基因在染色體上本節(jié)聚焦01科學(xué)家發(fā)現(xiàn)基因與染色體有哪些平行關(guān)系？02摩爾根如何證明基因位于染色體上？03摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)給我們哪些啟示？04怎樣從基因和染色體的層面解釋孟德爾遺傳規(guī)律？一、薩頓的假說1903年X月X日，晴，這是我第10001觀察蝗蟲的減數(shù)分裂，我發(fā)現(xiàn)一個(gè)很奇怪的事情，蝗蟲的體細(xì)胞中有24條染色體，生殖細(xì)胞中只有12條，精卵結(jié)合形成的受精卵又是24條染色體。子代體細(xì)胞中的這24條染色體，按形態(tài)結(jié)構(gòu)來分，兩兩成對，共12對，每對染色體中的一條來自父方，另一條來自母方。并且與孟德爾假設(shè)的一對遺傳因子，它們的分離與減數(shù)分裂中同源染色體的分離非常相似……沃爾特·薩頓一、薩頓的假說，基因與染色體的關(guān)系一、薩頓的推論

基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的。即：基因在染色體上。基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系。

基因在雜交過程中保持完整性和獨(dú)立性；染色體在配子形成和受精過程中，也有相對穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)。1.在體細(xì)胞中基因成對存在，染色體也是成對的。在配子中成對的基因只有一個(gè)，成對的染色體也只有一條。2.體細(xì)胞中成對的基因一個(gè)來自父方，一個(gè)來自母方；同源染色體也是如此。3.

非等位基因在形成配子時(shí)自由組合，非同源染色體在減數(shù)第一次分裂后期也是自由組合。4.矮莖高莖×減數(shù)分裂受精減數(shù)分裂高莖減數(shù)分裂高莖高莖高莖矮莖P配子F1F1配子F2思考與討論矮莖高莖×減數(shù)分裂受精減數(shù)分裂高莖減數(shù)分裂高莖高莖高莖矮莖P配子F1F1配子ddDDdDDddDDdDdDdddDDF2思考與討論尋找證據(jù)的歷程孟德爾19世紀(jì)末，孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律懷疑美國生物學(xué)家摩爾根曾明確表示過不相信孟德爾的遺傳理論，對薩頓的基因位于熱暗色提上的學(xué)說更持懷疑態(tài)度，認(rèn)為這是主觀的臆測，缺少實(shí)驗(yàn)證據(jù)二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)我能不能設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，看看生物的遺傳與染色體到底是什么關(guān)系，用什么方法呢？基因又是怎么回事？用什么作實(shí)驗(yàn)材料呢？這是個(gè)關(guān)鍵問題。托馬斯·亨特·摩爾根科學(xué)研究方法：假說演繹法

材料選對了就等于實(shí)

驗(yàn)成功了一半選擇實(shí)驗(yàn)材料那我該選擇什么呢？

1910年5月的一天，在摩爾根的實(shí)驗(yàn)室中誕生了一只白色眼睛的雄性果蠅，而它的兄弟姐妹的眼睛都是紅色的。顯然它是一個(gè)變異體，后來它成為科學(xué)史上最著名的動(dòng)物!

意外的發(fā)現(xiàn)……二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)果蠅作為遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)勢：個(gè)體小，體長3~4毫米；容易飼養(yǎng)、繁殖能力強(qiáng)、繁殖速度快；雌雄易區(qū)分，在低倍鏡下就能觀察；染色體數(shù)目少，僅有3對常染色體和1對性染色體，且形態(tài)大小等均有明顯差異，易于遺傳學(xué)操作。二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)

一、摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)——觀察現(xiàn)象，提出問題PF1F2紅（雌、雄）：白(雄)=3:1×F1雌雄交配白雄782紅雌2495紅雄1011紅眼雌果蠅白眼雄果蠅紅眼雄紅眼雌就果蠅紅眼和白眼這一對相對性狀來看，F(xiàn)1全為紅眼，F(xiàn)2中紅眼和白眼的數(shù)量比是3:1；說明果蠅的紅眼和白眼是受一對等位基因控制的；紅眼是顯性性狀；符合分離定律；F2中白眼全是雄性，白眼性狀的表現(xiàn)總是與性別相關(guān)聯(lián)，該如何解釋這一現(xiàn)象呢？果蠅體細(xì)胞染色體圖解雌雄果蠅體細(xì)胞中染色體組成有何異同？3對常染色體+3對常染色體+XXXY二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)果蠅成對的兩個(gè)性染色體大小、形態(tài)相差懸殊。這個(gè)白眼基因會(huì)在哪個(gè)位置呢？基因位于X染色體特有區(qū)段基因位于X和Y染色體同源區(qū)段基因位于Y染色體特有區(qū)段分析各種情況，分別畫出遺傳圖解對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋×白眼（雄）紅眼（雌）P……同源區(qū)段非同源區(qū)段若用w表示控制眼睛顏色的基因，紅眼W,白眼w.(XW,Xw,Y)(XWXw,YWYw)(X,YWYw)只有當(dāng)控制眼色的基因在X染色體上的特有區(qū)段時(shí)解釋才合理二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)雌果蠅種類：紅眼（ＸＷＸＷ）紅眼（ＸＷＸw）白眼（ＸWＸW）雄果蠅種類：紅眼（ＸＷＹ）白眼（ＸwＹ）

（二）經(jīng)過推理、想象，提出假說——控制白眼的基因在X染色體的特有區(qū)段上二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)PF1F2×對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋XWXWXwYXWYXw配子XWYXWXw×XwXWYXWXWXW（雌）XWXw（雌）XWY（雄）XwY（雄）3/4紅眼（雌、雄）1/4白眼（雄）3/4紅眼（雌、雄）1/4白眼（雄）二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)紅眼白眼雌、雄各占1/4雌、雄各占1/4×F1XWXwXwY紅眼紅眼白眼白眼雌雌雄雄126132120115（五）得出結(jié)論——證明了基因在染色體上（四）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：與理論推測一致，完全符合假說，假說完全正確！摩爾根等人親自做了該實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：（三）設(shè)計(jì)測交實(shí)驗(yàn)，并預(yù)期結(jié)果——演繹推理二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)摩爾根是第一位運(yùn)用“假說演繹法”證明基因在染色體的科學(xué)家。二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)摩爾根證明基因在染色體上呈線性排列現(xiàn)代分子生物技術(shù)將基因定位在染色體上熒光標(biāo)記法三、孟德爾遺傳定律的現(xiàn)代解釋AAAAaaaaaaAA分裂間期減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ減數(shù)分裂ⅡAa基因分離定律的實(shí)質(zhì)是：在雜合子的細(xì)胞中，位于一對同源染色體上的等位基因具有一定的獨(dú)立性；在減數(shù)分裂形成配子的過程中，等位基因會(huì)隨同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入兩個(gè)配子中獨(dú)立的，隨配子遺傳給后代。三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋三、孟德爾遺傳定律的現(xiàn)代解釋分裂間期減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ減數(shù)分裂ⅡAaBbaaAAbbBBBBaaAAbbAbaBBaAb自由組合定律的實(shí)質(zhì)是：位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的，在減數(shù)分裂過程中，同源染色體上等位基因彼此分離的同時(shí)非同源染色體上的非等位基因自由組合?；蛟谌旧w上薩頓的假說假說核心：基因在染色體上證據(jù)：基因與染色體存在明顯的平行關(guān)系基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)果蠅雜交實(shí)驗(yàn)果蠅雜交實(shí)驗(yàn)基因分析圖解果蠅體細(xì)胞的染色體圖解基因在染色體上呈線性排列孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋四課堂小結(jié)1.(2022·廣東惠州二模)下列關(guān)于基因在染色體上的相關(guān)科學(xué)史的說法錯(cuò)誤的是()A.薩頓的假說提出是基于基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系B.摩爾根等人將一個(gè)特定的基因和X染色體聯(lián)系起來,證明基因在染色體上C.摩爾根等人通過大量的實(shí)驗(yàn)證明了基因在染色體上呈線性排列D.摩爾根等人通過熒光標(biāo)記技術(shù)確定了基因在染色體上的具體位置D解析:薩頓運(yùn)用類比推理法,依據(jù)基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系,提出基因在染色體上的假說;摩爾根等人將控制果蠅眼色基因的遺傳與性別相關(guān)聯(lián),運(yùn)用假說—演繹法證明基因在染色體上;摩爾根等人通過大量的實(shí)驗(yàn)證明基因在染色體上呈線性排列;現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)通過熒光標(biāo)記實(shí)驗(yàn)確定了基因在染色體上的具體位置。五、課堂練習(xí)2.現(xiàn)有一種位于X染色體上的單基因遺傳病,在某家族中父親與女兒均患病、母親與兒子正常。下列關(guān)于該病的敘述不正確的是()A.若該病為顯性遺傳,則女兒的致病基因只能來自父親B.若該病為隱性遺傳,女兒與一正常男性結(jié)婚建議生女孩C.若該病為隱性遺傳,父母再生一個(gè)患病男孩的概率為1/2D.該病無論顯、隱性遺傳,該患病家族中四人基因型都不相同C解析:根據(jù)題意分析,若該病為顯性遺傳,相關(guān)基因用A、a表示,則父親基因型為XAY,母親基因型為XaXa,女兒基因型為XAXa,因此女兒的致病基因只能來自父親;若該病為隱性遺傳,則父親基因型為XaY,母親基因型為XAXa,女兒基因型為XaXa,因此該女兒與一正常男性XAY結(jié)婚,建議生女孩(女孩都正常,男孩都患病);若該病為隱性遺傳,則父親基因型為XaY,母親基因型為XAXa,再生一個(gè)患病男孩XaY的概率為1/4;根據(jù)以上分析可知,該病無論顯、隱性遺傳,該患病家族中四人基因型都不相同。3.(2022·湖南岳陽三模)圖甲為摩爾根等人研究并繪出的果蠅X染色體上幾個(gè)基因的相對位置圖,圖乙為利用熒光標(biāo)記各個(gè)基因,得到的基因在染色體上位置圖,由圖分析,正確的是()A.圖甲和圖乙都能說明一條染色體上有多個(gè)基因,且呈線性排列B.圖甲中朱紅眼基因和深紅眼基因的遺傳遵循自由組合定律C.圖乙中方框內(nèi)的四個(gè)熒光點(diǎn)所在的基因所含遺傳信息一定不同D.圖乙中從熒光點(diǎn)的分布來看,圖中是兩條含有染色單體的非同源染色體解析:據(jù)圖甲可知,一條染色體上有多個(gè)基因,基因在染色體上呈線性排列,據(jù)圖乙不同熒光點(diǎn)的位置分布也可以說明基因在染色體上呈