2.2基因在染色体上
基础知识
一、萨顿的假说
1.萨顿推论:基因是由① 携带着从亲代传递给下一代的。也就是说,基因就在② 上。
2.基因和染色体行为存在着明显的平行关系
(1)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,也有相对稳定的③ 。
(2)在体细胞中基因成对存在,染色体也是④ 的。在配子中只有成对的基因中的一个,也只有成对的染色体中的一条。
(3)体细胞中成对的基因一个来自父方,一个来自母方。⑤ 也是如此。
(4)非等位基因在形成配子时自由组合,非同源染色体在⑥ 也是自由组合的。
二、基因位于染色体上的实验证据
1.实验及现象
2.解释:果蝇的体细胞中有4对染色体,3对是常染色体,1对是⑨ 。在雌果蝇中,这对性染色体是同型的,用⑩ 表示;在雄果蝇中,这对性染色体是异型的,用X 表示。控制白眼的基因(用w表示)在 上,而 不含有它的等位基因。
三、孟德尔定律的现代解释
1.基因分离定律的实质: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 的过程中, 会随 的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随 遗传给后代。
2.基因自由组合定律的实质是位于非同源染色体上的 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 自由组合。
合作探究
知识点一:基因位于染色体上的实验证据
结合教材P30~31的资料,分析并思考:
1.结合孟德尔遗传规律的发现过程和萨顿假说的提出,比较假说-演绎法和类比推理法有何不同
2.摩尔根证明基因位于染色体上的实验材料是什么 该材料用于遗传实验主要有何优点
3.摩尔根是怎样解释他的果蝇杂交实验的 由此得出什么结论
4.摩尔根的测交实验的亲本如何选择 为什么
例1 红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配,子代雌雄果蝇都表现为红眼,这些雌雄果蝇交配产生的后代中,红眼雄果蝇占1/4,白眼雄果蝇占1/4,红眼雌果蝇占1/2。下列叙述错误的是( )。
A.红眼对白眼是显性
B.眼色遗传符合分离定律
C.眼色和性别表现自由组合
D.红眼和白眼基因位于X染色体上
知识点二:孟德尔定律的现代解释
结合教材P32的资料,分析并思考:
1.思考下列情况是否遵循孟德尔的遗传规律,并说明理由。
(1)细菌性状的遗传。
(2)不同基因型的配子随机结合时,是否遵循基因自由组合定律
2.基因分离定律的实质是什么 假设某生物的基因型为Aa,试画出体现分离定律实质的图解。
3.基因自由组合定律的实质是什么 假设某生物的基因型为AaBb,试画出自由组合定律实质图解。
4.在基因自由组合定律的实质中为什么强调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
例2 据下图,下列选项中不遵循基因自由组合规律的是( )。
课堂总结
板书设计
基因在染色体上
一、萨顿的假说
二、基因位于染色体上的实验证据
三、孟德尔定律的现代解释
作业布置
基础知识
①染色体 ②染色体 ③形态结构 ④成对 ⑤同源染色体
⑥减数第一次分裂后期 ⑦红眼 ⑧(3/4)∶(1/4) ⑨性染色体 ⑩XX XY X染色体 Y染色体 减数分裂形成配子 等位基因 同源染色体 配子 非等位基因 非等位基因
合作探究
知识点一:基因位于染色体上的实验证据
1.假说-演绎法对提出的假说进行实验验证,得出相应结论;类比推理法只是根据类比的事物、现象之间的相同、相似之处做出假设,没有对假设进行实验验证,因此类比推理得出的结论不具备逻辑的必然性。
2.摩尔根证明基因位于染色体上的实验材料是果蝇;优点是易于饲养,繁殖快,子代数量多。
3.果蝇的红眼和白眼由一对等位基因控制且白眼是隐性性状;符合分离定律;控制白眼的基因和它的等位基因在X染色体上,而Y染色体上不含这对基因。由此得出基因位于染色体上的结论。
4.F1中的雄果蝇与白眼雌果蝇;若F1中的雌果蝇与白眼雄果蝇杂交,控制眼色的基因无论位于X染色体还是常染色体上,测交结果相同。
例1 C
【解析】根据亲本红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配,子代雌雄果蝇都表现为红眼,可以判断出红眼为显性性状;根据F2中红眼雄果蝇占1/4,白眼雄果蝇占1/4,红眼雌果蝇占1/2,可知红眼∶白眼=3∶1,遵循基因的分离定律。由于白眼只在雄性中出现,可以判断该相对性状的遗传为伴性遗传。
知识点二:孟德尔定律的现代解释
1.(1)否。理由:孟德尔遗传规律只适用于进行有性生殖的生物。
(2)否。理由:基因的自由组合发生在减数分裂形成配子的过程中,配子间的结合不遵循基因自由组合定律。
2.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。
图解如下:
3.基因自由组合定律的实质是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。
4.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;而同源染色体上的非等位基因会因为非姐妹染色单体的交叉互换出现互换。
例2 A
【解析】A(a) 与D(d) 在一对同源染色体上, B(b)与C(c)也是在一对同源染色体上,一对同源染色体上的非等位基因不遵循基因自由组合定律。(共29张PPT)
2.2基因在染色体上
新人教版高一下
新知导入
问题探讨
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。
合作探究
结合教材P29~30的资料,分析并思考:
1.萨顿假说的内容
2.萨顿假说的结论
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。
发现孟德尔假设的一对遗传因子（即等位基因），其分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。
体细胞
24条
染色体
精子
12条
染色体
卵细胞
12条
染色体
按形态结构来分，两两成对，共12对，
每对染色体中一条来自父方，一条来自母方。
萨顿的假说
减数第一次分裂时，同源染色体的分离。
孟德尔分离定律的核心
D d
D
d
减数分裂的核心
杂合子在形成配子时，成对的遗传因子分离。
原创
萨顿的假说
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
推理
基因
看得见的
平行关系
高茎
矮茎
高茎
矮茎
这种方法称为：
类比推理
萨顿将基因与染色体的行为进行比较
萨顿的假说
基因和染色体的平行关系
基因的行为 染色体的行为
杂交过程中 保持： ___________ 也有： _____________
体细胞中
存在形式 _________存在 __________存在
在配子中
存在形式 只有成对基因中的_______ 只有成对染色体中的_________
体细胞中
的来源 成对中的基因
一个来自______
一个来自______ 同源染色体
一条来自______
一条来自______
形成配子时
组合方式 非等位基因：________ 非同源染色体：________
成对
成对
一个
一条
父方
母方
父方
母方
自由组合
自由组合
完整性和独立性
相对稳定的形态结构
萨顿的假说
1.萨顿假说内容
基因（遗传因子）是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，也就是说基因就在染色体上。
2.萨顿假说的依据
基因和染色体的行为存在明显的平行关系。
3.研究方法
类比推理
萨顿的假说
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。
高 茎
高 茎
矮 茎
高 茎
D d
D D
d d
D d
d d
在染色体上标注基因符号，解释孟德尔的杂交实验
×
减数
分裂
受 精
减数
分裂
高 茎
减数
分裂
P
配子
F1
F1配子
高茎
矮茎
F2
d
D
d
D
思考.讨论
D D
D
D d
d
我不相信孟德尔，
更难以相信萨顿毫无事实
根据的臆测！
我更相信的是实验证据我要通过确凿的实验找到基因和染色体的关系！
基因真的位于染色体上吗？
类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要实验的检验。
合作探究
结合教材P30~31的资料,分析并思考:
1.结合孟德尔遗传规律的发现过程和萨顿假说的提出,比较假说-演绎法和类比推理法有何不同
2.摩尔根证明基因位于染色体上的实验材料是什么 该材料用于遗传实验主要有何优点
3.摩尔根是怎样解释他的果蝇杂交实验的 由此得出什么结论
4.摩尔根的测交实验的亲本如何选择 为什么
新知讲解
遗传学研究常用的实验材料：果蝇（果蝇是昆虫纲双翅目的一种小型蝇类，体长3—4mm，在制醋和腐烂水果的地方可以看到）
①易饲养，繁殖快。
②后代数量多，便于统计。
③具有多对易于区分且稳定遗传的相对性状。
④染色体数目少，便于观察。
与性别决定有关
果蝇的染色体组成
3对常染色体：
1对性染色体：
ⅡⅡ，Ⅲ Ⅲ，Ⅳ Ⅳ
雌性同型：ＸＸ
雄性异型：ＸＹ
果蝇杂交实验
1909年起，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。一天，摩尔根在实验室中偶然发现一只白眼雄果蝇。白眼性状是如何遗传的？
果蝇杂交实验
P
×
红眼（雌）
白眼（雄）
F1
红眼（雌、雄）
红眼是显性性状
F2
3/4
雌雄交配
红眼（雌、雄）
白眼（雄）
1/4
3：1的性状分离比符合分离定律
白眼果蝇都是雄的？
(1) 观察实验、提出问题
雌果蝇：
雄果蝇：
控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因。
红眼（ＸＷＸＷ）
红眼（ＸＷＸw）
白眼（ＸwＸw）
白眼（ＸwＹ）
红眼（ＸＷＹ）
由于白眼的遗传总是和性别相关联，而且与X染色体的遗传相似，于是摩尔根设想：
(2) 经过推理、提出假说
XWXW
×
XwY
XW
Y
Xw
XWY红眼（雄）
XWXw红眼（雌）
×
P
F2
F1
配子
Xw
XW
Y
XW
XWXW红眼（雌）
XWXw红眼（雌）
XWY红眼（雄）
XwY白眼（雄）
红眼（雌）
白眼（雄）
根据假说对实验现象进行解释（分析图解）
演绎推理：
测交
得出结论：
基因在染色体上
白眼性状的表现总是与性别相联系
提出问题：
假说
演
绎
法
回顾摩尔根的实验：
作出假说：
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
正是他们的工作，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，从而用实验证明了基因在染色体上。从此，摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者。
基因与染色体的数量关系
果蝇的体细胞有4对染色体，携带的基因有1.3万多个。
人的体细胞有23对染色体，携带的基因有2.6万多个。
一条染色体上应该有许多个基因
思考？
结论：
问题：
基因在染色体上是如何排列的呢？
基因在染色体上呈线性排列
摩尔根和他的学生们经过十多年的努力，发明了测定基因在染色体上相对位置的方法，并绘制了第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置图，同时也说明了：
课堂练习
例1 红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配,子代雌雄果蝇都表现为红眼,这些雌雄果蝇交配产生的后代中,红眼雄果蝇占1/4,白眼雄果蝇占1/4,红眼雌果蝇占1/2。下列叙述错误的是( )。
A.红眼对白眼是显性
B.眼色遗传符合分离定律
C.眼色和性别表现自由组合
D.红眼和白眼基因位于X染色体上
C
合作探究
结合教材P32的资料,分析并思考:
1.思考下列情况是否遵循孟德尔的遗传规律,并说明理由。
(1)细菌性状的遗传。
(2)不同基因型的配子随机结合时,是否遵循基因自由组合定律
2.基因分离定律的实质是什么 假设某生物的基因型为Aa,试画出体现分离定律实质的图解。
3.基因自由组合定律的实质是什么 假设某生物的基因型为AaBb,试画出自由组合定律实质图解。
4.在基因自由组合定律的实质中为什么强调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
新知讲解
基因的分离定律的实质是：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
基因的自由组合定律的实质是：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。
课堂练习
例2 据下图,下列选项中不遵循基因自由组合规律的是( )。
A
课堂总结
板书设计
基因在染色体上
一、萨顿的假说
二、基因位于染色体上的实验证据
三、孟德尔定律的现代解释
作业布置
完成学案检测题
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2.2基因在染色体上
一、单选题
1．假说—演绎法是现代科学研究中常用的一种方法。假说是在观察分析、提出问题的基础上通过推理和想象提出的，演绎是根据假说进行的推理预测过程。演绎的结果是否正确需要通过实验来检验。若实验结果与演绎结果相符，则假说正确，反之假说错误。下列说法正确的是（ ）
A．根据假说演绎出的实验预期结果被证实，则假说一定正确
B．孟德尔针对豌豆相对性状进行研究的过程中提出的“受精时雌雄配子随机结合”属于假说
C．孟德尔针对豌豆相对性状进行研究的过程中进行的测交实验属于演绎
D．萨顿运用假说—演绎法得出了基因在染色体上的推论
2．下列叙述不能说明“基因和染色体行为存在着明显的平行关系”的是（ ）
A．染色体就是由基因组成的
B．两者在体细胞中成对存在
C．成对基因一个来自父方一个来自母方，成对染色体也是一条来自父方一条来自母方
D．在减数分裂中，非等位基因自由组合，非同源染色体也自由组合
3．萨顿依据“基因和染色体的行为存在明显的平行关系”，而提出“基因在染色体上”的假说，以下哪项不属于他所依据的“平行”关系（ ）
A．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也有相对稳定的形态结构
B．基因和染色体在体细胞中都是成对存在，且在形成配子时都彼此分离
C．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中也是自由组合
D．作为遗传物质的DNA，是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成的
4．下列关于基因与染色体关系的叙述，不正确的是（ ）
A．一条染色体上含多个基因
B．染色体上的基因呈线性排列
C．基因只位于染色体上，所以染色体是基因的唯一载体
D．在体细胞中，基因成对存在，染色体也成对存在
5．果蝇的红眼基因A和白眼基因a位于X染色体上，现已知某对果蝇后代中雌性全是红眼，雄性中一半红眼，一半白眼，则亲本的基因型是（ ）
A．XAXa和XAY B．XAXA和XaY
C．XaXa和XAY D．XaXa和XaY
6．下列有关基因、DNA和染色体的叙述，错误的是（ ）
A．基因在染色体上呈线性排列 B．每条染色体都只含一个DNA分子
C．绝大多数生物的遗传物质是DNA D．基因通常是有遗传效应的DNA片段
7．萨顿和摩尔根在“基因在染色体上”的研究中，都做出了突出的贡献，他们选择的研究材料分别是（ ）
A．果蝇和蝗虫 B．蝗虫和果蝇 C．果蝇和果蝇 D．蝗虫和蝗虫
8．摩尔根通过果蝇眼色的杂交实验，证明了萨顿的假说。下图为果蝇眼色杂交图解。下列相关叙述错误的是（ ）
A．摩尔根依据上述实验提出了白眼基因仅位于X染色体上的假说
B．F2中雄果蝇的白眼基因来自F1中的红眼雌果蝇
C．果蝇群体中白眼性状在雄果蝇中出现的概率多于雌果蝇
D．选择图解中的雌、雄果蝇设计实验可以充分验证摩尔根的假说
9．如图表示摩尔根的果蝇杂交实验，有关判断错误的是（ ）
A．红眼对白眼是显性
B．眼色遗传符合分离定律
C．红眼果蝇有三种基因型
D．推测红眼和白眼基因位于X染色体上
10．图甲为摩尔根等人研究并绘出的果蝇X染色体上几个基因的相对位置图；图乙为利用荧光标记的各个基因，得到的基因在染色体上位置图。由图分析，正确的是（ ）
A．图甲和图乙都能说明基因在染色体上呈线性排列
B．图甲中朱红眼基因和深红眼基因是等位基因
C．控制棒眼的基因和短硬毛的基因在减数分裂过程中可自由组合
D．每条染色体上的荧光点成对存在，说明等位基因成对存在
11．控制果蝇白眼的基因位于X染色体上。下列相关叙述错误的是（ ）
A．白眼基因在果蝇细胞内均成对存在
B．细胞内基因的数量远多于染色体的数量
C．白眼基因与其他基因在X染色体上呈线性排列
D．萨顿利用类比推理法提出基因在染色体上
12．在减数分裂过程中，同源染色体分离，非同源染色体自由组合 （ ）
A．在减数第一、第二次分裂后期都出现
B．同时发生于减数第二次分裂的后期
C．同时发生于减数第一次分裂的后期
D．分离发生于减数第一次分裂，自由组合发生于减数第二次分裂
13．下图表示果蝇某一条染色体上的几个基因，正确的叙述是（ ）
A．由图可推断该果蝇是白眼黄身截翅
B．果蝇的眼色由1对等位基因控制
C．图中所示的各个基因是同时并由同一个细胞完成表达的
D．朱红眼基因和深红眼基因在减数分裂过程中不能自由组合
14．果蝇Ⅰ号染色体和Ⅳ号染色体上部分基因均影响到眼睛颜色及眼睛构造的形成，两条染色体上部分基因的分布情况如图所示。下列有关叙述，正确的是（ ）
A．图中基因为具有遗传效应的RNA片段 B．图中W基因与i基因互为等位基因
C．在精子中可能同时包含图中四种基因 D．减数分裂过程中四种基因间自由组合
15．如图为某果蝇一个细胞中的三条染色体上部分基因分布示意图，下列叙述正确的是（ ）
A．该果蝇形成的精细胞中可能含有基因W和v
B．朱红眼基因和暗栗色眼基因是一对等位基因
C．基因W与v、基因cn与cl的遗传均不遵循的分离定律
D．基因cn和v不可能同时存在于减数第二次分裂后期的细胞中
二、综合题
16．摩尔根在研究果蝇时发现一只突变的白眼雄果蝇，并运用“假说－演绎法”证明了基因在染色体上，请结合所学知识回答以下问题：
（1）实验现象：让红眼雌果蝇和白眼雄果蝇作为亲本，杂交产生的F1的雌雄果蝇均表现为红眼；然后再让F1的雌雄果蝇自由交配，发现F2的雄果蝇的表现型是_________________，雌果蝇的表现型是________。
（2）作出假设：摩尔根及其同事设想控制白眼的基因仅存在于________上。
（3）演绎推理：摩尔根及其同事利用杂合红眼雌果蝇设计了一次测交实验。请用遗传图解的形式展示测交实验过程__________。（相关基因用B、b表示）
（4）实验结论：基因在________上。
17．果蝇是常用的遗传学分析的材料，下图是果蝇的体细胞染色体组成，请据图回答：
（1）这是______性果蝇。果蝇的体细胞内有______个染色体组，图中有______对等位基因，在产生的配子中，正常条件下含ABCD基因的配子占______。
（2）研究发现，控制果蝇展翅的基因（C）位于3号染色体上，该基因纯合致死、若利用基因型为Cc的果蝇逐代随机交配来保存C基因，则该方法______（填“可行”或“不可行”），理由是______。
（3）下图为某果蝇体细胞中的一对同源染色体，直刚毛基因（Z）对焦刚毛基因（z）为显性，棒眼基因（E）对圆眼基因（e）为显性，两对等位基因的分布如图所示，下列叙述错误的是______（只有一个正确答案）
A．焦刚毛基因与棒跟基因在染色体上呈线性排列
B．Z、z和E、e这两对等位基因不遵循基因的自由组合定律
C．可通过焦刚毛♀×直刚毛♂的子代表现证明这对同源染色体是常染色体还是X染色体
D．e基因在减数分裂中有时会随姐妹染色单体片段交换，导致染色单体上非等位基因发生重组
18．水稻是我国最重要的粮食作物。农作物的籽粒成熟后大部分掉落的特性称为落粒性，落粒性给水稻收获带来较大的困难。科研人员做了如图所示的水稻杂交实验，请回答下列相关问题：
（1）在下面的圆圈中画出F1水稻植株体细胞中控制水稻落粒性的基因在染色体上的位置情况。用横线（——）表示相关染色体，用点（·）表示基因位置。若落粒性由一对等位基因控制，用A、a表示，若由两对等位基因控制，用A、a和B、b表示，以此类推。_____
（2）这两对等位基因的遗传遵循_____定律。F2中不落粒植株的基因型有_____种，其中纯合子所占比例为_____。
（3）取F1植株的花粉粒在适宜条件下离体培养。正常情况下，由花粉粒发育成的幼苗的基因型可能是_____，此时用_____处理幼苗，能够抑制_____，使这些幼苗的染色体数目恢复到正常水稻植株的染色体数目。用此种方法得到的落粒水稻与不落粒水稻的数量比为_____。
参考答案
1．B
2．A
3．D
4．C
5．A
6．B
7．B
8．D
9．C
10．A
11．A
12．C
13．D
14．C
15．C
16．红眼、白眼 红眼 X染色体 染色体
17．雌 2 4 0 不可行 C基因频率逐渐降低 D
18．或 自由组合 5 3/7 AB、Ab、aB、ab 低温或秋水仙素（只答其一也可给分） 纺锤体的形成 1:3
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