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第4节 基因位于染色体上
第1课时 基因位于染色体上的实验证据
能说出基因和染色体之间存在的平行关系。
能基于基因和染色体的相关事实,阐明基因在染色体上,并概述摩尔根的果蝇实验。
能从基因和染色体的关系角度,对孟德尔遗传定律作出现代解释。
1866年 孟德尔第一次根据豌豆实验提出了有“遗传因子"存在的假想，但遗传因子究竟是什么，它又存在于什么地方呢？
1913年，萨顿在研究蝗虫生殖细胞形成过程的实验背景下，通过类比推理，提出：基因和染色体的行为间存在平行关系；基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。
一、萨顿的假说
项目 基因 染色体
传递过程中的性质
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）
活动：推测“基因在染色体上”，依据是什么？完成下表。
受精作用
受精卵
亲代
配子
子代
染色体行为
基因行为
DD
dd
D
d
Dd
Dd
受精作用
看不见的
染色体
基因在染色体上
总结
基因
看得见的
平行关系
高茎
矮茎
高茎
矮茎
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。
孟德尔遗传理论
萨顿假说
果蝇实验
二、基因位于染色体上的实验证据
果蝇有什么“过人之处”呢？
积极思维
1.果蝇作为实验材料（模式生物）的优点
1）个体小，易培养，成本低；
3）相对性状多且易于区分；
4）染色体数目少（4对）；
2）易于遗传操作，繁殖快、后代多；
杂交实验的好材料
体色
灰体
黑体
黑檀体
黄体
灰体
黑檀体
黄体
眼
红眼
白眼
棒眼
白眼
红眼
翅型
长翅
短翅
卷翅
残翅
短翅
长翅
卷翅
残翅
果蝇有很多容易区分的相对性状，便于观察和统计。
果蝇体细胞染色体图解
雌性
雄性
性染色体
常染色体
3对常染色体+
3对常染色体+
XX
XY
雌性
雄性
性染色体
常染色体
染色体的类型
常染色体：与性别决定无关的染色体(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)
性染色体：与性别决定有关的染色体，如X、Y染色体
所有的生物都有性染色体吗？
如：雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分。
P
F1
F2
红眼（雌、雄）
白眼（雄）
3/4
1/4
红眼
（雌、雄交配）
×
红眼（雌）
白眼（雄）
2.是否符合孟德尔遗传定律？如何解释？
符合
F2中红眼：白眼比是3︰1
思考：F2红眼和白眼之间的数量比是3:1，所不同的是白眼性状的表现，总是与性别相联系。
怎么解释？
1.F1均为红眼说明什么？
红眼为显性
2.摩尔根的果蝇杂交实验
①观察现象，提出问题
如果按照萨顿的理论---“基因位于染色体上”，那么，控制白眼的基因应该位于什么染色体上呢？
②提出假说，做出解释
解释（假设）：“如果控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含它的等位基因，上述现象可以解释”
XWXW
XwY
XW
F2
红眼（雌）
白眼（雄）
╳
Xw
Y
XWXw
XWY
红眼（雌）
红眼（雄）
XW
Xw
XW
Y
XWXW
XWY
XWXw
XwY
红眼（雌）
红眼（雄）
红眼（雌）
白眼（雄）
P
配子
F1
配子
╳
3 : 1
果蝇杂交实验分析图解
正交：可用F1的红眼雌果蝇与白眼雄果蝇进行测交实验,如果后代中出现红眼雌果蝇、白眼雌果蝇、红眼雄果蝇和白眼雄果蝇这4种类型,且数量比为1:1:1:1
反交：选用F1的红眼雄果蝇与白眼雌果蝇交配,如果子代中雌果蝇都是红眼,雄果蝇都是白眼,则可以证明他们的解释是正确的。
③演绎推理
设计测交
④验证实验，得出结论
白眼雄果蝇
XwY
×
红眼雌果蝇
XWXw
XW
Xw
Y
XWXw
XwY
P
配子
F1
红眼(雌)
红眼(雄)
Xw
XWY
XwXw
白眼(雌)
白眼(雄)
白眼雌果蝇
XwXw
×
红眼雄果蝇
XWY
XW
Xw
XWXw
P
配子
F1
红眼(雌)
Y
XwY
白眼(雄)
进行测交-正交
进行测交-反交
结论：控制白眼的基因（w）只X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因。
验证假说：
测交
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：
作出假说：
假说
演
绎
法
从此，摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者。
摩尔根的实验总结：
摩尔根首次把一个特定的基因与一条特定的染色体联系起来，也就证明了基因位于染色体上。
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
思考：染色体上所有基因都决定性状吗？
不是，染色体有的基因不决定性状，例如端粒
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。
在基因研究中，下列成就分别是由哪些科学家来完成的？
①提出“性状是由遗传因子决定的”观点。
②把“遗传因子”改为“基因”，并提出“等位基因”概念。
③提出“基因在染色体上”的假说。
④用实验证明了“基因在染色体上”。
孟德尔
约翰逊
摩尔根
萨顿
重要遗传学发展历程
假说—演绎法
假说—演绎法
类比推理法
拓展补充：孟德尔遗传规律的现代解释
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
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
思考：同源染色体上同一位置上基因一定是等位基因吗？
不一定，有可能是相同基因
非等位基因：
染色体的不同位置上控制不同性状的基因
非等位基因
在杂合体的细胞中，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，独立的随配子遗传给后代。
基因的分离定律的实质
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分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
基因的自由组合定律的实质
基因位于染色体上的实验证据
萨顿的假说
基因和染色体存在着明显的平行关系
内容：基因在染色体上
依据：
摩尔根的实验
果蝇的杂交实验
结论：基因在染色体上
1.豌豆和果蝇都是研究遗传学问题的重要生物材料。下列关于二者的说法错误的是（ ）
A．自然状态下一般是纯种
B．都能产生较多的子代
C．都具有易于区分的相对性状
D．繁殖一代的时间都相对较短
2.果蝇体细胞中染色体组成可表示为（ ）
A.3+X 或 3+Y B.6+X 或 6+Y
C.3对+XX 或 3对+YY D.3对+XX 或 3对+XY
D
A
3．下图表示果蝇某一条染色体上的几个基因，下列叙述正确的是（ ）
A．果蝇的基因全部都位于染色体上
B．朱红眼基因在体细胞中可能存在4个
C．图中白眼基因与朱红眼基因是等位基因
D．生殖细胞中不可能同时存在白眼基因与朱红眼基因
B
4.下列关于基因和染色体在减数分裂过程中行为变化的描述，错误的是 （ ）
A.同源染色体分离的同时，等位基因也随之分离
B.非同源染色体自由组合，所有非等位基因之间也自由组合
C.染色单体分开时，复制而来的两个基因也随之分开
D.非同源染色体数量越多，非等位基因自由组合的种类也越多
B

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