第2章基因與染色體的關(guān)系第2節(jié)基因在染色體上?19世紀(jì)，孟德爾發(fā)現(xiàn)了遺傳的兩大定律?1909年，丹麥生物學(xué)家約翰遜提出了“基因”的概念，替代遺傳因子?；蛟谀睦锬?？薩頓W.sutton(1877-1916)一、薩頓的假說

1903年，美國科學(xué)家薩頓用蝗蟲細(xì)胞作材料，研究精子和卵細(xì)胞的形成過程。發(fā)現(xiàn)孟德爾假設(shè)的一對遺傳因子（即等位基因），其分離與減數(shù)分裂中同源染色體的分離非常相似。一、薩頓的假說基因（遺傳因子）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。

薩頓假說內(nèi)容

基因和染色體的行為存在著明顯的平行關(guān)系。依據(jù)

薩頓(1877---1916)Walter

.Sutton，遺傳學(xué)家實驗方法

類比推理法基因行為DDddDdDdDd受精作用高莖矮莖受精卵P配子F1受精作用受精卵P配子F1染色體行為高莖矮莖看不見的染色體基因在染色體上推理基因看得見的

平行關(guān)系一、薩頓的假說一、薩頓的假說基因和染色體存在著明顯的平行關(guān)系基因行為染色體行為獨立性存在方式來源分配染色體在配子形成和受精過程中具有相對穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)在體細(xì)胞中染色體成對存在。在配子中成對的染色體只有一條體細(xì)胞中成對的染色體也是一個來自父方,一個來自母方非同源染色體在減數(shù)第一次分裂后期自由組合基因在雜交過程中保持完整性和獨立性在體細(xì)胞中基因成對存在在配子中成對的基因只有一個體細(xì)胞中成對的基因一個來自父方,一個來自母方非等位基因在形成配子時自由組合例1

美國遺傳學(xué)家薩頓在用蝗蟲細(xì)胞作為材料研究精子和卵細(xì)胞的形成過程中，提出了“基因和染色體的行為存在著明顯的平行關(guān)系”的假說。下列說法不符合其觀點的是(

)

。DA.基因在雜交過程中保持完整性和獨立性B.在體細(xì)胞中基因成對存在，染色體也是成對存在的C.體細(xì)胞中成對的基因一個來自父方，一個來自母方D.非等位基因在形成配子時自由組合，非同源染色體在減數(shù)分裂Ⅱ后期也是自由組合的[解析]

基因和染色體在行為上保持一致性，在體細(xì)胞中兩者都成對存在，在來源上一個來自父方，一個來自母方，A、B、C符合假說觀點；非同源染色體上的非等位基因在形成配子時自由組合，自由組合發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ時期，D不符合假說觀點。

AA.染色體是基因的主要載體B.基因由染色體攜帶著從親代傳遞給子代C.基因在雜交過程中保持完整性和獨立性D.減數(shù)分裂過程中，等位基因會隨著染色體的分開而分離[解析]

該圖只能說明染色體是基因的載體，但不能說明染色體是基因的主要載體，A符合題意。D

dD

Ddd

請你在圖中染色體上標(biāo)注基因符號，解釋孟德爾一對相對性狀的雜交實驗?！翜p數(shù)分裂受精作用減數(shù)分裂高莖P配子F1F1配子DdF2矮莖高莖高莖高莖高莖矮莖DddD

Dd

dDd減數(shù)分裂DD

d思考·討論基因真的位于染色體上嗎？二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)不可能、不可能、絕對不可能！摩爾根(1866---1945)ThomasHuntMorgan，遺傳學(xué)家我更相信的是實驗證據(jù)我要通過確鑿的實驗找到生物的遺傳和染色體的關(guān)系！薩頓的假說遭到同時代的遺傳學(xué)家摩爾根的強(qiáng)烈質(zhì)疑。摩爾根的這種大膽質(zhì)疑，科學(xué)務(wù)實的研究精神是值得我們努力學(xué)習(xí)的。我不相信孟德爾，更難以相信薩頓那家伙毫無事實根據(jù)的臆測?、賯€體小，易飼養(yǎng)，成本低，雌雄易區(qū)分；②繁殖速度快；③后代數(shù)量多；④具有多對易于區(qū)分且穩(wěn)定遺傳的相對性狀；⑤染色體數(shù)目少，便于觀察。遺傳學(xué)常用實驗材料果蠅（果蠅是昆蟲綱雙翅目的一種小型蠅類，體長3~4mm，在制醋和腐爛水果的地方可以看到）優(yōu)點

二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)×♀P♂F1F2♀♂♀2459♂986♂982紅眼白眼紅眼紅眼白眼3：1現(xiàn)象分析：2、F2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，并且符合分離定律。1、F1全為紅眼，說明白眼是隱性性狀。提出問題白眼性狀的表現(xiàn)，為何總是與性別相關(guān)聯(lián)？如何解釋這一現(xiàn)象呢？遺傳學(xué)常用實驗材料果蠅（果蠅是昆蟲綱雙翅目的一種小型蠅類，體長3~4mm，在制醋和腐爛水果的地方可以看到）二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)常染色體：(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)與性別決定無關(guān)的染色體性染色體：(X、Y染色體）與性別決定有關(guān)的染色體二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)作出假說控制白眼的基因（用w表示）在X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因。

由于白眼的遺傳和性別相關(guān)聯(lián)，而且與X染色體的遺傳相似，于是……W（w）根據(jù)摩爾根的設(shè)想，寫出不同眼色果蠅的基因型。二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)雌果蠅的基因型為：雄果蠅的基因型為：紅眼紅眼ＸＷＸＷ、

ＸＷＸwＸwＸwＸＷＹＸwＹ白眼白眼大膽假設(shè)：控制白眼的基因（用w表示）在X染色體上，

Y染色體不含有它的等位基因。配子XWXwXWXW紅眼（雌）×XwY白眼（雄）XWYXwXWY紅眼（

雄

）XWXw紅眼（

雌

）×PF2F1配子XWYXWXW紅眼(雌）

XWXw紅眼(雌)XWY紅眼(雄)XwY白眼(雄

)二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)果蠅雜交實驗分析圖解：3/4紅眼（雌、雄）1/4白眼（雄）符合假說1：控制白眼的基因位于X染色體的非同源區(qū)段，X染色體上有，而Y染色體上沒有摩爾根的假說二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)假說2：控制白眼的基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段，X染色體和Y染色體上都有假說3：控制白眼的基因位于Y染色體的非同源區(qū)段，X染色體上沒有雌果蠅的基因型為：雄果蠅的基因型為：紅眼紅眼ＸＷＸＷ、

ＸＷＸwＸwＸwＸＷＹＷ

、ＸwＹＷ

、ＸＷＹw

ＸwＹw白眼白眼雌果蠅的基因型為：雄果蠅的基因型為：紅眼紅眼ＸＸＸＹ

ＸＹw白眼假說2：控制白眼的基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段，X染色體和Y染色體上都有×♀P♂F1自由交配♀♂紅眼白眼紅眼PF1F2

紅眼雌果蠅

XWXW白眼雄果蠅

XwYw

×

XWXw紅眼雌

XWYw紅眼雄×

XWXW

紅雌

XWXw

紅雌

XWYw

紅雄

XwYw

白雄比例

紅：白=3：1符合二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)F2？假說3：控制白眼的基因位于Y染色體的非同源區(qū)段，X染色體上沒有×♀P♂F1♀♂紅眼白眼紅眼PF1×

紅眼雌果蠅

XX白眼雄果蠅

XYw

比例

XX紅眼雌

XYw白眼雄1

:1不符合上述假說1和假說2都能夠解釋實驗一和實驗二的實驗現(xiàn)象。到底哪個假說正確呢？二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)如何驗證假說？假說1：控制白眼的基因位于X染色體的非同源區(qū)段，X染色體上有，而Y染色體上沒有假說2：控制白眼的基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段，X染色體和Y染色體上都有設(shè)計測交實驗，F(xiàn)1與隱性純合子雜交。如何選擇測交的兩個親本？假說1：

F1

:

紅眼雌XWXw

X

白眼雄XwY假說2：F1

:

紅眼雌XWXwX

白眼雄XwYw二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)演繹推理、實驗驗證假說1：控制白眼的基因位于X染色體的非同源區(qū)段，X染色體上有，而Y染色體上沒有假說2：控制白眼的基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段，X染色體和Y染色體上都有(3)演繹推理，驗證假說二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)XWXw紅眼（雌）×XwY白眼（雄）XWYXwPF1配子XWXw紅眼(雌

）

XwXw白眼(雌)XWY紅眼(雄)XwY白眼(雄

)Xw

位于X和Y染色體的同源區(qū)段上(Ⅰ)

位于X染色體上(Ⅱ2)測交(演繹推理)測交(演繹推理)1:1:1:1XWXw紅眼（雌）×XwYw白眼（雄）YwXwP配子F1XWXw紅眼(雌

）

XwXw白眼(雌)XWYw紅眼(雄)XwYw白眼(雄

)Xw1:1:1:1XW二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)演繹推理、實驗驗證——測交怎么辦?XwXw

×XWY↓XWXw

XwY白眼(雌)紅眼(雄)紅眼(雌)白眼(雄)XwXw

×XWYW↓白眼(雌)紅眼(雄)XWXw

XwYW紅眼(雌)紅眼(雄)

位于X和Y染色體的同源區(qū)段上(Ⅰ)

位于X染色體上(Ⅱ2)PF1PF1紅眼雌性紅眼雄性白眼雌性白眼雄性126132120115本雜交實驗結(jié)果為：紅眼雌果蠅和白眼雄果蠅。摩爾根首次把一個特定的基因（如決定果蠅眼睛顏色的基因）和一個特定的染色體（X染色體）聯(lián)系起來，從而用實驗證明了基因在染色體上。二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)結(jié)論總結(jié)摩爾根(1866---1945)ThomasHuntMorgan，遺傳學(xué)家控制白眼的基因是在X染色體上,Y染色體上沒有它的等位基因。

D

CA.①為假說，②為推論，③為實驗

B.①為觀察，②為假說，③為推論C.①為問題，②為假說，③為實驗

D.①為推論，②為假說，③為實驗

拓展應(yīng)用果繩的紅眼為伴性顯性遺傳，其隱性性狀為白眼，在下列雜交組合中，通過眼色即可直接判斷子代果蠅性別的一組是（）A、雜合紅眼雌果蠅×紅眼雄果蠅B、白眼雌果蠅×紅眼雄果蠅C、雜合紅眼雌果蠅×白眼雄果蠅D、白眼雌果蠅×白眼雄果蠅B通過眼色直接判斷子代果蠅的性別或證明基因只在X染色體上：1.思路：雄顯×雌隱（親本均純合）2.預(yù)期結(jié)果（以XY性別決定生物為例）①后代雄性個體都為隱性，雌性個體都為顯性②否則，位于常染色體上或者是XY同源區(qū)段摩爾根的再發(fā)現(xiàn)果蠅的4對染色體，攜帶的基因有1.3萬多個，人的體細(xì)胞只有23對染色體，基因大約有2.6萬個，基因與染色體可能有怎樣的對應(yīng)關(guān)系呢？一條染色體上分布有多個基因，基因在染色體上呈線性排列。結(jié)論

基因都位于染色體上嗎？dBBaAD等位基因等位基因非同源染色體非等位基因相同基因同源染色體同源染色體同源染色體的相同位置上控制相對性狀的基因1234補(bǔ)充認(rèn)識等位基因

非等位基因

同源染色體的不同位置上或非同源染色體上的基因三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋aAaA等位基因隨同源染色體的分開而分離雜合子體細(xì)胞配子配子在雜合子的細(xì)胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨立性；在減數(shù)分裂形成配子的過程中，等位基因會隨同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入兩個配子中，獨立的隨配子遺傳給后代。

01.基因分離定律的實質(zhì)：Dd12Dd12DdD1Dd2ddD5Dd復(fù)制減Ⅰ減Ⅱ

減Ⅱ

三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋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，同源染色體上的等位基因分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。

02.基因自由組合定律的實質(zhì)：AaBbAbaBBAab非同源染色體上的非等位基因自由組合雜合子體細(xì)胞配子配子復(fù)制

組合①

減Ⅰ減Ⅰ

組合

AaBbAAaaBBbbABABaabb減Ⅱ

ABAB減ⅡbaabAbAbaaBB減ⅡaBaB減ⅡAbAb活動3

閱讀課本P31~32，圖2為某生物細(xì)胞內(nèi)染色體和基因分布圖，分析基因的分離定律、自由組合定律的實質(zhì).解釋孟德爾遺傳規(guī)律的實質(zhì)1.圖1基因和染色體間存在怎樣的數(shù)量和位置關(guān)系？提示

一條染色體上有許多基因；基因在染色體上呈線性排列。2.圖1的基因互為等位基因嗎？這些基因的遺傳遵循孟德爾的遺傳規(guī)律嗎？提示

圖1中的基因為