基因在染色体上-高中生物同步讲义（必修二）

2.2基因在染色体上

0目标导航

教学目标

课程标准目标解读

有性生殖中基因的分离和重组导致双亲后代的基因1.基于基因和染色体的相关事实，运用归纳、概括、

组合有多种可能。演绎推理等科学思维，阐明基因在染色体上，进一步

1.说明进行有性生殖的生物体，其遗传信息通过配体会假说-演绎法。

子传递给子代。2.从基因和染色体关系的角度，对孟德尔遗传规律

2,阐明有性生殖中基因的分离和自由组合使得子代作出现代解释。

的基因型和表现型有多种可能,并可由此预测子代的3.认同科学研究需要丰富的想象力.敢于质疑、探

遗传性状。索求真的科学精神，以及对科学的热爱。

殴学重图

1.基因位于染色体上的假说和实验证据。

2.对孟德尔遗传规律作出现代解释。

教学难点

1.对果蝇杂交实验结果的解释和验证。

2.等位基因与同源染色体、非等位基因与非同源染色体的关系。

颤知识情井

妥、知识点01萨顿假说

(1)基因和染色体都保持独立性和完整性。

(2)体细胞中基因和染色体都是成对存在的。

(3)形成配子时，等位基因和同源染色体彼此分离。

(4)形成配子时，非等位基因自由组合，非同源染色体随机进入配子。

基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因就在染色体上。

叁、知识点02实验证据：摩尔根的果蝇眼色杂交实验（假说—演绎法）

材料：果蝇

易饲养:繁殖快，后代多；有多对易于区分的相对性状；染色体数目少，易于区分。

Wildtype

=—黄身，一朱红眼:—黄身AA

白眼

U一白眼一或翅

=—红宝石眼红宝石眼

一红宝石眼J—

=截翅5—M

一白眼!朱红歌

朱红眼一黄身

5:一深红眼

=—深红眼一深红眼

■棒眼■球眼

—棒眼

短硬毛—短疲毛S—短硬毛

甲乙丙MutantType

aa

实验:

（一）实验现象

?

红眼（雌,雄）显隐性？

纤的（雌雄）白眼（雄）说明什么？

31说明什么？

（二）提出问题，作出假设

IVIVIII区段非同源区段

n区段同源区段

M

nin11JBI区段非同源区段

2XXxYaXY

假设一：控制白眼的基因在常染色体上。

假设二：控制白眼的基因在X、Y染色体上。

假设三：控制白眼的基因只在Y染色体上，而X染色体上没有它的等位基因.

假设四：控制白眼的基因只在X染色体上，而Y上不含有它的等位基因。

（三）经过推理、想象提出假说

摩尔根及其同事设想，控制白眼的基因（W）仅在X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因。

雌果蝇种类：红眼（X'%”）、红眼（X、'XW）、白眼（XWXW）

雄果蝇种类：红眼（X''Y）、白眼（XWY）

（四）对实验现象的解释

P配子Fi

（五）根据假说进行演绎推理

配子

测交后代XVVXWXWYXWXWXWY

红眼雌、红眼雄、白眼雌、白眼雄

测交后代XWXWXWYXWXWX”Y

126132120115

红眼白眼

11

与理论推测一致，完全符合假说，假说完全正确!

（七）得出结论

摩尔根通过实验，将一个特定的基因（控制白眼的基因W）和一条特定的染色体（X染色体）联系起来。

从而用实验证明了：基因在染色体上。

叁、知识点03孟德尔遗传规律的现代解释

基因分离定律的实质是：等位基因随同源染色体的分开而分离

基因自由组合定律的实质是：同源染色体上的等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组

合。

自由组合定律适用范围：

（1）进行有性生殖的真核生物的细胞核遗传

（2）两对及以上等位基因位于不同对同源染色体上

良跖拓展

考点01摩尔根的假设

教材中摩尔根假设了W基因只在X染色体上，Y染色体上或X、Y同源区段上可以有么？

摩尔根根据果蝇的Y染色体大于X的特点，一共做了三种核设：

①假定w基因只在Y染色体上，X没有；

如果控制白眼的基因在Y染色体上，而X染色体不含有它的等位基因，则该假设不能解释摩尔根果蝇

杂交实验中的白眼性状遗传现象。

p配子

IXX红麒（雌）®2）|xx红眼工雌）|（注：叙走XX为虹，如果不是

H3UM，焦直授与食以维累不符）

|口、白嶷《*「小0E-白限（选）|一<F1出S!白蒙MM与难FI和）

②w基因只在X上，而Y上没有；

如果控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因（假设1）,上述

遗传现象就可以得到合理的解释。

PXBXBXXbY

I

F]XB妙XBY

l雌雄交配

BBBbBb

F2XXsXXxXYSXY

在该假设下，果蝇的基因型应表示为:

红白

雌XBXBxB妙xbxb

雄XBY妙Y

用红眼果蝇进行测交，预计应得到如下结果:

显性隐性个

后代基因型后代表现型

个体体

BB„E„bB

AVAYAAAyvI全红

b

XTBbbb

Bbxxxx

AvAv雌雄两种表现各半

XBYXbY

XBYxbxbXBXbXbY雌红雄白

发现预测的结果与实验结果相符，证明假说是正确的。

③w基因在X、Y的同源区段上。

如果控制果蝇眼色基因在X染色体和Y染色体上存在等位，摩尔根果蝇杂交实验中的白眼性状遗传现

象仍然可以合理解释。

PXBXBXXbYb

FiXB妙XBYb

l雌雄交配

BBBbBb

F2XX.XX.XYK妙a

用红眼果蝇进行测交，预期应得到如下结果:

显性隐性

后代基因型后代表现型

个体个体

BBBbBb

AVAVXXXY全红

XbYbxBxbxbxb

Bb雌雄两种表现各

AYAY

XBYbXb?半

xYxMxM全红

BbbbBbbb

AYY1xxXXXY雌红雄白

XbYBxbxbxby5雌白雄红

然而实验的结果却为:

测交类型后代表现型

全红

显?X隐力

雌雄两种表现各半

显才x隐?雌红雄白

预测的结果与实验结果不符，证明假说是不成立的。

【典例1】萨顿提出“控制生物性状的基因位于染色体上”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I:

P红眼3”白眼陛）

匕红眼侬、雄）

圻掘雄交配

吃红眼侬、雄）白眼作）

3/41/4

图1

摩尔根等人提出的假设能合理解释图1的遗传现象，还通过测交等方法试图验证他们提出的假设。图2

是他们所做的测交实验之一：

P红段｛F|白眼《雄》

♦

测交子代红眼《年》红眼（堆）白眼（解）白般（及）

1/41/41/41/4

困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对常染色体，1对性染色体）。

请帮助理清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的杂交实验结果符合基因的定律。

（2）关于该实验中果蝇眼色基因在染色体上的位置有以下四种情况要考虑:

A.在常染色体上B.只在X染色体上.

C.只在Y染色体上D.在X、Y染色体的同源区段

a.首先应排除C情况，如果控制眼色的基因在Y染色体上，则图1中和雄果蝇眼色应表现为

b.摩尔根等人提出的假设是剩下三种情况中的（填字母）。他们提山这•假设的理由是：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上图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设。

【答案】

3）分离

（2）a.白眼

b.B；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）

【解析】

【分析】

本题依托杂交实验遗传图解，考查基因的定位实验设计与分析能力。

【解答】

（1）通过分析，图1的杂交实验结果F2中，性状分离比为3:1,符合基因的分离定律。

（2）关于该实验中果蝇眼色基因在染色体上的位置有以下四种情况要考虑：

A.在常染色体上B.只在X染色体上

C.只在Y染色体上D.在X、Y染色体的同源区段

a.首先应排除C情况，如果控制眼色的基因在Y染色体上，则图I中匕雄果蝇眼色应表现为白眼。

b.摩尔根等人提出的假设是剩下三种情况中的B（填字母）。

他们提出这一假设的理由是：果蝇白眼性状的出现总是与性别相关联。

（3）有人认为，从该种果蝇自然种群中选取红眼雄果蝇与上图2测交子代中的白眼雌果蝇杂交，如果子

代表现为雌果蝇都为红眼，雄果蝇都为白眼（或红眼果蝇均为雌性，白眼果蝇均为雄性），就能更充

分地验证摩尔根等人提出的假设。

故答案为:

（1）分离

（2）a.白眼

b.B；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）

rfi分层提分

题组A基础过关练

一、单项选择题

1.摩尔根研究白眼雄果蝇基因的拈除性及其在染色体的位置时：经历了若干过程，其中：①白眼性状

是如何遗传的，是否与性别有关：②白眼由隐性基因控制，仅位于X染色体上；③对Fi红眼雌果蝇进

行测交。上面三个叙述中（）

A.①为假说，②为推论，③为实验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D.①为推论，②为假说，③为实验

【答案】

C

【解析】

【分析】

本题主要考查假说演绎法的过程，意在考查对知识点的理解掌握能力。对于摩尔根研究白眼雄果蝇基

因的显隐性及其在染色体的位置时采用的科学研究方法和一般思路的掌握是解题的关键。

【解答】

摩尔根利用假说演绎法证明基因在染色体上，其中白眼性状是如何遗传的，是否与性别有关为问题，

白眼由隐性基因控制，仅位于X染色体为假说，对R红眼雌果蝇进行测交是验证实验，综上，ABD错

误，C正确。

故选C。

2.果蝇作为实验材料所具备的优点，不包括（）

A.比较常见，具有危害性B.生长速度快，繁殖周期短

C.具有易于区分的相对性状D.子代数目多，有利于获得客观的实验结果

【答案】

A

【解析】

【分析】

本题考查果蝇作为实验材料的优点的知识。要注意对常见的遗传学实验材料进行总结。

果蝇作为遗传实验材料的优点：

1、果蝇体型小，体长不到半厘米一个牛奶瓶里可以养上成百只，饲养管理容易，既可喂以腐烂的水果，

又可配培养基饲料。

2、果蝇繁殖系数高，孵化快。

3、果蝇的染色体数目少，仅3对常染色体和1对性染色体，便于分析。

4、具有易于区分的相对性状。

【解答】

A.果蝇比较常见，具有危害性不是果蝇作为实验材料所具备的优点，A符合题意；

BCD.果蝇体型小，生长速度快，繁殖周期短，子代数目多，有利于获得客观的实验结果，果蝇具有易

于区分的相对性状，这些都是果蝇作为实验材料所具备的优点，BCD不符题意。

故选A。

3.萨顿依据“基因和染色体的行为存在明显的平行关系”，而提出“基因是由染色体携带着从亲代传递

给下一代''的假说，下列不属于他所依据的“平行”关系的是()

A.基因和染色体在体细胞中都是成对存在的，在配子中都只含有成对中的一个

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过程中也自由组合

C.作为遗传物质的DNA是由两条反向平行的脱氧核甘酸长链盘绕形成的

D.基因在杂交过程中保持完整性和独立性；染色体在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结

构

【答案】

C

【解析】

【分析】

本题的知以点是/顿提出基因在染色体上的理论依据“基因和染色体的行为存在明显的平行关系“，回忆

基因和染色体的平行关系的内容，然后分析选项进行解答。对于染色体和基因的平行关系的内容的理

解和以记是解题的关键。

【解答】

A、基因和染色体，在体细胞中都是成对存在，在配子中都只有成对中的一个，属于萨顿所依据的“平

行”关系，A正确；

B、非同源染色体上的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有自由组合，

这也体现萨顿所依据的“平行'关系，B正确；

C、DNA的双螺旋结构不能体现基因与染色体的平行关系，C错误；

D、基因和染色体在杂交过程中都能保持完整性和独立性，这体现萨顿所依据的“平行”关系，D正确。

故选：Co

4.孟德尔的豌豆杂交试验，提出遗传定律；萨顿研究蝗虫的减数分裂，提出假说“基因在染色体上”；

摩尔根进行果蝇杂交试验，证明基因位于染色体上。以上科学发现的研究方法依次是（）

A.类比推理法、类比推理法、假说——演绎法

氏假说——演绎法、类比推理法、类比推理法

C.假说——演绎法、类比推理法、假说一演绎法

D.类比推理法、假说一演绎法、类比推理法

【答案】

C

【解析】

【分析】

本题考查遗传实验的研究方法，要求学生能够准确区分并判断相应的研究方法。

【解答】

①孟德尔发现遗传定律时采用了假说-演绎法；

②萨顿采用类比推理法提出了“基因在染色体上”的假说；

③摩尔根采用假说-演绎法证明了基因位于染色体上。

综上所述，ABD错误，C正确。

故选C。

5.如图表示果蝇某一条染色体上的几个基因，下列相关说法错误的是（）

黄白红截朱深惨短

.眼宝翅红红状硬

石眼眼眼后

,Q眼

目

体数

染色

多于

远远

目要

因数

内基

细胞

果蝇

A.

列

性排

呈线

体上

奥色

因在

B.基

定律

组合

自由

遵循

传不

的遗

基因

与白眼

身基因

C.黄

上

色体

在染

因都

的基

胞内

D.细

】

【答案

D

】

【解析

】

【分析

信

图中

结合

，能

结构

基因

关系、

色体的

因勺染

考查基

图解，

个基因

上的几

染色体

某一条

合果蝇

本题结

选项。

判断各

息准确

】

【解答

确;

A正

数目，

染色体

远多于

目要远

基因数

细胞内

以果蝇

因，所

多个基

体上有

条染色

A.一

确:

B正

歹J，

性排

呈线

体上

染色

因在

B.基

正确;

律，C

组合定

循自由

传不遵

们的遗

因此它

体上，

条染色

于同一

基因位

与白眼

身基因

C.黄

。

错误

因，D

含有基