高中生物【基因在染色体上】教学资源

高中生物【基因在染色体上】教学资源

教材-自主导读

一、萨顿的假说

1.内容：基因（遗传因子）是由四携带着从亲代传递给下一代的,

即②.

2.依据：基因和染色体的行为存在着明显的固

3.推理过程

基司在杂交过程中保持图

生殖

染色体在配子形成和受精过程中,有相对

稳定的国__

基因

成对

坐鱼位成对

推存在

理

配子

过

程单条

—■一个来自画,一个来自母方

体细胞

中来源染色体

•条来自父方，一条来自⑦

淳固自由组合

形成配

子时染色体四在减数分裂I

的后期自由组合

4.研究方法：类比推理法。一类比推理得出的结论不一定正确

二'基因位壬染色体上的实验证据

、并非所有的基因都位于染色体上，如线粒体内的基因

1.实验者：美国生物学家摩尔根。一萨顿提出，摩尔根证明

2.实验方法：E______________o

3.实验材料：果蝇。

4.实验过程

（1）实验现象

p红眼（，）x白眼（6）

Fi红眼金、g）一说明红眼为显性性状

IFi雌雄交配

F2红眼（，、6）：白眼（6）

比例3：i

、说明果蝇眼色的遗传符合分离定律

提出问题：为什么F2中白眼果蝇只有雄性。

（2）实验假说：控制白眼的基因（用w表示）在O染色体上，而Y染色体上不

含有它的园。

（3）实验验证：通过测交的方法进行验证。

PXWXW（红眼2）XX-Y（白眼3）

（4）实验结论：控制白眼性状的基因只位于回上，即基因在染色体上。

5.基因与染色体的关系

（1）数量关系：一条染色体上有四个基因。

⑵位置关系：基因在染色体上呈线性排列。

I

同一个DNA分子上的多个基因之间互不重叠、相间分布

三,孟德尔遗传规律的现代解释

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

-

孟分离就是蚤传尔所说的一对遗传因子

德定律

在减数分裂形成配子的过程中，

尔1

会随同源染色体的分开而分离，

遗

传分别进入回中，独立地随配

定子遗传给后代

律

的位于画上的非等位基

实因的分离或组合是互不干扰的

质自由组

合定律在减数分裂过程中，同源染色体上的

J国__________彼此分离的同时，非同源

染色体上的非等位基因自由组合

就爰孟伍东所说的不同对的武估因孑

［答案自填］口染色体2基因在染色体上⑶平行关系⑷完整性和独立性

回形态结构向父方

口母方⑻非等位基因⑼非同源染色体四假说一演绎法Ox日等位基

因pxw0xw

超XWxw0XwYPX染色体因许多四等位基因因两个配子回非同

源染色体区等位基因

------<00E)O3>-------

(1)体细胞中基因成对存在，配子中只含一个基因。()

(2)性染色体上的基因都与性别决定有关。()

(3)白眼残翅雌果蝇(bbX「xr)能形成bbX「xr类型的次级卵母细胞。()

(4)果蝇细胞内的基因都位于染色体上。()

(5)在减数分裂中，等位基因彼此分离的同时，非等位基因自由组合。()

答案：(1)X(2)X(3)V(4)X(5)X

核心曰知识突破

核心点一基因位于染色体上的实验证据

■发I尾狐|而，

1.果蝇的染色体组成分析

性别雌性雄性

IVIV

图示

麻以N

XXXY

同源染色体4对4对

常染色体n、in、ivn、HRiv

性染色体X、XX、Y

染色体组成6+XX（同型）6+XY（异型）

2.果蝇测交实验的分析

（1）实验一

①杂交方式：用杂合红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配。

②杂交过程

a.基因在性染色体上

子代XWX"X"X"XWYX"Y

b.基因在常染色体上

P红眼（雌）x白眼（雄）

WwWW

③结果分析：杂交子代中，雌雄果蝇中均有红眼和白眼，与基因位于常染色体上

的表现相同，故根据本实验的结果无法验证假说，但通过本实验得到了白眼雌果蝇。

（2）实验二

①杂交方式：利用“实验一”得到的白眼雌果蝇与一只毫无血缘关系的纯种红眼雄

果蝇交配。

②杂交过程

a.基因在性染色体上

P白眼（雌）X红眼（雄）

X，x”XWY

配子XwXwY

子代XWXWXWY

b.基因在常染色体上

P白眼（峋X红眼（雄）

wwWW

配子

子代Ww

③结果分析：杂交子代中，雌果蝇全为红眼，雄果蝇全为白眼，性状表现与性别相

联系，与基因位于常染色体上的表现不同，由此可证明假说成立。

［温馨提示］（1）验证摩尔根的假说不能用Fi中红眼雌果蝇和F2中的白眼雄果蝇,

因为无论基因在X染色体上还是在常染色体上，结果相同。

（2）摩尔根的验证实验不是直接选择白眼雌果蝇和Fi中的红眼雄果蝇杂交，因为在

摩尔根的杂交实验中没有出现白眼雌果蝇，摩尔根的杂交实验中只出现了白眼雄果蝇。

■画画画|美・

1.摩尔根研究控制果蝇白眼的基因在染色体上的位置时经历了若干过程，下列叙

述依次为（）

①白眼性状是如何遗传的，为何与性别有关

②控制白眼的基因仅位于X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因

③对Fi红眼雌果蝇进行测交

A.①为假说,②为推论,③为实验验证

B.①为观察,②为假说,③为推论

C.①为问题,②为假说,③为实验验证

D.①为推论,②为假说,③为实验验证

解析：选C。摩尔根研究控制果蝇白眼的基因在染色体上的位置时采用的方法是假

说一演绎法。根据实验现象提出的问题是白眼性状是如何遗传的，为何与性别有关；作

出的假设是控制白眼的基因仅位于X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因；利

用Fi红眼雌果蝇进行测交实验，验证假说。

2.萨顿提出“基因位于染色体上”的假说，摩尔根起初对此假说持怀疑态度，他

与同事设计果蝇杂交实验对此进行研究，杂交实验图解如图lo

P红眼（雌）X白眼（雄）

I

网红眼（雌、雄）

［叫雌雄交配

Fz红眼（雌、雄）白眼（雄）

3/41/4

图1

摩尔根等人提出的假说能合理解释图1的遗传现象，还通过测交等方法试图验证他

们提出的假说，图2是他们所做的测交实验之一。

P红眼（F］、雌）x白眼（雄）

测交子代红眼（雄）红眼（雌）白眼（雌）白眼（雄）

1/41/41/41/4

图2

同时期的生物学家发现，果蝇体细胞中有4对染色体（其中3对为常染色体，1对为

性染色体）。

请帮助完成果蝇眼色遗传研究的思路，并回答有关问题：

（1）通过分析，图1的杂交实验结果说明控制果蝇红眼与白眼的基因的遗传符合

定律。

（2）关于该实验中果蝇眼色基因在染色体上的位置有人提出以下三种情况：

A.在常染色体上

B.只在X染色体上

C.只在Y染色体上

①首先应排除C情况，如果控制眼色的基因只在Y染色体上，则图1中Fi雄果蝇

应表现为。

②摩尔根等人提出的假说是剩下两种情况中的

（填字母）。他们提出这一假说的理由是果蝇白眼性状的出现总

是。

（3）有人认为，从该种果蝇自然种群中选取红眼雄果蝇与图2测交子代中的

杂交，如果子代表现为,就能更充分地验证摩尔根等人提出

的假说。

解析：（1）根据图1红眼和白眼杂交，Fi都是红眼，说明红眼是显性性状；Fi红眼

雌、雄果蝇交配后，F2中红眼：白眼=3：1,说明控制果蝇红眼与白眼的基因的遗传符

合分离定律。（2）摩尔根的杂交实验说明果蝇红眼和白眼的遗传符合分离定律，又由于

白眼性状始终与性别相关联，由此摩尔根推测控制果蝇红眼、白眼的基因位于X染色

体上，而Y染色体上不含有它的等位基因。如果控制眼色的基因在Y染色体上，则图

1中Fi雄果蝇应表现为白眼。（3）利用F］中的雌果蝇进行测交实验时，无论基因在性染

色体上还是在常染色体上，后代均会出现1：1：1：1的性状比，所以测交实验不能充

分验证其所提出的假说。根据性染色体上基因传递的规律，可以选用显性雄果蝇和隐性

的雌果蝇杂交，如果控制眼色的基因在X染色体上，后代中的雄性与亲本中的雌性具

有相同的眼色表现，而后代中的雌性与亲本中的雄性眼色表现相同，与基因在常染色体

上的情况是不同的。故若用基因B、b表示眼色基因，亲本分别是白眼雌果蝇（XbXb）、

红眼雄果蝇（X13Y）;子代是红眼雌果蝇（XBX》、白眼雄果蝇（XbY）o

答案：（1）分离（2）①白眼②B与性别相关联（3）白眼雌果蝇雌果蝇都为红

眼，雄果蝇都为白眼（或红眼果蝇均为雌性，白眼果蝇均为雄性）

核心点二孟德尔遗传规律的现代解释

i.基因分离定律的细胞学解释

⑴图解

（2）分离定律的细胞学基础：等位基因随同源染色体的分开而分离。

2.基因自由组合定律的细胞学解释

⑴图解

性原细胞

分裂间期复制|同源染色体分开，等

初级性母细胞便诊位基因分离，非同源

染色体自由组合，非

同源染色体上的非等

减数分裂［

位基因自由组合

藏on或平姐妹染色

减数分裂n乂缪兴L供父弁父

⑯M而翘或⑭^诵⑭

、____________/\______________'

4个.2种.1:14个，2种，1:1

(2)自由组合定律的细胞学基础：等位基因随同源染色体的分开而分离的同时，位

于非同源染色体上的非等位基因自由组合。

［温馨提示］(1)并不是所有生物中的基因都遵循孟德尔遗传规律，如原核生物细胞

中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。

(2)并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德尔遗传规律，如叶绿体、线粒体中的

基因都不遵循孟德尔遗传规律。

(3)并不是所有的非等位基因都遵循自由组合定律，只有非同源染色体上的非等位

基因遵循自由组合定律。

1.下列关于孟德尔遗传规律的叙述，错误的是()

A.同源染色体分离导致等位基因分离

B.一对遗传因子就是位于一对同源染色体上的等位基因

C.同源染色体上的非等位基因自由组合

D.非同源染色体上的非等位基因自由组合

解析：选C。在减数分裂过程中，同源染色体分离导致其上的等位基因分离，非同

源染色体自由组合，位于非同源染色体上的非等位基因也进行自由组合。

2.根据右图所示基因在染色体上的分布情况判断，下列选项不遵循基因的自由组

合定律的是()

ADBA

与，।与_

adBa

AB

ACCD

与，,与_

accd

cD

解析：选A。A、a与D、d位于一对同源染色体上，不遵循基因的自由组合定律,

A符合题意；A、a与B、B,A、a与C、c,C、c与D、d均位于两对同源染色体上，

在遗传过程中均遵循基因的自由组合定律，B、C、D不符合题意。

O拓展延伸长句特训导一—接触

(1)一个基因型为AaDd的个体，基因的分布如上题图，则该个体自交，后代的基因

型及比例是。

答案：AADD：AaDd：aadd=l：2：1

(2)位于性染色体上的等位基因在遗传时是否遵循分离定律？控制两对相对性状的

两对等位基因一定遵循自由组合定律吗？

答案：位于性染色体上的等位基因在遗传时遵循分离定律。不一定；控制两对相对

性状的两对等位基因若位于同一对同源染色体上，则不遵循基因的自由组合定律

等位基因与非等位基因的辨析

等位基因非等位基因

同源染色体的不同位置、非同源染色

位置同源染色体的同一位置

体

特点控制一对相对性状控制不同性状

随同源染色体的分开而非同源染色体上的非等位基因，随非

行为

分离同源染色体的自由组合而自由组合

图示

（1）A和a、B和b、C和c为等位基因。（2）A和B、A和C、B

和C、A和b等均为非等位基因，其中A和B位于一条染色体

上，A和b位于同源染色体上，不能自由组合；A和C、B和C

位于非同源染色体上，可自由组合

核收知识小结

［规范答题］

1.基因和染色体的行为存在着明显的平行关

系。

2.基因在染色体上呈线性排列，一条染色体

上有许多个基因。

［要点回眸］

3.基因的分离定律的实质是等位基因随同源

基因和染色体的行为存果蝇眼色的

在着明显的平行关系杂交实验染色体的分开而分离。

1萨顿的类比推理1----------------4摩尔根的实验验证1

1__________14.基因的自由组合定律的实质是在减数分裂

_结1论_

在染色逛）过程中，等位基因随同源染色体的分开而分离

________________________1__________________

的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组

1基因的分离基因的自由组1

1定律的实质合定律的实质1

合。

5.萨顿的“基因和染色体行为存在着明显的

平行关系”的假说是运用了类比推理法。

6.摩尔根的果蝇杂交实验利用了假说一演绎

法。

随堂0基础巩固

1.下列关于基因在染色体上的说法，正确的是（)

A.萨顿利用类比推理证明了基因在染色体上

B.萨顿通过果蝇的白眼和红眼这一相对性状的杂交实验，提出基因在染色体上的

假说

C.摩尔根利用假说一演绎法，通过实验提出基因在染色体上的假说

D.摩尔根等人绘出了果蝇各种基因在染色体上的相对位置的图

解析：选D。萨顿利用类比推理提出了基因在染色体上的假说，摩尔根利用假说一

演绎法，通过果蝇的白眼和红眼这一相对性状的杂交实验，证明了基因在染色体上，A、

B、C错误；摩尔根和他的学生们发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，并

绘出了第一个果蝇各种基因在染色体上的相对位置的图，D正确。

2.下图为雄果蝇染色体图，下列叙述错误的是（）

A.其配子的染色体组成是X、II、HI、IV或Y、II、HI、IV

B.白眼雄果蝇的白眼基因位于X染色体上，Y染色体上无等位基因

C.减数分裂II中期有4条染色体，且形态各不相同

D.白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，后代全部表现为红眼

解析：选D。减数分裂形成配子时，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，所

以该个体所形成的配子中的染色体组成是X、II、HI、IV或Y、II、HI、IV,A正确；

白眼雄果蝇的白眼基因位于X染色体的非同源区段上，Y染色体上没有其等位基因，B

正确；减数分裂n中期，细胞中只有4条染色体，且形态各不相同，C正确；白眼雌果

蝇与红眼雄果蝇杂交，后代雌果蝇全部表现为红眼，雄果蝇全部表现为白眼，D错误。

3.继孟德尔之后，摩尔根也运用了假说一演绎法进行科学探究，其果蝇杂交实验

成为“基因在染色体上的实验证据”的经典。下列实验可以成功验证摩尔根的演绎推理

的是（）

A.白眼雌X红眼雄一红眼雌：白眼雄=1：1

B.红眼雌X白眼雄一红眼雌：红眼雄=1：1

C.红眼雌X白眼雄一红眼雌：白眼雄：红眼雄：白眼雌=1：1：1：1

D.A、B、C三项都不是

解析：选A。摩尔根用测交实验及其结果成功地验证了自己的演绎推理；摩尔根的

测交实验是让子一代果蝇与隐性纯合子杂交，因此摩尔根所做的测交实验包括白眼雌果

蝇(XWXW)X红眼雄果蝇(XWY)一红眼雌果蝇(XWxw)：白眼雄果蝇(XWY)=1：1。

4.右图表示豌豆的一对同源染色体上的部分基因，以下说法正确的是()

A.这对同源染色体上共存在4对等位基因

B.图示所有等位基因在遗传时均遵循基因的分离定律

C.图中茎高和花色两对相对性状的遗传遵循基因的自由组合定律

D.甲染色体上所示基因控制的性状在该生物体内可全部观察到

解析：选B。依题意并结合图示分析可知，这对同源染色体上基因的数目不确定，

无法判断等位基因的对数，A错误；基因的分离定律是研究一对等位基因在减数分裂中

的传递规律，所以图示所有等位基因在遗传时均遵循基因的分离定律，B正确；基因的

自由组合定律是研究位于非同源染色体上的非等位基因在减数分裂中的传递规律，因此

图中茎高和花色两对相对性状的遗传不遵循基因的自由组合定律，C错误；由于在有显

性基因存在时，隐性基因控制的性状不能表现，所以甲染色体上所示基因控制的性状在

该生物体内不一定能全部观察到，D错误。

5.(不定项)如图为一只果蝇两条染色体上部分基因分布示意图，下列叙述正确的

是()

常染色体x染色体

---