第2节
基因在染色体上
一、萨顿的假说
结合“萨顿的假说”,下列叙述错误的有_____。
①萨顿利用假说—演绎法,推测基因位于染色体上
②体细胞中基因成对存在,配子中只含一个基因
③基因和染色体的行为存在着明显的平行关系
①②
④类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性
⑤基因、染色体在生殖过程中均保持完整性和独立性
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.实验科学方法:_____________。
3.实验材料:果蝇。
摩尔根
假说—演绎法
4.实验过程:
(1)实验现象:
现象 分析
①红眼为_____性状。
②果蝇眼色的遗传符合
_________定律。
③F2中白眼果蝇只有_____
显性
基因分离
雄性
(2)实验假说。
①内容:控制白眼的基因在__染色体上,而Y染色体
不含有它的_________。
X
等位基因
②遗传图解:
(3)实验验证:通过_____的方法进行验证。
(4)结论:控制白眼性状的基因只位于________上,
即基因位于染色体上。
5.基因与染色体的关系:
(1)数量关系:一条染色体上有_____个基因。
(2)位置关系:基因在染色体上呈_________。
测交
X染色体
许多
线性排列
三、孟德尔遗传规律的现代解释
请依据遗传规律和减数分裂,判断下列叙述的正误:
(1)一对遗传因子就是位于一对同源染色体上的等位
基因。 ( )
(2)杂合子形成配子时,等位基因随同源染色体的分
开而分离。( )
√
√
(3)减数分裂过程中,等位基因分离,非等位基因自由
组合。 ( )
提示:减数分裂过程中,等位基因分离,非同源染色体上
的非等位基因自由组合。
×
(4)基因的自由组合发生在受精作用过程中。 ( )
提示:基因的自由组合发生在减数分裂过程中,受精作用
中的精子与卵细胞的随机结合不属于自由组合。
×
【激疑】所有基因都遵循基因的分离定律吗?
提示:不是,位于同源染色体上的等位基因遵循基因的
分离定律,细胞质中的基因不遵循基因的分离定律。
知识点一 基因位于染色体上的实验证据
1.XY型生物的性别决定:
根据染色体与性别的关系,分为常染色体与性染色体。
(1)雌性染色体组成为:常染色体+性染色体(XX)。
(2)雄性染色体组成为:常染色体+性染色体(XY)。
(3)XY型生物的性别遗传图解如下:
2.果蝇测交实验分析:
(1)实验一:F2中白眼雄果蝇与F1中红眼雌果蝇交配:
说明: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:利用“实验一”得到的白眼雌果蝇与一个毫
无血缘关系的纯种红眼雄果蝇交配:
说明: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表现不同,
由此可证明假说成立。
【思考·讨论】
摩尔根果蝇杂交实验与孟德尔一对相对性状杂交实验
相比,探讨所用方法及实验结果的异同点。(科学思维)
(1)相同点:_____________________________________。
(2)不同点:__________________________________。
都运用了假说—演绎法;F2都发生性状分离
果蝇杂交实验中,眼色遗传与性别有关
【素养案例】
以下为某同学设计的两种杂交方案:
杂交1:纯种果蝇中,朱红眼♂×暗红眼♀,F1只有暗红
眼;
杂交2:纯种果蝇中,暗红眼♂×朱红眼♀,F1雌性为暗
红眼,雄性为朱红眼。 世纪金榜导学号
设相关基因为A、a,下列叙述不正确的是 ( )
A.杂交1和杂交2可用于判断有关基因所在位置
B.实验结果说明眼色基因不在常染色体上
C.杂交2中的F1自由交配,后代表现型比例为3∶1
D.两种杂交实验产生的F1中,雌性基因型都是XAXa
【解题导引】
(1)分析杂交组合:对比两种杂交方案的亲本可知,杂交
1和杂交2为正、反交。
(2)根据F1的性状推测亲本的性状和基因型。
【解析】选C。正、反交实验可用来区分常染色体遗传
与伴性遗传,A正确。若正、反交结果不同,且子代的表
现型与性别有关,说明控制性状的基因位于性染色体上;
若正、反交结果一致,说明控制性状的基因位于常染色
体上;题干中的实验结果属于第一种情况,说明控制眼
色的基因位于性染色体上,B正确。杂交2中,纯种朱红
眼♀(XaXa)×纯种暗红眼♂(XAY),F1雌性为暗红眼(XAXa),
雄性为朱红眼(XaY),F1中雌、雄果蝇自由交配,其后代
基因型的比例为1(XAXa)∶1(XaXa)∶1(XAY)∶1(XaY),则
表现型的比例为1∶1∶1∶1,C错误。杂交1中:纯种暗
红眼♀(XAXA)×纯种朱红眼♂(XaY)得到的F1中,雌性的
基因型为XAXa;杂交2中:纯种朱红眼♀(XaXa)×纯种暗
红眼♂(XAY)得到的F1中,雌性的基因型为XAXa,D正确。
【方法规律】判断基因位于常染色体或性染色体上的
方法
方法 结果 基因的位置
统计
调查
根据子代某性
状在雌雄个体
中的比例来推
断
比例相同 一般在常染色
体上
比例不同 一般在X(或Y)
染色体上
方法 结果 基因的位置
设计
遗传
杂交
实验
若已知显
隐性:采
用显雄×
隐雌
若子代雌雄中各表现型
比例相同 在常染色体上
若子代雌显:雄隐=1 ∶1 在X染色体上
若不知显
隐性:采
用正反交
若两组子代雌雄中各表
现型比例均相同 在常染色体上
若有一组后代表现为雌
全与父本一致,雄全与母
本一致
在X染色体上
【素养·探究】——母题追问
(1)科学思维——归纳与概括
上题杂交1中,若F1中的雌雄个体相互交配,请分析子代
的表现型及比例。
提示:F1中果蝇基因型为XAXa、XaY,则子代中暗红眼∶
朱红眼=1∶1。
(2)科学探究——设计实验
某同学欲证明上题两实验中F1雌果蝇的基因型均为杂
合子,请你帮他写出简要的实验思路。
提示:让F1雌果蝇分别与暗红眼雄果蝇杂交,观察子代
的表现型。若子代中出现朱红眼雄果蝇,则该果蝇为杂
合子。
【素养·迁移】
果蝇的红眼基因(W)对白眼基因(w)为显性,位于X染
色体上。在摩尔根的果蝇杂交实验中,下列叙述正确
的是 ( )
A.亲本雌果蝇的基因型为XWXw
B.F2白眼果蝇中既有雄性,又有雌性
C.F1全为红眼果蝇,F2出现性状分离
D.控制果蝇眼色的基因和性染色体遵循自由组合定律
【解析】选C。在摩尔根的果蝇杂交实验中,亲本雌果
蝇的基因型为XWXW,A错误;F2白眼果蝇中只有雄性,雌性
全为红眼,B错误;亲本的基因型为XWXW、XwY,F1全为红
眼果蝇,F2出现性状分离,C正确;由于控制果蝇眼色的
基因位于X染色体上,故不遵循自由组合定律,D错误。
【补偿训练】
已知果蝇的体细胞中有4对同源染色体,根据萨
顿的假说,关于果蝇减数分裂产生配子的说法,正确
的是 ( )
A.果蝇的精子中含有成对基因
B.果蝇的体细胞中只含有一个基因
C.果蝇的4对同源染色体上含有的基因可以同时来自父
方,也可以同时来自母方
D.在体细胞中,基因是成对存在的,在配子中只有成对
基因中的一个
【解析】选D。由于精子中无同源染色体,所以其中的
基因均不成对,A错误;果蝇的体细胞中含同源染色体,
所以基因都是成对的,且种类也很多,B错误;同源染色
体只能一条来自母方,一条来自父方,不会同时来自母
方或父方,C错误。
知识点二 孟德尔遗传规律的现代解释
1.等位基因与非等位基因的辨析:
等位基因 非等位基因
位置 同源染色体的同一
位置
同源染色体、非同源染色
体
特点 控制一对相对性状 控制不同相对性状
行为 随同源染色体分开
而分离
非同源染色体上的非等位
基因,随非同源染色体自
由组合而自由组合
等位基因 非等位基因
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
2.孟德尔遗传规律的适用范围:
(1)有性生殖的生物。
(2)细胞核基因,其中只有非同源染色体上的非等位基
因遵循自由组合定律。
【思考·讨论】
1.减数分裂是遗传规律的细胞学基础,其中的哪一时期
可体现孟德尔遗传规律的实质?(生命观念)
提示:减数第一次分裂后期。
2.结合所学内容,请讨论遵循自由组合定律的基因存在
什么关系?(科学思维)
提示:非同源染色体上的非等位基因。
【素养案例】
(2019·合肥高一检测)现有①～④四个果蝇品系(都是
纯种),其中品系①的观测性状均为显性;品系②～④均
只有一种观测性状是隐性,其他性状均为显性。品系②
～④的隐性性状及其控制基因所在的染色体如表所示。
若要通过F2中出现9∶3∶3∶1的性状比来验证自由组
合定律,应先选择的亲本交配组合是 ( )
世纪金榜导学号
A.②×④ B.①×② C.②×③ D.①×④
品系 ② ③ ④
隐性性状 残翅 黑身 紫红眼
相应染色体 Ⅱ Ⅱ Ⅲ
【解题导引】
(1)明实质:基因自由组合定律的实质是等位基因彼此
分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
(2)选亲本:依据自由组合定律的实质及题表信息选择
亲本。
【解析】选A。根据题意和题表分析可知:果蝇品系中
只有品系①的性状均为显性,品系②～④均只有一种性
状是隐性,其他性状均为显性;控制翅形和体色的基因
都位于Ⅱ号染色体上,控制眼色的基因位于Ⅲ号染色体
上,应选择位于两对染色体上的基因来验证基因的自由
组合定律,即②×④或③×④。
【误区警示】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基因自由组合定律,
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。
【素养·探究】——情境迁移
某一年生草本植物种群的花色、茎的高矮和叶的宽窄
分别受三对等位基因A、a,B、b和C、c控制,某个体中
基因与染色体的位置关系如图所示:
(1)某同学提出“三对等位基因中的任意一对基因的遗
传都遵循分离定律,任意两对基因的遗传都遵循自由组
合定律”,请你判断该同学的说法是否合理?说出你的判
断依据。(科学思维)
提示:不合理。三对等位基因中任意一对基因的遗传均
遵循分离定律,但其中等位基因A、a和B、b位于一对同
源染色体上,其遗传不遵循自由组合定律。
(2)若用该个体与另一亲本杂交来验证自由组合定律,
请写出另一亲本的基因型。(科学思维)
提示:aaBBcc。
【素养·迁移】
最能正确表示基因自由组合定律实质的是 ( )
【解析】选D。基因自由组合定律的实质是在减数分裂
形成配子时,同源染色体上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,图D与之相符
合;图A中只有一对等位基因,不能发生基因自由组合;
图B表示双杂合子自交,符合基因的自由组合定律,但不
能体现自由组合定律的实质;图C中的两对等位基因位
于同一对同源染色体上,不符合基因的自由组合定律。
【补偿训练】
下列关于孟德尔遗传规律现代解释的叙述,错误
的是 ( )
A.非同源染色体上的非等位基因的分离和组合是互不
干扰的
B.同源染色体上的等位基因具有一定的独立性
C.同源染色体上的等位基因分离,非等位基因自由组合
D.同源染色体上的等位基因分离,非同源染色体上的非
等位基因自由组合
【解析】选C。同源染色体上的等位基因在减数第一次
分裂后期,随着同源染色体的分开而分离,非同源染色
体上的非等位基因在减数第一次分裂后期随着非同源
染色体的自由组合而自由组合,A、D正确。由于等位基
因位于同源染色体上,因此具有一定的独立性,B正确。
同源染色体上的非等位基因,若位于同一条染色体上,
只能关联在一起;若位于同源染色体上则只能分离,不
遵循自由组合定律,C错误。
【课堂回眸】
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