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1、2.22.2 基因在染色体上基因在染色体上第二章：基因和染色体的关系一一、萨顿的假说萨顿的假说19031903年，美国科学家年，美国科学家萨顿萨顿用蝗虫细胞作材料，研究精子和卵细胞的用蝗虫细胞作材料，研究精子和卵细胞的形成过程。形成过程。1 1、蝗虫的、蝗虫的体细胞体细胞中有中有2424条染色体，条染色体，生殖细胞生殖细胞中中只有只有1212条染色体。条染色体。2 2、精卵细胞结合形成的、精卵细胞结合形成的受精卵受精卵，又具有，又具有2424条染条染色体。蝗虫子代体细胞中的染色体数目与双亲色体。蝗虫子代体细胞中的染色体数目与双亲的体细胞染色体数目一样。的体细胞染色体数目一样。3 3、子代体细胞
2、中的这、子代体细胞中的这2424条染色体，按形态结构条染色体，按形态结构来分，来分，两两成对两两成对，共，共1212对，每对染色体中对，每对染色体中一条一条来自父方，一条来自母方来自父方，一条来自母方。一一、萨顿的假说萨顿的假说分离定律中分离定律中成对的基因成对的基因的行为与的行为与同源染色体同源染色体在减数分裂过程中的行在减数分裂过程中的行为很为很相似相似。基因和染色体行为存在着明显的平行关系。基因和染色体行为存在着明显的平行关系。基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因位于染色基因位于染色体上体上。1 1、萨顿的假说、萨顿的假说方法方法2
3、 2、萨顿的假说、萨顿的假说依据依据3 3、萨顿的假说内容、萨顿的假说内容类比推理法类比推理法学习主题一萨顿的假说活动1分析教材P3031图28、29和210，结合相关文字内容，讨论下列相关问题：1萨顿得出“基因在染色体上”的结论，下列能为该结论提供证据的是_。基因在杂交过程中保持完整性和独立性，在配子形成和受精过程中，染色体保持相对稳定的形态结构；基因和染色体在体细胞中都成对存在；一个DNA分子上有很多个基因，一条染色体上有一个或两个DNA分子；基因和染色体在配子中都成单存在；等位基因一个来自父本，一个来自母本，同源染色体一个来自父本，一个来自母本；形成配子时，等位基因分离的同时非等位基因自
4、由组合，同源染色体分离的同时非同源染色体自由组合。二、基因位于染色体上的实验证据二、基因位于染色体上的实验证据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，体长小型蝇类，体长34mm34mm，在制醋和腐烂水果的地方可以看到），在制醋和腐烂水果的地方可以看到）易饲养，繁殖快。易饲养，繁殖快。后代数量多，便于统计。后代数量多，便于统计。具有多对易于区分且稳定具有多对易于区分且稳定遗传的相对性状。遗传的相对性状。染色体数目少，便于观察。染色体数目少，便于观察。(共共8 8条染色体条染色体)常染色体；性染色体；常染色体；性染色
5、体；19091909年起，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。摩尔根和他的年起，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。摩尔根和他的学生在实验室里学生在实验室里培培养了养了许多许多野生型野生型红眼红眼果蝇，没发现其它眼色果果蝇，没发现其它眼色果蝇。蝇。19101910年年5 5月的一天，摩尔根在实验室中偶然发现一只月的一天，摩尔根在实验室中偶然发现一只白眼雄白眼雄果蝇果蝇。白眼性状是如何遗传的？白眼性状是如何遗传的？2 2、摩尔根的果蝇杂交实验摩尔根的果蝇杂交实验2如何判断控制某种性状的基因是位于常染色体上，还是位于性染色体上？提示：用具有相对性状的亲本进行正交、反交，若正、反交后代雌雄个体中性状表现
6、一致，则为常染色体上的基因所控制；若正、反交后代雌雄个体性状表现有明显差异，则为性染色体上的基因所控制。3摩尔根证明基因位于染色体上，采用的是什么方法？提示：采用的是“假说演绎法”。任任务务二二下下图图为为摩摩尔尔根根的的果果蝇蝇杂杂交交实实验验图图解解，图图为为雌雌雄雄果果蝇蝇的的染色体组成示意图，请据图回答下列问题：染色体组成示意图，请据图回答下列问题：基因在染色体上，那么基因在染色体上，那么,控制白眼的基因是在常染色体上还是在性控制白眼的基因是在常染色体上还是在性染色体上呢？染色体上呢？经过推理、提出假说经过推理、提出假说。4理论分析提出假说(1)果蝇的红眼、白眼是一对相对性状。(2)F
7、1全为红眼，则红眼是显性性状。(3)F2中红眼白眼31，符合分离定律，红眼和白眼受一对等位基因控制。(4)白眼性状的表现与性别相联系。即控制眼色的基因位于X染色体上，Y染色体上没有相关基因。各种果蝇的基因型及表型如下表：注：其中(1)(2)(3)为理论分析，(4)为假说。雌果蝇雄果蝇基因型XWXWXWXwXwXwXWYXwY表型红眼红眼白眼红眼白眼摩尔根果蝇杂交实验的假说演绎分析1实验现象发现问题2 2、摩尔根的果蝇杂交实验摩尔根的果蝇杂交实验基因在性染色体上的三种情况当基因（用A和a表示）在X的非同源区段：XA雌性果蝇：XA雄性果蝇：XAY当基因（用W和w表示）在X、Y的同源区段：XA雌性果
8、蝇：XA雄性果蝇：XAYA当基因（用W和w表示）在Y的非同源区段：X雌性果蝇：X雄性果蝇：XYA知识总结知识总结3演绎推理实验检验(1)实验一：F2中白眼雄果蝇与F1中红眼雌果蝇交配。若基因位于X染色体上，且Y染色体上没有它的等位基因，则遗传图解如下：若基因位于X染色体上，Y染色体上含有它的等位基因，则遗传图解如下：若基因位于常染色体上，则遗传图解如下：说明：实验结果相同，故根据本实验结果无法验证假说，但通过本实验得到了白眼雌果蝇。测交测交验证验证请你写出两种测交的遗传图解并请你写出两种测交的遗传图解并预测一下结果预测一下结果：P XWXw红眼雌性）红眼雌性）XwY（白眼雄性）（白眼雄性）Xw
9、Xw(白眼雌性白眼雌性)XWY（红眼雄性）（红眼雄性）(3)(3)根据假说，演绎推理根据假说，演绎推理:如何选择测交的两个亲本如何选择测交的两个亲本？F1XWXw红眼（雌）或红眼（雌）或XWY红眼（雄）与红眼（雄）与隐性纯合子（白眼雄果蝇隐性纯合子（白眼雄果蝇）测交。）测交。(2)实验二：利用“实验一”得到的白眼雌果蝇与一只毫无血缘关系的野生型纯种红眼雄果蝇交配。(显雄与隐雌杂交)若基因位于X染色体上，且Y染色体上没有它的等位基因，则遗传图解如下：若基因位于X染色体上，Y染色体上含有它的等位基因，则遗传图解如下：若基因位于常染色体上，则遗传图解如下：说明：杂交子代中，雌果蝇全为红眼，雄果蝇全为
10、白眼，性状表现与相同，与不同，由此可证明假说成立。1.用果蝇作为实验材料有何优点？2是不是所有的同源染色体形态、大小都相同？提示：相对性状多、易于区分；培养周期短；成本低；易饲养；染色体数目少，便于观察等。提示：不是，常染色体中同源染色体的大小和形态相同，但性染色体的形态、大小可能不同。3摩尔根通过杂交实验发现了什么问题？他又给出了怎样的假设来解释这一问题？4根据摩尔根的假设，红眼、白眼雌雄果蝇的基因型分别有哪些？(相关基因用W和w表示)提示：发现：白眼性状的表现总是与性别相联系；假设：控制白眼的基因只位于X染色体上，在Y染色体上没有它的等位基因。提示：雌果蝇：红眼XWXW、XWXw，白眼Xw
11、Xw；雄果蝇：红眼XWY，白眼XwY。知识总结知识总结实验结果雌果蝇均为红色，雄果蝇均为白色。与理论推测一致，实验结果雌果蝇均为红色，雄果蝇均为白色。与理论推测一致，证明了控证明了控制果蝇眼色的基因在制果蝇眼色的基因在X X染色体上。染色体上。X XW WY Y红眼雄果蝇红眼雄果蝇X Xw wX Xw w白眼雌果蝇白眼雌果蝇测交亲本测交亲本X XW WX Xw w红眼雌红眼雌X Xw wY Y白眼雄白眼雄测交子代测交子代得出得出结论结论基因在染色体上基因在染色体上从此，摩尔根成了从此，摩尔根成了 理论的坚定支持者理论的坚定支持者孟德尔孟德尔摩尔根和他的学生们经过摩尔根和他的学生们经过十多年的努
12、力，发明了测定基十多年的努力，发明了测定基因位于染色体上的相对位置的因位于染色体上的相对位置的方法，并绘出了第一幅果蝇各方法，并绘出了第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置种基因在染色体上的相对位置图。图。说明说明:继续研究继续研究测定基因的位置测定基因的位置果蝇的果蝇的4 4对染色体上却有数百个基因，人只有对染色体上却有数百个基因，人只有2323对染色体，却有对染色体，却有几万个基因，说明了什么？几万个基因，说明了什么？一条染色体上含有多个基因一条染色体上含有多个基因基因在染色体上呈线性排列。基因在染色体上呈线性排列。等位基因：等位基因：位于位于同源染色体同源染色体的的同一个位置同一个位置上
13、上控制控制着着相对性状相对性状的基因（如：的基因（如：A A和和a a、D D和和d d。其。其中中B B和和B B，C C和和C C为相同基因，不能称为等位为相同基因，不能称为等位基因）基因）非等位基因：非等位基因：不同不同对等位基因对等位基因之间之间互为互为非等位基非等位基因（如：因（如：A A和和E E、A A和和B B、B B和和E E等）等）A和a是同源染色体上等位基因；A和a、D和d是同源染色体上非等位基因A和a、E和e是非同源染色体上非等位基因基因分离定律的实质：基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因位于一对同源染色体上的等位基因，
14、具有一定的，具有一定的独立性独立性；在减数分裂形成配子的过程中，；在减数分裂形成配子的过程中，会随会随 的的分开而分开而 ，分别进入两个，分别进入两个 中中，独立地，独立地随配子遗传给后代。随配子遗传给后代。基因的自由组合定律的实质：基因的自由组合定律的实质：位于位于 上的非等位基因的分离或组合是上的非等位基因的分离或组合是 的；在减的；在减数分裂过程中，同源染色体上的数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时等位基因彼此分离的同时，上上的的 自由组合自由组合。等位基因等位基因同源染色体同源染色体分离分离配子配子互不干扰互不干扰非等位基因非等位基因非同源染色体非同源染色体非同源染色体非
15、同源染色体学习主题二孟德尔遗传规律的现代解释任务一如图是某生物细胞内染色体和基因的分布图，和、和是两对同源染色体，请回答：1图中属于等位基因的有哪些？2图中属于非等位基因的有哪些？3上述非等位基因中，能自由组合的有哪些？4分离定律和自由组合定律发生在减数分裂的什么时期？提示：A与a、B与b、C与c。2除(1)之外，其他情况均属非等位基因。3A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)可自由组合。4都发生在减数分裂后期。任务二孟德尔遗传定律中的遗传因子与染色体上的基因对应关系是怎样的？提示：分离定律中的一对遗传因子指一对同源染色体上的一对等位基因；自由组合定律中的不同对的遗传因子指位于非同源染
16、色体上的非等位基因。任务三等位基因和非等位基因在染色体上的分布位置有何区别？提示：等位基因位于一对同源染色体的相同位置；非等位基因位于非同源染色体上或同源染色体的不同位置。两个遗传定律的细胞学基础(1)分离定律的细胞学基础是等位基因随同源染色体的分开而分离，如图：(2)自由组合定律的细胞学基础是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，如图：巩固练习巩固练习1 1、萨顿依据、萨顿依据“基因和染色体的行为存在着明显的平行关系基因和染色体的行为存在着明显的平行关系”的类比推理，的类比推理，从而提出从而提出“基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代基因是由染色体携带着从
17、亲代传递给下一代”的的 假说，以下假说，以下哪项不属于他所依据的哪项不属于他所依据的“平行平行”关系（关系（）A.A.基因和染色体在体细胞中都是成对存在的，在配子中都只有成对中基因和染色体在体细胞中都是成对存在的，在配子中都只有成对中的一个的一个 B.B.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自由组合自由组合 C.C.体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方，同源染色体也体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方，同源染色体也是如此是如此 D.DNA D.DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸，基因也是如此的基本单位
18、是脱氧核糖核苷酸，基因也是如此D2 2、19031903年，萨顿关于年，萨顿关于“基因位于染色体上基因位于染色体上”的假说是如何提出来的（的假说是如何提出来的（）A.A.运用假说运用假说演绎法提出的演绎法提出的 B.B.通过蝗虫实验运用类比推理法提出的通过蝗虫实验运用类比推理法提出的 C.C.运用系统论分析法提出的运用系统论分析法提出的 D.D.透过摩尔根的果蝇红、白眼杂交实验提出的透过摩尔根的果蝇红、白眼杂交实验提出的B3 3、下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的是是（）A.A.染色体是基因的主要载体染色体是基因的主要载体 B.B.基因在染色体上呈线性
19、排列基因在染色体上呈线性排列 C.C.一条染色体上有多个基因一条染色体上有多个基因 D.D.染色体就是由基因组成的染色体就是由基因组成的D4 4、已知果蝇、已知果蝇基因基因W W和和w w分别决定红眼和白眼，位于分别决定红眼和白眼，位于X X染色体上。在摩尔根染色体上。在摩尔根的果蝇杂交实验中，下列叙述正确的是（的果蝇杂交实验中，下列叙述正确的是（）A.A.亲本雌亲本雌果蝇的果蝇的基因型基因型为为X XW WX Xw w B.F B.F2 2白眼果蝇中既有雄性又有雌性白眼果蝇中既有雄性又有雌性 C.F C.F1 1全为红眼果蝇，全为红眼果蝇，F F2 2出现性状分离出现性状分离 D.D.控制果
20、蝇眼色的基因和性染色体遵循自由组合定律控制果蝇眼色的基因和性染色体遵循自由组合定律CX XW WX XW W只有雄性只有雄性分离定律分离定律5 5、已知果蝇基、已知果蝇基因因B B和和b b分别决定灰身和黑身，基因分别决定灰身和黑身，基因W W和和w w分分别决定红眼和白眼。右图表示某果蝇的体细胞中别决定红眼和白眼。右图表示某果蝇的体细胞中染色体和染色体和部分基因示意图。下列相关叙述中，错误的是（部分基因示意图。下列相关叙述中，错误的是（）A.A.该果蝇细胞中最多能出现基因该果蝇细胞中最多能出现基因B B两个两个 B.B.萨顿用假说萨顿用假说演绎法证明了果蝇白眼基因位于演绎法证明了果蝇白眼基因位于X X染色体上染色体上 C.C.若只考虑身体颜色，要对此果蝇进行测交分析，应若只考虑身体颜色，要对此果蝇进行测交分析，应选择黑身雄果蝇作父本选择黑身雄果蝇作父本B摩尔根摩尔根6 6、图中能正确表示基因的分离定律实质的是（、图中能正确表示基因的分离定律实质的是（）C7 7、据右图，下列选项中不遵循基因自由组合定律的是（、据右图，下列选项中不遵循基因自由组合定律的是（）A