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(共91张PPT)
生物学
必 修 2
遗传与进化
人 各A顾社
生 物 学
2.2基因在染色体上
普通高中教科书
1903年X 月X日，晴，这是我第10001次观察蝗虫
的减数分裂，我发现一个很奇怪的事情：
两两配对，共12
对，每对都是一
条来自父方， 一
条来自母方
24条
染色体
受精卵
孟德尔假设的一对遗传因子，它们的分离与减数分裂中
12条
受精
12条
配子
24条 染色体
24条 染色体
体细胞
同源染色体的分离非常相似 ……
沃尔特 · 萨顿
蝗虫
分离定律
遗传学
Dd
配子 成单 D d 成单
一对基因
体细胞 基因成对
一对同源染色体
染色体成对
受精后 一个来自父方
体细胞 一个来自母方
同源染色体分离
一条来自父方 一条来自母方
等位基因分离
知 识 回 顾
细胞学
知识回顾
两对基因
体细胞
配子
遗传学
YyRr
YR yR
W
两对同源染色体
ft
细胞学
①
非等位基因自由组合 非同源染色体自由组合
自由组合定律
项 目 基因
染色体
独立性 基因在杂交过程中保持完整性和 独立性
染色体在配子形成和受精过程 中，具有相对稳定的形态结构
存在 方式 在体细胞中基因成对存在，在配 子中只有成对的基因中的一个
在体细胞中染色体成对存 在 ， 在配子中只有成对的染色体中 的一条
萨顿的假说—步步高P35
1.假说内容：基因(遗传因子)是由染色 体_携带着从亲代传递给下 一代的，
即基因就在染色体上 。
2.依据：基因和染色体的行为存在着明显的平 行关系。
来源 体细胞中成对的基因一个来 自父方，一个来自_母方
体细胞中成对的染色体(即同源染
色体)一条来自父方，一条来自母方
分配 非等位基因_在形成配子时 自由组合
非同源染色体在减数分裂I的后
期自由组合
萨顿的假说
分析减数分裂中基因和染色体的关系—步步高P36
1.根据萨顿的假说，请在图中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(图中染色体上白色横线代表基因的位置，相关基因用D、d 表示)。
F 配 子
。
减数
分裂
D
DD
O O
D d
配子
D
O
d
减数
分裂
减数 分裂
F
O
高 茎
P
DD
O O
高 茎 矮 茎
高 茎
dO d
矮 茎
高 茎
高 茎
d d-
O
分析减数分裂中基因和染色体的关系
2.基因和染色体的行为存在平行关系。从理论上支持基因在染色体上的假说，但
事实是否如此呢 为什么 不 一 定
这样推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否还需要实验的验证。
我不相信孟
更难川相信， 家伙毛无事
的臆测!
摩尔根
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。
判断正误—步步高P36
(1)萨顿利用假说—演绎法，推测基因位于染色体上，且基因都位于 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 ( )
典题应用—步步高P36
1.下列相关叙述错误的是
A.萨顿提出了基因位于染色体上的假说
B.萨顿发现了基因与染色体行为的平行关系 C. 萨顿证明了基因位于染色体上
D.萨顿假说的提出并没有科学的实验依据作为支撑
典题应用—步步高P36
2.下列属于基因和染色体行为存在平行关系证据的是
A.基因有完整性和独立性，但染色体结构会发生变化，从染色体转变成 染色质
B.原核生物细胞中没有染色体，但有基因的存在
C.成对的基因和同源染色体都是一个来自父方， 一个来自母方
D.基因和染色体都分布在细胞核中
返回
果蝇作为实验材料的优点：
①有许多易于区分的相对性状；
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。
触角足 卷翅 黑体 无翅
基因位于染色体上的实验证据
果蝇体细胞染色体图解
X Y
突变型：棒眼
複眼的小眼數目减少 眼框周凰較野生型大
突变型：短翅
突变型：墨黑眼
突变型：残翅
突变型：黄体
突变型：卷翅
摩尔根和他的学生们在哥伦比亚大学建立的享誉学术界的果蝇室，其实只有26.8
平方米大，里面挤满了8张实验台。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，他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，但研究毫无进展，大约在1910年5月，在暗室里诞 生了一只白眼雄果蝇。
①突然出现的白眼性状是显性还是隐性
②对于红眼和白眼这一对相对性状的遗传 遵不遵循孟德尔的分离定律呢
基因位于染色体上的实验证据
科学事实
思考
白眼性状的表现总是与性别相关联， 该如何解释这一现象呢
>判断果蝇眼色性状的显隐性关系
红眼对白眼为显性。
>果蝇的眼色遗传是否符合分离定律
F 中，红：白≈3:1,符合分离定律
>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 F 中，白眼果蝇均为雄性。
摩尔根的果蝇杂交实验
(1)观察现象、提出问题
红眼雌果蝇 白眼雄果蝇
F
红(雌、雄)2495 白雄782
红(雌、雄):白(雄)=3:1
红眼雌 红眼雄
F 雌雄交配
P
F
×——
摩尔根的果蝇杂交实验
摩尔根那个时代已有的理论基础： 性染色体和常染色体的认识：
雄性
Ⅱ
IⅡ
X Y o
常染色体—— 3对：ⅡⅡ,ⅢⅢ,IV IV
性染色体—— 雌性同型：XX 雄性异型：XY
N……
Ⅲ
人有1对性染色体，女性XX表示，男性XY表 示
注意 ：
1、 雌雄同株的植物没有常染色体和性染 色体之分。
2、有性染色体的生物，体细胞和生殖细 胞中都存在性染色体。
摩尔根的果蝇杂交实验
常染色体： 雌雄个体细胞中相同，不决定性别的染色体 (果蝇有3对常染色体，人有22对常染色体)
性染色体： 雌雄个体细胞中不相同，决定性别的染色体
摩尔根的果蝇杂交实验
如果按照萨顿的假说：
基因在染色体上，那么,控制白眼的基因是在常染色体上还是 在性染色体上呢 如果在性染色体体上存在哪些可能
XY XX
雄果蝇
IV
雌果蝇
IV
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅲ
Ⅲ
IⅢ
Ⅱ
Ⅱ
(1)非同源区段(特有区域)
①基因只存在于X染色体(I 区段)上 雄性：X-Y
②基因只存在Y(Ⅲ 区段)上
雄性：XY-
(2)在同源区段Ⅱ(共有区域)
X、Y 同源区段的基因是成对存在的。
雄性：X-Y-
如果基因在常染色体上：DD、Dd、dd
如果基因在性染色体上：则将基因符号写在性染色体符号的右上角。如Xwxw
基因位于染色体上E的实
基因的表示方法
如 XDXD、XDXd、Xdxd
XDYD 、XDYd 、xdYD 、xdyd
同源 区段
如 XwXW、XWXw、XwXw
X X
D(d) D(d)
W(w) W(w)
B(b) B(b)
雌性
X非同源区段 xwY、XwY
如 XBXB 、XBXb 、Xbxb XBY XbY
同源区段和非同源区段
A(a)\Y非同源区段 如XYA、 XYa
X Y
D(d)
W(w)
B(b)
雄性
X和Y同源区段
D(d)
同源区段和非同源区段
(2017全国I)某种羊的性别决定为XY 型，回答下列问题：
一般来说，对于性别决定为XY型的动物群体而言，当一对等位基因(如 A/a) 位于常染色体上时，基因型有3 种 ；
当其只位于X染色体上时，基因型有 5 种 ；
当其位于X和Y染色体的同源区段时(如图所示),基因型有7种
同源染色体：AA、Aa 、aa
只在X染色体：XAXA、XAXa、XaXa、XAY、XaY XY的同源区段：
XAXA 、XAXa 、XaXa 、XAYA 、XAYa 、XaYA 、XaYa
非同源区段
同源区段
非同源区段
X Y
摩尔根的果蝇杂交实验
(2)提出假说，解释问题
如果按照萨顿的假说：基因在染色体上，那么,控制
白眼的基因是在常染色体上还是在性染色体上呢 如果在性染色体体上存在哪些可能 如何验证
假说 一 ：控制眼色的基因只 在Y 染色体上。
假 说 二 ：控制眼色的基因只 在X 染色体上。摩尔根
假说三：控制眼色的基因在X、Y 染色体同源区上。
P: 早 F : 红眼 F :
(雌、雄)
|F 雌雄交配
红(雌、雄) 白(雄)
3/4 1/4
义 一 —
项目 雌果蝇 雄果蝇 基 因 型 XWXw XWXw XwXw XWY
XwY
表 型 红眼 红眼 白眼 红眼
白眼
摩尔根的果蝇杂交实验
假 说 二 ：控制眼色的基因只在X 染 色 体 上 ，Y 染色体上没有它的等位基因。
填写表中各种果蝇的基因型及表型：
红眼(雌) X
xwxw
↓
配子 xw
F 红 眼 ( 雌 ) ×
XwXw
配子 xw
F Xw XwXW 红眼(雌)
Xw XWXw 红眼(雌)
3/4红眼(雌、雄)
摩尔根的果蝇杂交实验
对杂交现象的解释—遗传图解
P
红眼(雌) 白眼(雄)
白眼(雄)
XWY
Xw Y
红 眼 ( 雄 )
XWY
Y
XWY 红眼(雄) XWY白眼(雄)
1/4白眼(雄)
F
红眼(雌、雄) 3/4
白 眼 ( 雄 )
1/4
红眼
(雌、雄)
F
雌雄交配
F
摩尔根的果蝇杂交实验
(3)设计实验，演绎推理
红眼(雄) 白眼(雌)
XWY X XwXw
Xw Y Xw
红眼(雌) 白眼(雄)
P: XWXw X XWY
P:
配子 ：
F :
测交方案2
测交方案1
雌果蝇均为红眼，雄果蝇均为白眼。
F :XWXw
红雌
还有其他测交方案吗
XWY
白 雄
XwXw
白 雌
XWY
红 雄
XWXw
红雌
XWY
白 雄
配子 ：
得出结论：控制果蝇白眼的基因只位于X 染色体上，而Y 染色体不含其等位 基 因 ，基因在染色体上。
红眼雌蝇 红眼雄蝇 白眼雌蝇
白眼雄蝇
126 132 120
115
摩尔根的果蝇杂交实验
(4)实验验证，得出结论
实验结果：
子代中雌蝇均为红眼，雄蝇均为白眼。
测交方案1
测交方案2
摩尔根的果蝇杂交实验
假说 一：控制白眼的基因是在Y染色体上，X 染色体上没有它的等位基因。 控制白眼的基因(用w 表 示 )
白眼雄果蝇
X Yw
X Yw
白眼雄
1
红眼
子
红眼
红眼雌果蝇
P XX
白眼
早6
XX
红眼雌
1
F
比例
X
:
不符合
P
F
X
摩尔根的果蝇杂交实验
假说三：控制白眼的基因在X、Y 染色体的同源区段上。
红眼雌果蝇
XwXW ×
XWXw
红眼雌
XwXw xwXw
红雌 红雌
红眼
P
F 红眼
白眼雄果蝇
XwYw
XWYw
红眼雄
P
F
F
比例 红 ： 白 = 3 : 1
XWYw
红雄
XwYw
白雄
白眼
红眼雌 白眼雄
XWXw X XwYw
XWXw XwXw )XWYw XwYw
红 眼 雌 白 眼 雌 红 眼 雄 白 眼 雄
基因位于染色体上的实验证据 摩尔根的果蝇杂交实验
演绎推理
设 计测交实验 ，F 与隐性纯合子杂交。
红眼雄
XWYw
XWXw
红眼雌
红 雌 ：
白眼雌
XwXw
XwYw 白眼雄
P
F1
比例
比 例 红 雌 : 白 雌 ： 红 雄 ： 白 雄
1 : 1 : 1 : 1
P
F
白 雄 = 1 : 1
X
测交方案1 测交方案2 P: 配子： F :
红眼(雄) 白眼(雌)
红眼(雌) 白眼(雄) P: XWXw X XwY
X XWXw
Xw
配 子 ： XW Xw Xw Y
XWXw
红雌
F :XWXw 红雌 F Xwxw XwXw XWYw XwYw 红 眼 雌 白 眼 雌 红 眼 雄 白 眼 雄 比 例 红 雌 ： 白 雌 ： 红 雄 ： 白 雄 1 :1 :1:1 F Xwxw Xwyw
红眼雌 白眼雄
比例 红雌：白雄=1:1
红眼雌 白眼雄 红眼雄 白眼雌
XwXw XXwYw P xwYw x XwXw
假说二与假说三测交方案的预测结果完全相同
假说二： 控制眼色的基因在X 染色体上， Y 染色体上没有它的等位基因。
假说三：控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上。
测交方案2
测交方案1
XwXw
白 雌
XWY
白雄
XWY
红 雄
XWY
白雄
XWY
P
如何设计测交实验判断假说二和假说三
野 生 型红 眼早XWXw × 白 AXWY 或 XwYw
野生型红眼AXWY或XwYw × 白 9 Xwxw
假说二 假说三
P XWXW X XwY P XWXW X XwYw
红眼雌 白眼雄 红眼雌 白眼雄
F
预期结果一致
XWYw
红雄
: 1
XWY
红雄 : 1
XWXw
红雌
1
XWXw
红 雌
1
F
× 白 AXWY 或 XwYw
× 白 + Xwxw
实验证据
red eyes,but the experiments showed that all wild males are heterozygous for red eyes,and that all the wild females are homozygous. Thus when the white-eyed female is crossed with a wild red-eyed male,all of the female offspring are red-eyed,and all of the male off- spring white-eyed. The results can be ac-
1
实验结果与假设二的预期结果一致，说明假设二是成立的
X 野生型红眼千XwXw
√ 野生型红 眼AXWY或XwYw
如何设计测交实验判断假说二和假说三
假说二
P XwXw
白眼雌
XWY
红眼雄
XWXw
红 雌
XwY
白 雄
F
X
演绎推理，验证假说
摩尔根依次做了果蝇杂交实验之后提出假说二，从而合理地解释了实验现 象。为了验证假说，摩尔根设计了多个新的实验，其中有一组实验最为关 键，即白眼雌果蝇(隐性早)与亲本红眼雄果蝇(显性子，纯合)交配， 最后实验的真实结果和预期完全符合，排除了假说三，证实了假说二。
得出结论：控制果蝇白眼的基因只位于X 染色体上，而Y 染色体不含其等位 基因，基因在染色体上。
摩尔根的果蝇杂交实验
思维拓展
不是所有的测交都可以验证假说
测交实验亲本：隐雌显雄(纯合子)
(1)验证摩尔根的假说不 能用F 中红眼雌果蝇和 F 中 的白眼雄果蝇，因为无论 基因在X 染色体还是在常染色体上，或者是在X、Y 染色体的同源区段上， 结果相同。
(2)摩尔根的验证实验不是直接选择白眼雌果蝇和F 中红眼雄果蝇杂交，因为 在摩尔根的杂交实验中没有出现白眼雌果蝇，摩尔根的杂交实验中只出现 了白眼雄果蝇。
典题应用
果蝇的红眼对白眼为显性，控制红眼和白眼性状的基因位于X染色体上 ,在下列哪组杂交组合中，通过眼色就可直接判断子代果蝇的性别(
)
隐 性早 × 显 性6 ( 纯 合 ) 的 应 用
①可以判断基因是只位于X染色体上还是位于X、Y染色体上的同源区段
②可以判断基因是只位于X染色体上还是位于常染色体
③若位于X染色体上，可以根据子代性状就判断性别
B. 杂合红眼(早)×红眼(6)
D. 杂合红眼(早)×白眼(6)
A. 白眼( )×白眼(3)
C. 白眼(子)×红眼(6)
练习与应用—教材32
拓展应用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
项 目 XWXw XWXw
XwXw
XWY 雌雄均为红眼 雌果蝇均为红眼，雄果蝇中既 有红眼也有白眼
雌果蝇均为红眼、
雄果蝇均为白眼
XWY 雌雄均为红眼 雌、雄果蝇均既有红眼也有白眼
雌雄均为白眼
为什么F 中白眼果蝇都是雄的
控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体 上不含有它的等位基因。
隐性早×显性6(纯合)
测交预测结果：红雌：白雄=1:1
一致
测交真实结 果 ：红雌：白雄=1:1
摩尔根的果蝇杂交实验 ——假说—演绎法
发现问题
提出假说
演绎推理 实验验证
得出结论 控制白眼的基因只在X染色体上
■人类历史上第一次将一个特定的基 因(白眼基因w)和一条特定染色体 (X 染色体)联系起来，用实验证 明了基因在染色体上。
■将遗传学研究推向细胞水平。
基因在染色体上
(2)推测：一条染色体上有许多个基因
(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。
基因在染色体上的实验证据
(1)现象：每种生物的基因数量远多于染色体数目
黄身
白 眼
红宝石眼 截翅
朱红眼
一深红眼
棒状眼 短硬毛
果蝇X染色体上 的一些基因
结论1:
一条染色体上有许多个基因；
结论2:
基因在染色体上呈线性排列。
基因在染色体上的实验证据
突变型
短芒
短翅
黑身
紫眼
卷翅
野生型
长芒
长翅
灰身
红眼
直翅
班 作 然 h 喻 t c i ………martd
直
实际染色 体位置
转换成 线位置
黄 身
白 眼
红宝石眼
—截翅
朱红眼
深红眼
有荧光标 记的物质
棒 眼
一短硬毛
基 因 定 位 ：
利用 一 定的方法将 一 个基因 确定到染色体的实际位置
基因在染色体上的实验证据
特定的 分子
思考：细胞中的基因都位于染色体上吗 为什么
不是。原因：
①真核生物的核基因都位于染色体上，而质基因位于线粒体、叶绿体的 细胞器中；
②原核生物的基因有的位于拟核区DNA 分子上，有的位于细胞质的质粒 上。
染色体是基因的主要载体
基因在染色体上
【判断正误】—步步高P37
(1)摩尔根的果蝇杂交实验运用了假说—演绎法( )
(2)性染色体只存在于生殖细胞中，常染色体只出现在体细胞中( )
1.摩尔根为何假设控制果蝇眼色的基因只位于X染色体上而不是只位于Y
染色体上
只位于X染色体上能合理地解释实验现象，如果只位于Y染色体上，则F 中应有白眼雄果蝇出现。
核心探讨一步步高P37
任务二：设计实验来验证摩尔 根的假说
资料 基因在性染色体上的分 布情况及基因型的写法。
非同源区段： I 、Ⅲ
①基因只存在于X 染色体(I 区段)上 雌性：X-X- 雄性：X-Y
②基因只存在于Y 染色体(Ⅲ区段)上 雄性：XY-
同源区段：Ⅱ
X 、Y同源区段的基因是成对存在的 雌性：X-X- 雄性：X-Y-
性染色体
Ⅲ{
}Ⅱ
I
X
Y
核心探讨一步步高P37
2.请写出验证摩尔根假说的实验的遗传图解。 ( 1 ) 实 验 一 ：F 红眼(雌)×白眼(雄)
配 子 ： Xw X Xw Y
F :XwXw XWXw XwY XWY
红 眼 雌 白 眼 雌 红 眼 雄 白 眼 雄
F 红眼(雌)
P: XWXw X
白眼(雄)
X"Y
核心探讨—步步高P37
(2)实验二： F 红眼(雄)×白眼(雌)
F 红眼(雄) 白眼(雌)
XWY
Xw Y
XWXw
红眼雌
XwXw
Xw
白 眼 雄
P:
配子：
F :
X
核心探讨—步步高P37
(3)实验三：野生红眼(雄)×白眼(雌)
野生红眼(雄) 白 眼 (雌)
X XwXw
Xw
XWY
白眼雄
XwY
Xw Y
XWXw
红眼雌
P:
配子：
F :
核心探讨一步步高P37
3.经过验证：若基因只在X染色体上，以上三个实验的预期结果均与实验 结果一致。以上实验是否能够证明"Y染色体不含有眼色基因"呢 请 给出你的理由。
能证明，如果X 和Y染色体上都含有眼色基因，野生红眼雄果蝇的基因型 应为XWYW, 根据实验三的推测，其结果应为子代全是红眼果蝇，无白 眼果蝇，这与实验结果不一致。
典题应用—步步高P38
3.果蝇作为遗传实验材料的优点不包括
A.有易于区分的相对性状
B.繁殖快，后代数量多
C.取材容易，便于饲养
D. 自然状态下都是纯种
典题应用—步步高P38
4.摩尔根研究果蝇的眼色遗传实验过程如图所示。下列叙述中错误的是
A.果蝇的眼色遗传遵循分离定律
B.摩尔根和孟德尔的豌豆杂交实验一样， 都采用了“假说—演绎”的研究方法
C.F 的红眼雌果蝇中纯合子占1/2
D. 选用自然界中的红眼雄果蝇与白眼雌果蝇进行实验不可以确定基因所
在位置
P 红眼(雌)×白眼(雄)
F 红眼(雌、雄)
F 雌雄交配 F 红眼(雌、雄)白眼(雄)
3/4 1/4
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，独立的随配子遗传给后代。
D
D
d
d
D
D
d
1
2
D
D
d
D
d
1
2
1
2/
p
·
位于同源染色体上同一位置，控制相对性状的基因。如A和a
注意：A和A、a和a叫做相同基因
(2)等位基因分离的原因：随同源染色体的分离而分离
(3)等位基因分离的时间：减数分裂I 后期
孟德尔遗传规律的现代解释
a
A ta A a
精原细胞 初级精母细胞
(1)等位基因的概念：
t b
精细胞
次级精母细胞
A
a
A
a
t a
at
非等位基因：①位于同源染色体上不同区段的非等位基因
②位于非同源染色体上的非等位基因
孟德尔遗传规律的现代解释
B B
d
3 4
等位基因
字母不同：不同对遗传因子
A
1
同源
染色体
非同源 染色体
同源 染色体
相同基因
N..
a
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。
Bf
A a
BP' b
B
0
ay a
人
a
Bf
BBb
ay/a
BB
A
a
a
Ap
Bf
a
FB
B
或
①自由组合的原因：随非同源染色体的自 由组合而自由组合
②自由组合的时间：减数分裂I 后期
AYA
A BXB
aVa
AbYAb
AYA
%
aVa
A B/B
孟德尔遗传规律的现代解释
a b
a |b
A b
AF
a B
a |B
AVAaVa
A A
BYBb Yb A N
AI Ha
B b
A
A
B
B
b
孟德尔遗传规律的现代解释
基因自由组合定律的细胞学基础：
减数分裂过程中，减数第一次分裂后期，非同源染色体的自由组合。 基因自由组合定律的适用条件：
①只适用于有性生殖生物的性状遗传；(对无性生殖、克隆均不适用)
②只适用于真核生物的性状遗传；(不适用于原核生物)
③只适用于细胞核遗传；(不适用于细胞质遗传)
④只适用于非同源染色体上的非等位基因，而不是同源染色体上的非等 位基因。
⑤这是关于两对或两对以上相对性状的遗传定律。
2对等位基因位于
1对同源染色体上
两对等位基因不独立遗传
不满足基因的自由组合定律，
但遵循分离定律
孟德尔遗传规律的现代解释
注意：同源染色体上的非等位基因不能自由组合。
2对等位基因位于
2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
拓展延伸
(1)一个基因型为AaDd 的个体，基因的分布如上题图所示，则该个体自交， 后代的基因型及比例是 AADD:AaDd:aadd=1 : 2 : 1 。
(2)位于性染色体上的等位基因在遗传时是否遵循分离定律 控制两对相对
性状的两对等位基因一定遵循自由组合定律吗 位于性染色体上的等位 基因在遗传时遵循分离定律。不一定；控制两对相对性状的两对等位基
因若位于同一对同源染色体上，则不遵循基因的自由组合定律
孟德尔遗传规律的现代解释
易错提醒： “基因的遗传”不一定遵循“遗传定律”
(1)原核生物中基因的遗传都不遵循孟德尔遗传规律。 原核生物无染色体
(2)真核生物细胞核中的基因有的遵循孟德尔的遗传规律，但叶绿体、 线粒体中的基因都不遵循孟德尔的遗传规律。
叶绿体、线粒体上的基因是母系遗传
(3)非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律，而同源染色体 上的非等位基因不遵循自由组合定律，但遵循分离定律。
核心探讨—步步高P38
任务三：基因自由组合定律的实质
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A与a、B与b、C与c
(2)图中非等位基因有A (或a)和C(或c)、B (或b)和C(或c)、A(或a)和B(或b)
(3)上述非等位基因中，能自由组合的是A (或a)和C(或c)、B(或b)和C, 或c)
(4)不考虑同源染色体非姐妹染色单体间的互换，该生物能产生4_种配子， 分别是ABC 、ABc、abC、abc
【核心归纳】一步步高P38 的几点说明
(1)同源染色体上等位基因的分离与非同源染色体上的非等位基因间的自 由组合同时进行，都发生在减数分裂I 后期。
(2)同源染色体上每对等位基因的遗传均遵循基因的分离定律。
(3)减数分裂时自由组合的是非同源染色体上的非等位基因(即两对等位 基因必须位于两对同源染色体上),而不是所有的非等位基因，因为同源 染色体上的非等位基因的遗传不遵循自由组合定律。
(4)真核生物的细胞核基因位于染色体上，细胞质基因位于叶绿体和线粒 体的DNA 上；真核生物细胞质中的基因与原核生物中的基因在遗传过程 中均不遵循孟德尔的两个遗传规律。
【判断正误】—步步高P38
(1)一对同源染色体上的两个A基因属于等位基因( )
(2)基因的分离定律的实质是等位基因随非同源染色体的分开而分离 ( )
(3)非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合，说明核基因和染 色体行为存在平行关系( )
(4)某二倍体生物，体细胞内具有n对等位基因， m 对同源染色体
(n>m) 。 不考虑同源染色体非姐妹染色单体间的互换，该个体约能 产生多少种配子__ 。0
C.如果基因型为AaBb 的个体在产生配子时没有发生染色体互换，则它可
产生4种配子
D 三对基因的遗传均遵循基因的分离定律
分别单独控制不同的相对性状。下列叙述正确的是
A.图 中A、a 和B 、b的遗传遵循基因的自由组合定律 B.基因型为AaBb 的个体自交后代会出现4种表型，比
例 为 9 : 3 : 3 : 1
典题应用—步步高P39
5.某植物体细胞内三对基因在染色体上的位置情况如图所示，三对基因
D d
a
b
典 题 应 用 步 步 高P39
6.现有纯种果蝇品系①~④,其中品系①的性状均为显性，品系②~④
均只有一种性状是隐性，其他性状都是显性。这四个品系的隐性性状及 控制隐性性状的基因所在的染色体如表所示，若要验证基因的自由组合 定律，可选择交配的品系组合为
品系 ① ② ③
④
隐性性状 均为显性 残翅 黑身
紫红眼
基因所在染色体 Ⅱ、Ⅲ Ⅱ Ⅱ
Ⅲ
A.①×④ B.①×② C.②×③
实验验证测交实验
减数分裂过程中，等位基因随同 源染色体的分开而分离，非同源 染色体上的非等位基因自由组合
果蝇眼色遗传
与性别相联系
控制白眼的基因位于X染 色体上，而Y染色体上不 含有它的等位基因
基因和染色体的行为存
在着明显的平行关系
基因位于染色体上
摩尔根
实验
孟德尔遗 传规律的 现代解释
实验现象
实验假设
网络构建
基 因 在 染 色 体 上
依据
结论
萨顿 假说
问题探讨—教材29
人有46条染色体，但是旨在揭示人类基因组 遗传信息的人类基因组计划却只测定人的24条染 色体的DNA 序列。
1.对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测 哪些染色体
基因位于染色体上 ，要测定某个基因的序列， 首先要知道该基因位于哪条染色体上。
2.为什么不测定全部46条染色体
人有22对常染色体和1对性染色体 ，在常染色体中，每对同源染色体上
分布的基因是相同的或是等位基因 ，只对其中一条测序就可以了；性染色体
X和Y 差别较大，基因也大不相同，所以都要测序。
autosomes sex chromosomes
练习与应用—教材32
拓展题2:生物体如果丢失或增加一条或若干条染色体就会出现严重疾 病甚至死亡。但是在自然界中，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。这些生物的体细 胞中染色体数目虽然减少一半，但仍能正常生活。如何解释这一现象
提示 这些生物的体细胞中的染色体数目虽然减少一半，但仍具有一整 套染色体组，携带有控制该种生物体所有性状的一整套基因，共同控制 生物的生长、发育、遗传和变异。
练习与应用—教材32
拓展题3:人的体细胞中有23对染色体，其中第1号~第22号是常染色体，
第23号是性染色体。现在已经发现第13号、第18号或第21号染色体多 一条的婴儿，都表现出严重的病症。据不完全调查，现在还未发现其他 常染色体多-条(或几条)的婴儿。请你试着作出一些可能的解释。
提示 人体细胞染色体数目变异，会严重影响生殖、发育等各种生命活
动，未发现其他染色体数目变异的婴儿，很可能是发生这类变异的受精 卵不能发育，或在胚胎早期就死亡了的缘故。
微专题三 伴性遗传综合题型解题规律
第2章 基因和染色体的关系
判断基因所在位置的实验设计
1.两对等位基因位于一对或两对同源染色体上的判断方法
(1)位置关系
①两对等位基因位于一对同源染色体上(基因用A、a,B、b 表示),位置
甲
配子种类：AB 、ab 配子比例：1:1
配子种类：Ab 、aB
配子比例：1:1
如图甲和乙：
②两对等位基因位于两对同源染色体上(基因用A、a,B、b 表示),位置
如 图 丙 ：
丙
配子种类：AB 、Ab 、aB 、ab
配子比例： 1 :1:1:1
判断基因所在位置的实验设计
判断基因所在位置的实验设计
(2)判断方法
①自交法：如果双杂合子自交，后代表型分离比符合3:1或1:2:1,则 控制两对相对性状的基因位于同一对同源染色体上；如果后代表型分离 比符合9:3:3:1,则控制这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。
②测交法：双杂合子与双隐性纯合子测交，如果测交后代表型比符合 1:1,则控制两对相对性状的基因位于同一对同源染色体上；如果测交 后代表型比符合1:1:1:1,则控制两对相对性状的基因位于两对同源 染色体上。
(1)若纯合白花植株和纯合红花植株杂交，产生的子一代植株花色全是粉 色，则白色亲本植株基因型为_ aaBB或AABB 。
(2)为探究两对基因(A 和a,B 和b) 是位于一对同源染色体上，还是位于 两对同源染色体上，某课题小组选用基因型为AaBb 的植株进行自交实验。
①实验假设：这两对基因的染色体上的位置有三种类型，已给出两种类型， 请将未给出类型画在框内(如图所示，竖线表示染色体，黑点表示基因在染 色体上的位点)。
【典例】某种植物花的颜色由两对基因(A 和a,B 和b) 控 制 ，A 基因控制色 素合成(AA 和Aa的效应相同),B基因为修饰基因，淡化颜色深度(BB 和 Bb的效应不同)。据表回答问题：
基因型 A_Bb A_bb
A_ BB或aa
表现型 粉色 红色
白色
第一种类型 第二种类型 第三种类型
A+ ta A a A+ a
B b B b bf B
②实验步骤：
第一步：粉花植株自交。
第二步：观察并统计子代植株花的颜色和比例。
③实验可能的结果(不考虑交叉互换)及相应的结论：
a. 若子代植株_粉 色：红色：白色=6: 3: 7 ,两对基因在两对同源染色体上 (符合第一种类型)
b. 若子代植株_花粉色：白 色 = 1: 1 ,两对基因在一对同源染色体上(符 合第二种类型)
c. 若子代植株粉色：红色：白色=2:1:1,两对基因在一对同源染色体上 (符合第三种类型)
(3)若通过实验证明基因位置符合第一种类型，基因型为AaBb 的植株自交， 后代中白花的基因型有 5 种，后代白花中纯合子的比例为3/7。
判断基因所在位置的实验设计
2.判断基因是位于常染色体上还是X染色体上
(1)在已知显隐性性状的条件下，可设置雌性隐性性状个体与雄性显性性
亲代 bb × Bb
(隐性早)(显性。)
配子 b B b
子代 Bb bb
(显性早、0)(隐性早、)
亲代(XbX X Y (隐性早)(显性σ)
配子 X X
子 代 X"x X"Y
(显性早) ( 隐 性 )
子代雌雄个体的性 状表现与性别有关， 雌性个体表现为显 性性状，雄性个体表 现为隐性性状
子代雌雄个体中均 有显性性状和隐性 性状，子代雌雄个体 的性状表现与性别 无关
基因位于X 染色体上基因位于常染色体上
若 为BB, 后代雌 雄个体 均 为 显 性 ， 且 与性别 无关
状个体杂交
判断基因所在位置的实验设计
2.判断基因是位于常染色体上还是X染色体上
(1)在已知显隐性性状的条件下，可设置雌性隐性性状个体与雄性显性性
显性雄 若雄性子代中出现显性性状
或雌性子代中出现隐性性状
→基因位于常染色体上
状个体杂交( 一次杂交实验法)
若雌性子代均为显性性状
隐性雌 雄性子代均为隐性性状
→基因位于X染色体上
×
判断基因所在位置的实验设计
(2)用F1的 杂合子雌雄个体相互交配观察后代的表现型 ( 摩 尔 根 法 ) 结果预测及结论：
A.若子代中的隐性性状只出现在雄性中，则基因位于X 染色体上。
PXAXa×0XAY→XAXA 、XAXa 、XAY 、XaY
B.若子代中的隐性性状同时出现在雌性与雄性中，则基因位于常染色体 上。
PAa× 6Aa→AA、Aa、aa
判断基因所在位置的实验设计
(3)在未知显性性状(或已知)条件下，可设置正反交杂交实验
①若正、反交结果相同，则基因位于常染色体上。
②若正、反交结果不同，则基因位于X染色体上。
正 交 反 交 正交 -反交
亲代 X°X × X^Y 亲代×^X: XY 亲代 AA × aa 亲代 aa × AA
(隐性 ) (显性8) (显性 ) |( 隐 性 ) (显性早) (隐性&) (隐性 ) | (显性c)
子代X^X XY 子代X^X XAY 子代 Aa 子代 Aa
(显性早)(隐性 ) (显性早)(显性8) (显性) (显性)
正反交结果不同
基因仅位于X染色体上
正反交结果相同
基因位于常染色体上
【典例】 (2017 ·全国卷 I, 32节选)某种羊的性别决定为XY 型，已知其有角 和无角由位于常染色体上的等位基因(N/n)控制；黑毛和白毛由等位基因(M/m) 控制，且黑毛对白毛为显性，回答下列问题：
(1)某同学为了确定M/m 是位于X 染色体上，还是位于常染色体上，让多对纯 合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配，子二代中黑毛：白毛=3:1,我们认为根 据这一实验数据，不能确定M/m是位于X染色体上，还是位于常染色体上， 还 需 要 补 充 数 据 ， 如 统 计 子 二 代 中 白 毛 个 体 的 性 别 比 例 ， 若
,则说明M/m 是位于X 染色体上；若 则说明M/m是位于常染色体上。
(2)一般来说，对于性别决定为XY型的动物群体而言，当 一对等位基因(如A/a)位于常染色体上时，基因型有
___种；当其仅位于X 染色体上时，基因型有______种； 当其位于X 和Y 染色体的同源区段时，(如图所示),基因型 有 种。
_ I
} 同 源 区 段 X Y
[对点练1](2021 · 新乡市模拟)为研究果蝇的翅型，某生物小组对多个果
蝇种群进行观察，发现了长翅果蝇、残翅果蝇三种类型，如图所示，已知 果蝇翅的长短由一对等位基因控制，且两种类型均有雌雄性。利用现有的 纯合果蝇进行杂交实验。为确定长翅和残翅的显隐性关系和控制相应性状 基因的位置(不考虑X、Y染色体的同源区段),该小组欲采用一代杂交实验 得到实验结果，选择的杂交亲本：第一组为长翅雌蝇×残翅雄蝇、第二组 为 长翅雄蝇×残翅雌蝇 ,预测实验现象以及结果：
①若两组的子代均表现为长(残)翅且雌雄数量相当，则长(残)翅为 显性 性状，目基因位于常染色体上；
② 若 第 一 组 的 子 代均表现为长翅且雌雄相当 , 第 二 组 的 子 代 雌性均表现为长翅，雄性均表现为熨 翅 为 显 性 性 状 ， 且 基 因 位 于X 染 色 体 上 ；
③ 若 第 一 组 的 子雌性均表现为残翅，雄性均表现为长翅第 二 组 的 子 代 均表现为残翅且雌雄相当 ,则残翅为显性性状，且基因位于X染色体上。:
判断基因所在位置的实验设计
3.判断基因是位于X、Y染色体同源区段上还是仅位于X染色体上
雌性个体全表现显性 性状，雄性个体全表 现隐性性状
说明亲本组合为 XbXb×XBY, 即 基因仅位于X 染 色体上
雌雄个体全表现 显性性状
说明亲本组合为
XbXb×XBYB, 即 基 因 位 于X、Y 染 色 体的同源区段上
纯合隐性雌×纯合显性雄 XbXb×XBYB( 或XBY)
子代
结论
亲本
隐早×(纯合)显o= 最常用的方法
若子代所有雄性均为显性性状 → 相应基因位于X、
Y染色体的同源区段上
若子代所有雄性均为隐性性状，雌性均为显性性
状 → 相应基因仅位于X染色体上
判断基因所在位置的实验设计
3.判断基因是位于X 、Y染色体同源区段上还是仅位于X染色体上
判断基因所在位置的实验设计
还可以让“杂合显性雌性个体”与“纯合显性雄性个体”杂交，观察子代 的性状表现。分析如下
雌性个体全表现显性性 状，雄性个体中既有显 性性状又有隐性性状
说明亲本组合为 XBXb×XBY, 即 基因仅位于X 染 色体上
雌雄个体全表现 显性性状
说明亲本组合为XBXb ×XBYB, 即基因位于 X、Y染色体的同源区 段上
杂合显性雌×纯合显性雄 XBXb×XBYB( 或XBY)
子代
结 论
亲本
【典例2】 (2021 · 长沙市调研)科学家在研究黑腹果蝇时发现，刚毛基 因(B)对截毛基因(b) 为显性。若这对等位基因存在于X、Y染色体上的同源 区段，则刚毛雄果蝇可表示为XBYB或XBYb或XbYB; 若仅位于X染色体上， 则只能表示为XBY。现有各种纯种果蝇若干，可利用一次杂交实验来推断 这对等位基因是位于X、Y 染色体上的同源区段还是仅位于X 染色体上。请 完成推断过程：
(1)实验方法：首先选用纯种果蝇作亲本进行杂交，雌雄两亲本的表现型 分别为母本表现型： (填“刚毛”或“截毛”);父本表现型：
(填“刚毛”或“截毛”)。
(2)预测结果：若子代雄果蝇表现为. ,则此对基因位于X、Y染色 体上的同源区段，子代雄果蝇基因型为 ;若子代雄果蝇表现为 ,则此对基因只位于X染色体上，子代雄果蝇基因型为J O
(3)果蝇的刚毛基因和截毛基因的遗传遵循 定律。
判断基因所在位置的实验设计
4.判断基因位于X 、Y染色体的同源区段上还是位于常染色体上
用“纯合隐性雌×纯合显性雄”进行杂交，获得的F 全表现为显性 性 状 ， 再让F 的雌雄个体随机交配获得F , 观 察F 的表型情况。即：
隐性纯合(早) × 显性纯合(σ)
aa 或X Xa AA 或XAYA
F (自由交配)
Aa×Aa 或XAX×XaYA
F 表现型
雄性个体全显性，雌性个体 中既有显性又有隐性
该基因位于X 、Y同源区段上
雌雄个体中既有显性又有 隐性，且分离比例均为3:1
该基因位于常染色体上
判断基因所在位置的实验设计
4.判断基因位于X、Y 染色体的同源区段上还是位于常染色体上
用“纯合隐性雌×纯合显性雄”进行杂交，获得的F 全表现为显性性状， 再 让F 的雌雄个体随机交配获得F2, 观 察F 的表型情况。即：
若F 雌雄个体中都有显性性状和隐性性状出现，则
该基因位于常染色体上
F 若F 中雄性个体全表现为显性性状，雌性个体中既 有显性性状又有隐性性状，则该基因位于X、Y染 色体的同源区段上
隐早
×
(纯合)显。
F
(均表现显性性状)
未限定杂交实验次数
判断基因所在位置的实验设计
在已知性状的显隐性的条件下，若限定一次杂交实验来证明，则可采用 “隐性雌×显性雄(杂合)”[即aa(早)×Aa(O 或Xaxa×XAYa 或XaXa×XaYA] 杂 交组合，观察分析F 的表现型。分析如下：
隐性纯合(早) × 显性杂合(σ)
aa 或 XAXa Aa 或XAYa或XaYA
雌(或雄)性个体全表现显性性 状，雄(或雌)性个体全表现隐 性性状
位于X、Y染色体的同源区段上
雌雄个体既有显性又 有隐性
该基因位于常染色上
仅一次杂交即
F 表现型
【典例】 果蝇体细胞中有四对同源染色体，其中三对为常染色体， 一对为性 染色体(XY 型)。已知果蝇的长翅对残翅为完全显性，由一对等位基因(A、a) 控制，刚毛对截毛为完全显性，由另一对等位基因(B、b)控制。现有足够数 量的纯合长翅刚毛品系和纯合残翅截毛品系的雌、雄果蝇若干。
请根据要求回答下列问题：
(1)若已知刚毛和截毛这对相对性状由性染色体上的基因控制，那么 (填“能”或“不能”)仅位于Y 染色体上，请说明理由： ____。
(2)选择截毛雌果蝇与纯合刚毛雄果蝇杂交，观察子代的表现型，探究B、b 基 因是位于X 染色体上还是位于X、Y 染色体的同源区段上。若子代雌雄果蝇均 为刚毛，则B、b基因位于___ _ ;若子代雌果蝇均为刚 毛，雄果蝇均为截毛，则B、b基因位于_ _。
(3)若两对基因均位于常染色体上，现要确定两对基因是否位于一对同源染色 体上(不考虑交叉互换)。请写出实验方案并预测实验结果。
答案 (1)不能 亲本雌蝇和雄蝇中均既有刚毛又有截毛
(2)X、Y 染色体的同源区段上 X 染色体(3)实验方案：选择纯合长翅刚毛雌果 蝇和残翅截毛雄果蝇(或纯合长翅刚毛雄果蝇和残翅截毛雌果蝇)杂交得F ,F 雌 雄果蝇相互交配，观察统计F 的表现型及比例。预测实验结果：若F 中长翅刚 毛：残翅截毛=3:1,则基因A 、a和B 、b位于一对同源染色体上；若F 中长翅 刚毛：长翅截毛：残翅刚毛：残翅截毛=9:3:3:1 ,则基因A、a 和B、b 位于 两对同源染色体上。
判断基因所在位置的实验设计
例3 (2023 ·河北石家庄高一调研)某动物细胞中位于常染色体上的基因A、 B、C 分别对a、b、c 为显性。现用基因型为AABBCC 的个体与aabbcc 的 个体杂交得到F1, 对F 进行测交，结果为aabbcc:AaBbCc:aaBbCc:
Aabbcc=1:1:1:1, 则F 体细胞中三对基因在染色体上的位置是
判断基因所在位置的实验设计
例 4 (2023 · 江苏盐城高一校考)用纯系的黄果蝇和灰果蝇杂交得到如表 结果，下列相关叙述正确的是
亲本
子代
灰雌性×黄雄性
全是灰色
黄雌性×灰雄性
所有雄性为黄色，所有雌性为灰色
A.黄色基因是常染色体的隐性基因
B.黄色基因是X 染色体上的显性基因 C.灰色基因是常染色体的显性基因 -D.灰色基因是X 染色体上的显性基因

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