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第2节基因在染色体上学有目标——新课程标准必明1.尝试运用类比推理的方法，理解基因位于染色体上。2.阐明基因在染色体上的证明过程。3.说出孟德尔遗传规律的实质。记在平时——核心语句必背1.萨顿的“基因与染色体行为存在平行关系”的假说运用了类比推理法；摩尔根的果蝇杂交实验利用了假说—演绎法。2.基因在染色体上呈线性排列，一条染色体上有许多基因。3.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。4.基因自由组合定律的实质是等位基因随同源染色体分开而分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。一、萨顿的假说1．研究方法：法。2．内容：基因是由携带着从亲代传递给下一代的，即基因在染色体上。类比推理染色体3．依据：基因和染色体行为存在着明显的。平行关系项目基因染色体生殖过程中在杂交过程中保持_______________在配子形成和受精过程中，形态结构________存在体细胞成对_____配子_____成单体细胞中来源成对基因一个来自____,一个来自母方一对同源染色体,一条来自父方，一条来自____形成配子时非同源染色体上的___________自由组合_____________自由组合完整性和独立性相对稳定成对成单父方母方非等位基因非同源染色体二、基因位于染色体上的实验证据1．实验者：美国生物学家。2．科学探究方法：法。3．实验现象摩尔根假说—演绎4．实验现象的解释(1)假设：控制白眼的基因在染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因。(2)遗传图解：X雄配子雌配子1/2XW1/2Y1/2XW1/4XWXW(_________)1/4XWY(_________)1/2Xw1/4XWXw(_________)1/4XwY(_________)红眼雌性红眼雌性红眼雄性白眼雄性5.结论：基因在上。6．发展：一条染色体上有个基因，基因在染色体上呈排列。三、孟德尔遗传规律的现代解释1．基因分离定律的实质(1)在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的，具有一定的。(2)在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随着的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。染色体许多线性等位基因独立性同源染色体2．基因自由组合定律的实质(1)位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是的。(2)在减数分裂过程中，同源染色体上的彼此分离的同时，上的非等位基因自由组合。互不干扰非同源染色体等位基因[诊断自学效果]1．判断下列叙述的正误(1)萨顿和摩尔根在研究基因与染色体的关系时都运用了假说—演绎法。()(2)体细胞中基因成对存在，配子中只含1个基因。()(3)基因和染色体并不是一一对应的关系，一条染色体上含有很多基因。()(4)所有的基因都位于染色体上。()(5)等位基因随着同源染色体的分开而分离发生在减数分裂Ⅰ中期。()(6)所有的非等位基因，都会随着非同源染色体的自由组合而自由组合。()×√××××2．在人类探明基因神秘踪迹的历程中，最早证明基因位于染色体上的是()A．孟德尔的豌豆杂交实验B．人类红绿色盲研究C．萨顿的蝗虫实验D．摩尔根的果蝇杂交实验解析：萨顿通过蝗虫实验结合孟德尔的遗传定律发现了染色体与基因的平行关系，属于类比推理；而最早证明基因在染色体上的是摩尔根的果蝇杂交实验，是通过假说—演绎法完成的。答案：D3．下列关于基因和染色体的叙述，错误的是()A．体细胞中成对的等位基因或同源染色体在杂交过程中保持独立性B．受精卵中成对的等位基因或同源染色体一半来自母方，另一半来自父方C．减数分裂时，成对的等位基因或同源染色体彼此分离分别进入不同配子D．雌雄配子结合形成合子时，非同源染色体上的非等位基因自由组合解析：非同源染色体上的非等位基因自由组合发生在减数分裂Ⅰ后期，即形成配子的过程中。答案：D4．下列有关基因在染色体上的叙述，错误的是()A．萨顿用类比推理法提出了基因在染色体上的假说B．孟德尔用非同源染色体上的非等位基因自由组合阐述了基因自由组合定律的实质C．摩尔根用假说—演绎法证明了基因在染色体上D．一条染色体上有许多基因，基因在染色体上呈线性排列解析：萨顿通过类比推理法提出了基因在染色体上的假说；基因的自由组合定律实质是后来的细胞遗传学揭示的；摩尔根采用假说—演绎法证明了控制果蝇眼色的基因位于X染色体上；一条染色体上有许多基因，基因在染色体上呈线性排列。答案：B新知探究一摩尔根的果蝇杂交实验[在探究中学通]果蝇以发酵烂水果上的酵母为食，广泛分布于世界各温带地区。早在1908年由天才遗传学家摩尔根把它带上了遗传学研究的历史舞台，在此后约30年的时间中，果蝇成为经典遗传学的“主角”，在遗传学各个层次的研究中积累了十分丰富的资料。请分析作答：1．果蝇作为实验材料的优点：①相对性状多、明显区分；②培养周期短；③成本低；④易饲养；⑤染色体数目少，便于观察等。2．如图表示(填“雌”或“雄”)果蝇的染色体组成，其体细胞中含有对同源染色体，其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为，X、Y为。雄4常染色体性染色体3．摩尔根偶然在一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇，他用这只白眼雄果蝇与多只红眼雌果蝇交配，获得F1，F1雌雄果蝇相互交配，得到F2。(1)F1全为红眼，F2中雌果蝇全为，雄果蝇既有，又有，且F2中红眼果蝇数量约占，说明性状表现与有关。(2)上述果蝇眼色中，是显性性状，受对等位基因的控制，其遗传(填“符合”或“不符合”)基因分离定律。(3)摩尔根对实验现象进行了解释：控制果蝇白眼的基因位于上，Y染色体上不含有它的。(4)摩尔根利用实验对假设进行了验证，最终得到实验结论：。红眼红眼白眼3/4性别红眼一符合X染色体等位基因测交控制果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体上[在深化中提能][典例1]野生型果蝇(纯合子)的眼形是圆眼，某遗传学家在研究中偶然发现一只棒眼雄果蝇，他想探究果蝇眼形的遗传方式，设计了图甲实验。雄果蝇染色体的模式图及性染色体放大图如图乙所示。据图分析回答下列问题：(1)由图甲中F1可知，果蝇眼形的________是显性性状。(2)若F2中圆眼∶棒眼≈3∶1，且雌、雄果蝇个体中均有圆眼、棒眼，则控制圆眼、棒眼的基因位于________染色体上。(3)若F2中圆眼∶棒眼≈3∶1，但仅在雄果蝇中有棒眼，则控制圆眼、棒眼的基因可能位于_________________________，也可能位于____________________。(4)请从野生型、F1、F2中选择合适的个体，设计方案，对上述(3)中的问题做出进一步判断。实验步骤：_____________________________________。预期结果与结论：_______________________________。[解析](1)据图甲可知，双亲中一方是圆眼，一方是棒眼，而F1中全是圆眼，说明圆眼是显性性状，棒眼是隐性性状。(2)若F2中圆眼∶棒眼≈3∶1，且雌、雄果蝇个体中均有圆眼、棒眼，则眼形的遗传不符合伴性遗传规律，因此控制圆眼、棒眼的基因只能位于常染色体上。(3)若F2中圆眼∶棒眼≈3∶1，但仅在雄果蝇中有棒眼，则控制圆眼、棒眼的基因位于X染色体的Ⅱ区段或X和Y染色体的Ⅰ区段。(4)用F2中棒眼雄果蝇与F1中雌果蝇交配，选取子代中的棒眼雌果蝇与野生型雄果蝇交配，若子代出现棒眼个体，则圆、棒眼基因位于X染色体的特有区段Ⅱ；若子代中没有棒眼果蝇出现，则圆、棒眼基因位于X、Y染色体的同源区段Ⅰ。[答案](1)圆眼(2)常(3)X染色体的Ⅱ区段X和Y染色体的Ⅰ区段(顺序可颠倒)(4)实验步骤：①用F2中棒眼雄果蝇与F1中雌果蝇交配，得到棒眼雌果蝇；②用棒眼雌果蝇与野生型雄果蝇交配，观察子代中有没有棒眼个体出现预期结果与结论：①若只有雄果蝇中出现棒眼个体，则圆、棒眼基因位于X染色体的Ⅱ区段；②若子代中没有棒眼果蝇出现，则圆、棒眼基因位于X、Y染色体的同源区段Ⅰ[在应用中落实]1．摩尔根在果蝇杂交实验中发现了伴性遗传，在果蝇野生型个体与白眼突变体杂交实验中，最早能够判断白眼基因位于X染色体上的最关键实验结果是()A．白眼突变体与野生型个体杂交，F1全部表现为野生型，雌、雄比例为1∶1B．F1自交，后代出现性状分离，白眼全部是雄性C．F1雌性与白眼雄性杂交，后代出现白眼，且雌雄中比例均为1∶1D．白眼雌性与野生型雄性杂交，后代白眼全部为雄性，野生型全部为雌性解析：白眼基因无论是位于常染色体上，还是位于X染色体上，当白眼突变体与野生型个体杂交时，F1全部表现为野生型，雌雄中比例均为1∶1，A、C错误；白眼基因若位于X染色体上，则白眼性状应与性别有关，其中B项是最早提出白眼基因位于X染色体上的实验依据，故B正确，D错误。答案：B2．(2019·梅州期末)果蝇的红眼和白眼是X染色体上的一对等位基因控制的相对性状。用一对红眼雌、雄果蝇交配，子一代中出现白眼果蝇。下列说法错误的是()A．红眼对白眼是显性B．子一代的白眼果蝇既有雄性也有雌性C．子一代的雌果蝇中有1/2为杂合子D．子一代的雄果蝇既有红眼也有白眼解析：一对红眼雌、雄果蝇交配，子一代中出现白眼果蝇，说明红眼是显性性状，白眼是隐性性状，A正确；由题意知，一对红眼雌、雄果蝇亲本的基因型为XAXa和XAY，后代白眼果蝇的性别是雄性，B错误；亲本的基因型为XAXa和XAY个体杂交，后代雌性个体的基因型为XAXA、XAXa，且比例是1∶1，C正确；亲本的基因型为XAXa和XAY，子一代的雄果蝇既有红眼也有白眼，D正确。答案：B新知探究二孟德尔遗传规律的现代解释[在探究中学通]1．如图表示果蝇的一个细胞，其中数字表示染色体，字母表示基因(7为X染色体)。(1)请写出图中的等位基因：。(2)请写出该个体的基因型，并预测这种个体产生配子的种类数。提示：该果蝇的基因型是AaBbDdXeY；A和B，a和b位于同一条染色体上，所以根据分离定律可知该个体产生的配子种类数＝2×2×2＝8。A和a、B和b、D和d2．分析下列图解，思考问题：(1)图中①②④⑤表示的是过程，基因的分离发生在(填写数字编号)过程，自由组合发生在(填写数字编号)过程。(2)③⑥表示的是，精卵结合的过程不发生基因的自由组合。(3)若图2中AA或BB纯合时，均可导致个体死亡(胚胎致死)，则子代个体的性状分离比是。减数分裂①②④⑤受精作用4∶2∶2∶1[在深化中提能]1．遗传因子与染色体上基因的对应关系(1)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。(2)自由组合定律中的不同对的遗传因子指位于非同源染色体上的非等位基因。2．两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，如图所示：(2)自由组合定律的细胞学基础是等位基因随同源染色体分开而分离，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合，如图所示：[特别提醒]基因的行为并不都遵循孟德尔遗传规律①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。②并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德尔的遗传规律，叶绿体、线粒体中的基因都不遵循孟德尔的遗传规律。③原核生物中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。[典例2](2019·江苏高考)如图为初级精母细胞减数分裂时的一对同源染色体示意图，图中1～8表示基因。不考虑突变的情况下，下列叙述正确的是()A．1与2、3、4互为等位基因，与6、7、8互为非等位基因B．同一个体的精原细胞有丝分裂前期也应含有基因1～8C．1与3都在减数第一次分裂分离，1与2都在减数第二次分裂分离D．1分别与6、7、8组合都能形成重组型的配子[解析]不考虑突变的情况下，1与2不是等位基因，而是相同基因。1与3、4可能是相同基因，也可能是等位基因，A项错误。不考虑突变的情况下，同一个体的精原细胞的染色体与体细胞相同，有丝分裂前期时一条染色体上含两条姐妹染色单体，故也含有图中的基因1～8，B项正确。不考虑突变的情况下，若发生了交叉互换引起的基因重组，则1与3也可能在减数第二次分裂分离，1与2也可能在减数第一次分裂分离，C项错误。1与6在同一条染色体的两条姐妹