D
e
F
g
f
g
三、孟德尔遗传规律的现代解释
5、连锁遗传：生殖细胞形成过程中，位于同一条染色体上的基因是
连锁在一起的，作为一个单位进行传递
连锁现象有完全连锁和不完全连锁两种，
（1）完全连锁： 连锁基因的杂合子只产生两种亲本类型的配子，而不产生非亲本类型的配子。即只产生AB和ab两种配子。
（2）不完全连锁：连锁基因的杂合子不仅产生亲本类型的配子，还会产生新类型的配子。即不只产生AB和ab两种配子，还会产生Ab和aB两种新类型配子（概率低）。
例如：右图中A和B连锁遗传，a和b连锁遗传；即在配子中AB不分开，存在于同一个配子中，ab不分开，存在于同一个配子中。
三、孟德尔遗传规律的现代解释
5、连锁遗传
（1）连锁不交换
减数分裂Ⅱ
间期
减数分裂Ⅰ
AABB × aabb
三、孟德尔遗传规律的现代解释
5、连锁遗传
（1）连锁且交换
减数分裂Ⅱ
间期
减数分裂Ⅰ
AABB × aabb

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