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第2章 基因和染色体的关系
第2节 基因在染色体上
一、萨顿的假说
研究内容
1903年，美国科学家萨顿用蝗虫细胞作材料，研究精子和卵细胞的形成过程。
推论（假说）
受精
体细胞
24条
染色体
精子
12条
染色体
卵细胞
12条
染色体
受精卵
24条
染色体
基因是由染色体携带者从亲代传递给下一代的。也就是说，基因就在染色体上。
基因成对存在
只有成对的
基因中的一个
成对的基因一个来自父方，一个来自母方。
基因行为
体细胞
配子
来源
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
基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。
染色体行为
P
配子
F1
只有成对的
染色体中的一个
成对的同源染色体一条来自父方，一个来自母方。
染色体成对存在
依据
R
r
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
一、萨顿的假说
基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。
非同源染色体在减数分裂Ⅰ后期自由组合
非等位基因在形成配子时自由组合
行为变化
基因行为
染色体行为
依据
一、萨顿的假说
基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。
Dd
D
d
看不见的
基因
看得见的
染色体
类比
假说：基因在染色体上
推 理
平行关系
基因是由染色体携带者从亲代传递给下一代的。也就是说，基因就在染色体上。
推论（假说）
类比推理法
是根据两个或两类对象有部分属性相同，从而推出它们的其他属性也相同的推理。
科学方法
依据
1、如果你认为基因在染色体上，请你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
思考 讨论
分析减数分裂中基因和染色体的关系
思考 讨论
2、类比推理的结果一定是正确的吗？
类比推理法是科学研究的重要方法之一，但是通过类比推理得出的结论不一定正确，还需要观察和实验的检验。
课堂小测
1、判断题
①萨顿利用假说—演绎法，推测基因位于染色体上（ ）
②体细胞中基因成对存在，配子中只含1个基因（ ）
③雌蝗虫体细胞中的24条染色体，12条来自父方，12条来自母方（ ）
×
√
×
二、基因位于染色体上的实验证据
遗传学家
摩尔根
Morgan
果蝇实验
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！
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！
孟德尔的遗传理论
萨顿的假说
二、基因位于染色体上的实验证据
②繁殖快，产生的子代多；
④染色体数目少（4对），便于观察。
③有许多易于区分的相对性状；
①易饲养，成本低；
X
X
X
Y
雌雄果蝇体细胞染色体示意图
1、果蝇的优点
二、基因位于染色体上的实验证据
2、常染色体与性染色体
X
X
X
Y
常染色体：与性别决定无关的染色体。
性染色体：与性别决定有关的染色体。
3对(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)
1对
雌性：XX
雄性：XY
XYY、X0（不育）
XXY
基因型为XXX、YY、Y0的果蝇个体会死亡
注：雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分。
♀
♂
二、基因位于染色体上的实验证据
X
Y
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
性染色体
非同源区段
①基因只存在于X染色体（Ⅰ区段）上
②基因只存在Y（Ⅲ区段）上
X、Y同源区段（Ⅱ区段）的基因是成对存在的
Ⅰ区段和Ⅲ区段
雌性：X- X-
雄性：X- Y
雌性：X Y-
同源区段
Ⅱ区段
雌性：X- X-
雄性：X- Y-
如果基因在常染色体上:
如果基因在X染色体上:
Aa、aa
基因的表示方法
XA Xa、Xa Y
二、基因位于染色体上的实验证据
1908年，摩尔根安排一个研究生在暗室里饲养果蝇，希望能产生一种果蝇，它们的眼睛因不用而退化。这位学生让果蝇在暗无天日的世界里繁殖了68代，研究也毫无进展。大约在1910年5月，在摩尔根实验室里诞生了一只白眼雄果蝇，而它的兄弟姐妹的眼睛都是红色的。
红眼 (♀、 ♂)
白眼 (♂)
思考1：如何才能知道白眼是显性还是隐性？
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？
二、基因位于染色体上的实验证据
红眼 (♀)
白眼 (♂)
×
红眼 (♀、♂)
F1 雌雄交配
红眼(♀、♂)
白眼(♂)
P
F2
F1
3/4
1/4
①显性性状和隐性性状分别是什么？
显性： 隐性：
红眼 白眼
②红眼和白眼这对相对性状的遗传是否遵循分离定律呢？
F1雌雄交配，F2中红眼 : 白眼≈3:1，符合分离定律。
⑴观察现象、提出问题
3、探究过程
③与孟德尔豌豆一对相对性状的杂交实验相比，果蝇眼色的遗传有何特殊之处？
F2中，白眼果蝇均为雄性。
为什么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
红眼 (♀)
白眼 (♂)
×
P
F2
F1
3、探究过程
假说：控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，而Y染色体没有它的等位基因。
⑵提出假说
白眼果蝇的基因型
雌性：
雄性：
红眼果蝇的
基因型
雌性：
雄性：
XwXw
XwY
XWY
XWXW、XWXw
XWXW
XwY
XW
Xw
Y
配子
红眼 (♀)
白眼 (♂)
XWXw
XWY
×
配子 XW Y
XW
Xw
XWXW红眼
XWXw红眼
XWY红眼
XwY白眼
测交方案2
测交方案1
二、基因位于染色体上的实验证据
红眼 (♀)
白眼 (♂)
×
P
F1
3、探究过程
⑶演绎推理、实验验证
XWXw
XwY
Xw
Y
配子
红 (♀)
XWXw
演绎推理
XW
Xw
白 (♂)
XwY
XWY
红 (♂)
XwXw
白 (♀)
1
1
1
1
:
:
:
白眼 (♀)
红眼 (♂)
×
XwXw
XWY
XW
Y
Xw
P
F1
配子
红 (♀)
XWXw
白 (♂)
XwY
雌果蝇均为红眼，雄果蝇均为白眼
1
1
:
测交方案2
测交方案1
二、基因位于染色体上的实验证据
3、探究过程
⑶演绎推理、实验验证
实验验证
子代性状 红眼雌蝇 红眼雄蝇 白眼雌蝇 白眼雄蝇
数量 126 132 120 115
比例 1 1 1 1
子代性状 红眼雌性 白眼雄性
数量 234 230
比例 1 1
⑷得出结论
结论：基因在染色体上
果蝇实验
孟德尔的遗传理论
萨顿的假说
摩尔根
我支持孟德尔理论！
二、基因位于染色体上的实验证据
3、探究过程
2、摩尔根研究白眼雄果蝇基因的显隐性及其在染色体的位置时，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X染色体上。③对F1红眼雌果蝇进行测交。上面三个叙述中各属于哪一过程（ ）
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
美在课堂P53 “典例1”
C
课堂小测
3、摩尔根研究果蝇的眼色遗传实验过程如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
A．果蝇的眼色遗传遵循基因的分离定律
B．摩尔根的果蝇杂交实验和孟德尔的豌豆杂
交实验一样，都采用了假说-演绎法
C．摩尔根所作的假设是控制白眼的基因只位
于X染色体上，亲本中白眼雄果蝇的基因型是XwY
D．F2中红眼雌果蝇的基因型只有XWXW
美在课堂P53 “典例2”
D
课堂小测
二、基因位于染色体上的实验证据
4、基因与染色体的数量关系
X
X
4对染色体，1.3万个基因
23对染色体，2.6万个基因
基因与染色体在数量上还存在什么关系？
一条染色体上应该有许多个基因。
推测
二、基因位于染色体上的实验证据
4、基因与染色体的数量关系
果蝇X染色体上
一些基因的示意图
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。
结论
①一条染色体上有许多个基因。
红宝石眼
黄身
白眼
截翅
朱红眼
深红眼
棒状眼
短硬毛
基因在染色体上呈连续排列吗？
不是
②基因在染色体上呈线性排列。
思考 讨论
3、所有的基因都位于染色体上吗？
不是
真核生物
原核生物：
病毒：
染色体
核酸（DNA或RNA）
细胞核基因：
细胞质基因：
线粒体和叶绿体DNA
拟核区的DNA和细胞质的质粒DNA上
4、我国科学家把单倍体酿酒酵母细胞内16条染色体串联成一条染色体，在国际上首次人工“创建”了自然界中本不存在的简约生命——仅含单条染色体的酵母真核细胞。下列有关染色体的说法正确的是（ ）
A．串联染色体上的基因呈直线排列
B．萨顿用假说—演绎法证明了基因在染色体上
C．串联染色体上的基因数目没有发生改变，相当于染色体数目没变
D．现代分子生物学常用荧光标记法确定基因在染色体上的位置
美在课堂P56 “核心价值3”
D
课堂小测
三、孟德尔遗传规律的现代解释
孟德尔所说的一对遗传因子就是位于 对 上的 ，不同对的遗传因子就是位于 上的 。
一
同源染色体
等位基因
非同源染色体
非等位基因
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
A
A
d
D
B
b
Ⅰ与Ⅱ、Ⅲ与Ⅳ
控制相对性状的基因
同源染色体
等位基因
B与b、D与d
非等位基因
控制不同性状的基因
A与b、B与D
相同基因
A与A
非同源染色体上的非等位基因
A与D(d)、B与D(d)、b与D(d)
三、孟德尔遗传规律的现代解释
1、分离定律
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
a
a
a
a
A
A
分裂
间期
减数
分裂Ⅰ
减数
分裂Ⅱ
减数
分裂Ⅱ
a
A
A
a
同源染色体上的等位基因分离的时间：
减数分裂Ⅰ后期
三、孟德尔遗传规律的现代解释
位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是 的；在减数分裂过程中 彼此分离的同时，_________________，
自由组合。
2、自由组合定律
同源染色体上的等位基因
非同源染色体上的
互不干扰
非等位基因
A
a
B
b
a
a
A
A
b
b
B
B
B
B
a
a
A
A
b
b
B
a
A
b
分裂
间期
减数
分裂Ⅰ
减数
分裂Ⅱ
减数
分裂Ⅱ
B
a
A
b
非同源染色体上的非等位基因自由组合的时间：
减数分裂Ⅰ后期
思考 讨论
4、所有的非等位基因都能自由组合吗？
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
A
A
d
D
B
b
A与B、b能自由组合吗？
不能，它们是同源染色体上的非等位基因，非同源染色体上的非等位基因才能自由组合。
A
a
B
b
2对等位基因位于2对同源染色体上
A
a
B
b
2对等位基因位于1对同源染色体上
两对等位基因独立遗传，满足基因的自由组合定律
两对等位基因不独立遗传，不满足基因的自由组合定律
5、下列关于基因自由组合定律适用范围的叙述，正确的是（ ）
A．适用于真核生物和原核生物，不适用于病毒
B．适用于真核生物的所有基因之间
C．适用于分别位于不同对常染色体上基因的遗传
D．适用于X染色体和Y染色体上的基因的遗传
美在课堂P55 “跟踪训练1”
C
课堂小测
6、如图为某生物细胞，A和a、b和b、D和d表示染色体上的基因，下列不符合孟德尔遗传规律的现代解释的叙述是（ ）
A．A和a就是孟德尔所说的一对遗传因子
B．A(a)和D(d)就是孟德尔所说的不同对的遗传因子
C．A和a、D和d随同源染色体分离发生在减数分裂Ⅰ
D．A和a、b和b在减数分裂Ⅰ时自由组合
美在课堂P55 “跟踪训练2”
D
课堂小测
7、右图表示果蝇的一个细胞，其中数字表示染色体，字母表示基因。下列叙述正确的是（ ）
A．从染色体情况看，该果蝇只能形成一种配子
B．基因e控制的性状在雌雄个体中出现的概率相等
C．形成配子时基因A、a与B、b间自由组合
D．只考虑3、4与7、8两对染色体时，该个体能形成四种配子，并且配子数量相等
美在课堂P55 “跟踪训练3”
D
课堂小测

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