第2節(jié)基因在染色體上一、薩頓的假說1.內(nèi)容:基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的,即基因就在 上。2.依據(jù):基因和染色體的行為存在著明顯的 關系。二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)1.研究者:美國生物學家 。2.實驗材料: 。(1)體細胞染色體組成:含有3對常染色體與1對性染色體。雌果蠅中,性染色體是 的,用XX表示;雄果蠅中,性染色體是 的,用XY表示。(2)作為遺傳學實驗材料的優(yōu)點: , ,子代數(shù)量多,染色體數(shù)量少,便于觀察等。3.研究過程:摩爾根運用 法進行實驗探究,證明了基因在染色體上。三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋1.基因的分離定律的實質在雜合子的細胞中,位于一對同源染色體上的 ,具有一定的 ;在減數(shù)分裂形成配子的過程中, 會隨同源染色體的分開而分離,分別進入兩個配子中,獨立地隨配子遺傳給后代。2.基因的自由組合定律的實質位于非同源染色體上的 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 彼此分離的同時,非同源染色體上的 自由組合。(1)薩頓提出“基因在染色體上”,但沒有證明這一結論。()(2)蝗蟲體內(nèi)的各種細胞中基因都是成對存在的,染色體也是成對存在的。()(3)孟德爾和摩爾根都是通過測交實驗驗證其假說。()(4)細胞中所有的基因都位于染色體上。()(5)一對等位基因應位于一對同源染色體上。()(6)摩爾根等人繪制出了果蠅各種基因在染色體上的相對位置圖。()(7)非等位基因在形成配子時都是自由組合的。()任務一薩頓的假說【情境】1903年,美國遺傳學家薩頓用某種蝗蟲細胞作為實驗材料,研究精子和卵細胞的形成過程。他發(fā)現(xiàn)孟德爾假設的一對遺傳因子(即等位基因)的分離與減數(shù)分裂中同源染色體的分離非常相似。[分析](1)薩頓得出假說的過程減數(shù)分裂中同源染色體的分離基因的分離(2)基因和染色體的關系比較項目基因的行為染色體的行為生殖過程中在雜交過程中保持完整性和獨立性在配子形成和受精過程中, 相對穩(wěn)定存在體細胞成對 配子 體細胞中來源成對的基因,一個來自 ,一個來自 一對同源染色體,一條來自 ,一條來自 形成配子時等位基因 ,非等位基因 同源染色體 ,非同源染色體 推論:基因和染色體之間具有平行關系(3)薩頓經(jīng)推理得出的結論——基因在染色體上是否正確?并分析原因。 例1[2024·河南新鄉(xiāng)月考]已知果蠅的體細胞中有4對同源染色體,根據(jù)薩頓的假說,關于該昆蟲減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的說法正確的是()A.果蠅的精子中含有成對基因B.果蠅的體細胞中只含有成對基因中的一個C.在體細胞中,基因是成對存在的,在配子中只有成對基因中的一個D.果蠅的4對同源染色體上含有的基因可同時來自于父方,也可同時來自于母方任務二基因位于染色體上的實驗證據(jù)——摩爾根的果蠅雜交實驗【資料1】閱讀教材P30~P31“基因位于染色體上的實驗證據(jù)”內(nèi)容。1.進行實驗1910年5月,在摩爾根蠅室的大群野生型紅眼果蠅中出現(xiàn)了一只白眼雄果蠅,摩爾根利用這只白眼雄果蠅與野生型紅眼雌果蠅進行了如下雜交實驗:實驗分析:(1)實驗所研究的是果蠅的 和 這一對相對性狀。(2)F1全為紅眼, 是顯性性狀。(3)F2中紅眼∶白眼=3∶1,符合 定律。(4)F2中只有 果蠅出現(xiàn)白眼性狀。2.提出問題通過實驗,摩爾根證實了 的正確性,同時發(fā)現(xiàn)了 這一問題。3.作出假說(1)假說內(nèi)容: 。(2)對果蠅雜交實驗現(xiàn)象的解釋:配子1/2XW1/2Y1/2XW1/4XWXW(紅眼雌性)1/4XWY(紅眼雄性)1/2Xw1/4XWXw(紅眼雌性)1/4XwY( )4.演繹推理該假說正確與否可通過測交實驗進行驗證,測交實驗可有兩種交配方式(其中XWY可看作雜合子、XwY可看作純合子)。請嘗試寫出這兩種交配方式的遺傳圖解:(1)F1紅眼雌果蠅與親本純合白眼雄果蠅測交。(2)白眼雌果蠅和紅眼雄果蠅進行測交。5.實驗驗證:摩爾根等人通過 等方法,進一步驗證了這些解釋。6.得出結論: ,從而用實驗證明了基因在染色體上?！举Y料2】下圖表示摩爾根和他的學生利用熒光標記技術標記的果蠅X染色體上一些基因的示意圖,據(jù)圖回答有關問題:[分析](1)基因和染色體的關系:一條染色體上有 個基因,基因在染色體上呈 排列。(2)圖中控制朱紅眼和深紅眼的基因 (填“屬于”或“不屬于”)等位基因。(3)從圖中可以看出,基因在染色體上的分布是 (填“連續(xù)”或“不連續(xù)”)的。(4)“基因在染色體上”這一結論是否適用于所有生物? 例2[2024·湖北武漢期末]摩爾根和他的學生用純合紅眼和純合白眼果蠅進行雜交實驗,從而證明了基因在染色體上。下列相關分析錯誤的是()A.F1的雌雄個體均為雜合子,F2的紅眼雌蠅包括純合子和雜合子B.F2雌蠅均為紅眼,雄蠅紅、白眼各半,推測眼色基因位于X染色體上C.白眼雌蠅與紅眼雄蠅的雜交后代表現(xiàn)為雌蠅全紅眼、雄蠅全白眼D.F2出現(xiàn)紅眼∶白眼=3∶1的性狀分離比,說明眼色至少受到一對等位基因控制例3果蠅的大翅和小翅是一對相對性狀,由一對等位基因A、a控制。現(xiàn)用大翅雌果蠅和小翅雄果蠅進行交配,再讓F1雌雄個體相互交配,實驗結果如下表:雌果蠅雄果蠅F1大翅620大翅617F2大翅2159大翅1011小翅982下列分析錯誤的是()A.大翅對小翅為顯性B.根據(jù)實驗結果判斷果蠅的翅形遺傳遵循基因分離定律C.根據(jù)實驗結果可證明控制翅形的基因位于X染色體上D.F2中雌果蠅基因型相同,雄果蠅有兩種基因型任務三孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋【資料】兩個遺傳定律的細胞學基礎(1)分離定律的細胞學基礎是等位基因隨同源染色體分開而分離,如圖(以精原細胞為例):(2)自由組合定律的細胞學基礎是等位基因隨同源染色體分開而分離,位于非同源染色體上的非等位基因自由組合,如圖(以精原細胞為例):[分析](1)減數(shù)分裂過程中,等位基因分離發(fā)生的具體時期是 ,非等位基因自由組合發(fā)生的具體時期是 。(2)精卵結合過程中,不同基因組成的配子隨機結合,遵循基因的自由組合定律嗎? 。(3)線粒體和葉綠體中也有基因存在,它們的遺傳遵循孟德爾遺傳規(guī)律嗎? ?！厩榫场咳鐖D是某生物細胞內(nèi)染色體和基因的分布圖,①②和③④是兩對同源染色體。[分析](1)圖中屬于等位基因的是 。(2)圖中所示非等位基因是 。其中能自由組合的是 ,它們的位置關系是位于 上。(3)不考慮同源染色體的非姐妹染色單體間的互換,該生物所產(chǎn)生配子的基因組成及比例為 。1.孟德爾遺傳規(guī)律的適用范圍:進行有性生殖的真核生物的核基因遺傳。2.遺傳的分離定律和自由組合定律都發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ后期,其實質簡單描述為等位基因分離,非同源染色體上的非等位基因自由組合。3.自由組合定律適用的前提是n對(n≥2)等位基因位于n對同源染色體上。例4[2024·江西贛州期中]下列有關基因分離定律和基因自由組合定律的說法,錯誤的是()A.孟德爾在研究分離定律和自由組合定律時,都用到了假說—演繹法B.二者都只適用于進行有性生殖的真核生物的細胞核基因C.等位基因的分離和非等位基因的自由組合都只發(fā)生在減數(shù)第一次分裂D.基因分離定律是基因自由組合定律的基礎例5某植物體細胞內(nèi)三對基因