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必修二《遗传与进化》
第二章 基因和染色体的关系
2.2 基因在染色体上
Dd
D d
形成配子时，控制同一性状的遗传 因子彼此分 离。控制不同性状的遗 传因子自 由组合。
形成配子时，同源染色体 彼此分 离。非同源染色体 自由组合。
孟德尔的分离定律和自由组合定律
减数分裂过程中染色体行为
基因
温故知新
一 、萨顿的假说
· 最初科学家们对于基 因和染色体的认知是独立的。
· 萨 顿以蝗虫为实验材料，研究精子和卵细胞的形成过程。
发现孟德尔假设的一对遗传因子的分离与减数分裂中同源染色体的分离 非常相似 。
精子 n=12
减数分裂
卵细胞 n=12
· 提 出假说：基因在染色体上。
受精卵 2n=24
受精作用
2n=24
1.萨顿的假说：
基因在染色体上。即基因是由 染色体携带着从亲代传递给下 一代的。
2.依 据 ：
基因和染色体的行为存在明 显的平行关系。
3.方 法 ：
类比推理法 类比推理得
出的结论一
定正确么
一 、萨顿的假说
分离定律—遗传因子 减数分裂—染色体
D d
D d 等位基因分离 看不见的 基因
同源染色体分离
看得见的
染色体
推理
基因在染色体上
思考 · 讨论
如果你也认同基因在染色体上，请你在图中的染色体上标注基因符号。
P 配子 F F 配子
o
减数 分裂
减数
分裂
O
o
高 茎 矮 茎
O
高 茎
高 茎 矮 茎
高 茎 高 茎
减数 分裂
O O
O
O
类比推理法
—— 根据两个对象在某些属性
上相同或相似，通过比较而推断 出他们在其他属性上也相同的推 理 过 程 。
类比推理得出的结论正确与否，
还需要观察和实验的检验。
1.萨顿的假说：
基因在染色体上。即基因是 由染色体携带着从亲代传递 给下 一 代的。
2.原 因 ：
基因和染色体的行为存在
明 显 的平 行关 系 。
3.方 法 ：
类比推理法
类比推理得 出的结论一 定正确么
一 、萨顿的假说
我更相信实验证据! 我要
通过确凿的实验找到遗传
因子和染色体的关系!
· 1909年，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雄果蝇。 他开始用这只果蝇进行实验。
正因为类比推理的结果不一定正确，
萨顿的假说遭到同时代的遗传学家摩 尔根的强烈质疑。
果蝇体细胞染色体图解
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
果蝇XY 型性别决定方式：雌性：3对常染色体+xX
雄性：3对常染色体+XY
千 IV o IV
Ⅱ Ⅲ Ⅱ Ⅲ Ⅱ Ⅲ Ⅱ C Ⅲ
X X 同 型 X Y 异 型
个体小，易饲养；
繁殖快 ， 后代多 ；
相对性状，易于区分；
染色体，少且大；
二、基因位于染色体上的实验证据
实 验 材 料—果蝇
小
1.观察实验，发现问题
· 为什么F 中白眼只在雄性出现 (为 什么白眼性状与性别关联)
·如何解释白眼性状的该现象
结果分析：
a.F 全为红眼，说明 红眼 为显性；
b.F 红眼和白眼的数量比为3:1,
说明符合 分离 定律，红眼和白
眼 受 一对 等位基因 控 制。
c. 白眼性状的表现与 性别 相 联 系
白眼(雄)
红眼
(雌、雄交配)
P
红眼(雌)
F
二、 基因位于染色体上的实验证据 方法：假说演绎法
红眼(雌、雄)
3/4
白眼(雄)
1/4
F
二、基因位于染色体上的实验证据
P
红眼(雌) 白眼(雄)
XWxW Xw
F 红眼 XWXw 、XWY
F
XWXw 、XWxW 、XWY XwY
红眼(雌、雄) 白眼(雄)
3/4 1/4
方法：假说演绎法
2.提出假说，解释问题
“如果控制白眼的基因 (w) 在X染色 体上，而Y染色体上不含它的等位基 因，上述现象可以得到合理解释” (教材P31)
红 眼 雌 性： Xwxw xwX "
红眼雄性： XWY
白眼雌性： XwXw
白 眼 雄 性： X " Y
P XW×W 红眼(雌) × XwY 白 眼 ( 雄 ) 配子 XW → Xw Y
F
XWXw 红眼(雌)
XWY 红眼(雄)
配子 Xw
Y
XW XWXW 红 眼 ( 雌 )
XWY 红 眼 ( 雄 )
Xw XWXw 红 眼 ( 雌 )
X w Y 白 眼 ( 雄 )
二、基因位于染色体上的实验证据 从其设想可以合理的解释实验现象，但一
2.提出假说，解释问题 的，还应能预测并实验检验其其它现象。
种假说正确与否仅能解释已有现象是不够
果蝇杂交实验分析图解
相互交配
测交1
红眼(雌) 白眼(雄)
P: XWXw X XwY
配 子 ： XW
F :XWXwXwXw XWY XWY
红雌 白雌 红雄 白雄
1 : 1 1 :1
红 眼 ( 雄 ) XWY XW Y XWXw 红雌 1 白 眼 ( 雌 )
XwXw
XwYW
白雄
1
二、 基因位于染色体上的实验证据 XWXw 、XWY
3.演绎推理 设计测交实验 (F 与隐性纯合子交配),并预计结果。
P:
配子：
F1:
测交2
5、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
子代中雌蝇均为红眼，雄蝇均为白眼。后代比1:1.
二、 基因位于染色体上的实验证据
测交2:
测交1:
4、实验验证
实验结果：
提出问题：
作出假说：
演绎推理：
实验验证：
得出结论：
基因在染色体上
我就说基因在染色体
上吧!你还不信!
好好好，都听你的!
托马斯 · 亨特 · 摩尔根
白眼性状的表现总是与性别相联系
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
设计测交实验，预计测交结果
实验结果与预测相符
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
假说演绎法
沃尔特 · 萨顿
补 充 ： 非同源区段(Ⅱ) 不具等位基因
同 源 区 段(I)
具 等 位 基 因
非同源区段(Ⅱ ) 不具等位基因
X Y
摩尔根假设的控制红白眼的基因位于X 、Y染 色体的非同源区段。
●推测：一条染色体上应该有许多个基因。
●证明： 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：一条染色体上有许多个基因。
基因在染色体上呈线性排列。
黄身
白眼
红宝石眼
截翅
朱红眼
深红眼
棒眼
短硬毛
三、基因与染色体的关系 继续探究
●现象：每种生物的基因数量远多于染色体数目。
23对染色体，26万个基因
4对染色体，1.3万个基因
KK》》
8Kirb 4
I8X
8
荧光标记法
同 源 非同源
染色体 染色体
B
A a
D性
1 2
非等位基因
四、孟德尔遗传规律的现代解释
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
非等位基因： 控制不同性状的基因
同源
染色体
相同基因
等位基因
等位基因
B
d
……
4
3
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。
次级精母细胞 精细胞
等位基因分离的时间： 减数分裂第一次分裂后期
四、孟德尔遗传规律的现代解释 (教材P32)
a
a
初级精母细胞
A
AV
A+ ta
精原细胞
(A FA
a a
基因的分离定律的实质：
tA
A
a
a
位基因自由组合。
A9 Bf
A
BB
A9
AaYa Bf
a
Bflb)
BB ab
aya
a
A b
A b
AY
B ib
BXB
aya
BB
a
9B
四、 孟德尔遗传规律的现代解释
(教材P32)
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分离的同时，非同源染色体上 的非等
非等位基因自由组合的时间： 减数分裂第一次分裂后期
A a
b
B
A9
a
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
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
测交实验
依据
结论
实验现象
实验假设
实验验证
萨顿假说
摩尔根实验
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
孟德尔遗传规律 的现代解释
基因在染色体上
课堂小结
课堂小测 如：细胞质基因、原核生物、病毒基因
(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)蝗虫体细胞中的24条染色体，12条来自父方，12条来自母方( √ )
(4)摩尔根的果蝇杂交实验运用了假说—演绎法( √ )
(5)摩尔根果蝇杂交实验中， F 发生了性状分离( √ )
(6)果蝇杂交实验中，眼色遗传与性别有关( √ )
优化设计(大本) 优化设计P61
(7)性染色体只存在于生殖细胞，常染色体只出现在体细胞。
(8)非等位基因随非同源染色体自由组合说明核基因和染色体行为存在 平行关系。( √ )
(9)受精卵中成对的等位基因或同源染色体一半来自父方一半来自母方
(10)雌雄配子结合形成合子时，非同源染色体上的非等位基因自由组合(×)
(11)性染色体上的基因不一定都与性别决定有关。 ( √)
(10)雌雄配子结合形成合子时，非同源染色体上的非等位基因自由组合
P65特别提醒：基因的行为并非都遵循孟德尔遗传规律。
题型一：基因位于染色体上的实验证据
1. 摩尔根在野生型红眼果蝇中偶然发现了一只白眼雄果蝇，他用这只果蝇与野生型 红眼果蝇进行杂交(实验 I), 结果F 全为红眼。 F 雌雄果蝇相互交配，F 雌果蝇全 部为红眼，雄果蝇中红、白眼比例为1:1。这种现象不能用孟德尔的理论完全解释 清楚。于是他继续做了下表所示的实验(Ⅱ、Ⅲ)。下列有关叙述错误的是 ( B )
组别 杂交组合
结果
Ⅱ F 红眼干×白眼杏
红眼早：红眼杏：白眼早： 白眼 =1:1:1:1
Ⅲ 野生型红眼否×白眼早(来自实验Ⅱ)
红眼早：白眼否=1:1
A. Ⅱ 可视为实验I的测交实验，其结果表明F 红眼雌果蝇为杂合子
B.Ⅲ 是实验I的反交实验，正反交结果不同说明果蝇的眼色遗传不符合分离定律 C.Ⅲ 的结果表明野生型红眼雄果蝇的精子只有一半含有控制眼色的基因
D.I 、Ⅱ 、Ⅲ 能够说明控制果蝇眼色的基因只位于X染色体上， Y 上没有其等位基因
题型一：基因位于染色体上的实验证据
2. 关于“摩尔根果蝇杂交实验， F 白眼性状总和性别相关联”的解释，有人认为控制白 眼的基因是位于X、Y 染色体的同源区段，设计以下实验，下列正确的是( )
方法1:纯合红眼雌性个体×纯合白眼雄性个体 →F
方法2:纯合白眼雌性个体×纯合红眼雄性个体 →F1
结 论 ：
①若子代雌雄个体全表现为红眼，则基因位于X 、Y染色体的同源区段；
②若子代雌性个体表现为红眼，雄性个体表现白眼，则基因只位于X染色体上；
③若子代雄性个体表现为红眼，则基因只位于X 染色体上；
④若子代雌性个体表现为红眼，则基因位于X、Y 染色体的同源区段。
A. “方法1+结论①②”能够完成上述探究任务
B. “方法1+结论③④”能够完成上述探究任务
C. “方法2+结论①②”能够完成上述探究任务
D. “方法2+结论③④”能够完成上述探究任务
甲 乙 丙 丁
显性 D: 高茎 Y: 黄色 R: 圆粒
隐性 d: 矮茎 y: 绿色
A. 图甲、乙所表示个体减数分裂时，可以揭示基因的自由组合定律的实质
B. 图丙个体自交，子代表现型比例为9:3:3:1,属于假说 — 演绎的实验验证阶段
C. 图丁个体自交后代最多有四种表现型，其比例是9:3:3:1
D. 甲、乙、丙、丁都可以作为验证基因分离定律的材料
题型二：孟德尔遗传规律的实质
3. 下图表示孟德尔揭示两个遗传定律时所选用的豌豆植株及其体内相关基因控制
的性状、显隐性及其在染色体上的分布。下列叙述不正确的是 (ABC)
y y
d iiD'
Y
d
rAR
y
d
配 子 ：
自 交F1基因型：
自 交F1表型：
题型三：基因连锁、互换与细胞分裂
完全连锁时
A
B
a
b
题型三：基因连锁互换与细胞分裂
3. 基因型为AaBb 的雄性果蝇，体内一个精原细胞进行有丝分裂时，一对同
源染色体在染色体复制后彼此配对，非姐妹染色单体进行了交换，结果如右 图所示。该精原细胞此次有丝分裂产生的子细胞，均进入减数分裂，若此过 程中未发生任何变异，则减数第一次分裂产生的子细胞中，基因组成为AAbb 的细胞所占的比例是 ( )
A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.1/16
A. 若双亲均为图1,完全连锁的情况下子代灰体紫眼：黑体红眼=3:1
B. 若双亲均为图2,完全连锁的情况下子代灰体红眼：黑体紫眼=3:1
C. 若双亲均为图3,子代灰体红眼：灰体紫眼：黑体红眼：黑体紫眼=9:3:3:1
D. 若双亲均为图1,但雌性个体产生配子时完全连锁，雄性个体40%的精原细胞
发生互换，则子代灰体红眼：灰体紫眼：黑体红眼：黑体紫眼=59:16:16:9
题型三：基因连锁互换与细胞分裂
4. 完全连锁是指 一对染色体上的两对等位基因间完全不发生互换；不完全连锁是指 在减数分裂时可能发生互换，导致产生重新组合类型的配子。黑腹果蝇灰体 (A)
对黑体 (a) 为显性，红眼 (B) 对紫眼 (b) 互交配， 下列相关叙述错误的是 ( )
图1 图2
图3
为显性。现有基因型为AaBb 的个体相

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