課堂探究探究點一薩頓的假說和類比推理問題導引1903年，美國遺傳學家薩頓用蝗蟲細胞作材料，研究精子和卵細胞的形成過程。他發現孟德爾假設的一對遺傳因子（等位基因）的分離與減數分裂中同源染色體的分離非常相似。思考：（1）將孟德爾分離定律中的遺傳因子替換成同源染色體念一遍，你感覺這種替換有問題嗎？如沒問題，由此你聯想到什么？（2）做薩頓的代言人，說出等位基因和同源染色體的相似性。（3）薩頓提出假說的過程利用了怎樣的思維方法？用該思維方法推理的關鍵是什么？提示：（1）沒問題，等位基因和同源染色體非常相似。（2）基因和染色體在雜交過程中都保持完整性和獨立性；基因和染色體在體細胞中都成對存在，在配子中都只有成對中的一個（或一條）；體細胞中成對的基因和染色體都是一個（或一條）來自父方，一個（或一條）來自母方；非等位基因和非同源染色體在減數第一次分裂后期都存在自由組合現象。（3）類比推理法。用類比推理法推理的關鍵是根據兩事物某些屬性的相似性推出其他的一些屬性也存在相似性。名師精講1．蝗蟲生殖過程中染色體的數目變化薩頓假說的依據：基因和染色體行為存在著明顯的平行關系，具體表現如下：基因的行為染色體的行為傳遞中的性質在雜交過程中保持完整性和獨立性在配子形成和受精過程中，保持相對穩定的形態結構存在形式體細胞中的存在形式成對成對配子中的存在形式成單，只有成對的基因中的一個成單，只有成對的染色體中的一條在體細胞中的來源等位基因中一個來自父方，一個來自母方同源染色體中一條來自父方，一條來自母方形成配子時等位基因分離，非等位基因自由組合同源染色體分離，非同源染色體自由組合3．薩頓的推論：基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的，即基因在染色體上。4．薩頓采用的科學方法——類比推理薩頓將看不見的基因與看得見的染色體的行為進行類比，根據其驚人的一致性，提出基因位于染色體上的假說。應當注意的是，類比推理得出的結論并不具有邏輯的必然性，其正確與否，還需要觀察和實驗的檢驗。【例題1】1903年，美國遺傳學家薩頓關于“基因位于染色體上”的假說是（）A．通過做實驗研究得出的結論 B．運用假說—演繹法提出的C．運用類比推理提出的 D．運用系統分析法提出的解析：類比推理的前提是類比的事物、現象之間必須具有某些相同、相似之處，進而根據已知事物、現象的特性來推知未知事物、現象的特性。薩頓根據“基因和染色體行為存在著明顯的平行關系”，提出“基因位于染色體上”的假說。答案：C探究點二基因位于染色體上的實驗證據和孟德爾遺傳規律的現代解釋問題導引大約在1910年5月，在摩爾根的實驗室中誕生了一只白眼雄果蠅，而它的兄弟姐妹眼睛都是紅色的。摩爾根把這只果蠅與另一只紅眼雌果蠅進行交配，子一代全是紅眼，一共是1240只。后來摩爾根讓子一代一只紅眼雌果蠅與一只紅眼雄果蠅交配。卻在其后代中得到一半是紅眼、一半是白眼的雄果蠅，而雌果蠅中卻沒有白眼，全部雌性都長有正常的紅眼睛。（1）果蠅的紅眼和白眼在遺傳學上叫做什么？（2）白眼果蠅和紅眼果蠅交配產生的子一代全為紅眼說明了什么？（3）如果不考慮性別，子二代中紅眼果蠅和白眼果蠅的數量比接近3∶1，這說明了什么？（4）子二代中雄果蠅有白眼個體出現，而雌果蠅全部為紅眼，說明了什么？提示：（1）相對性狀。（2）紅眼對白眼為顯性。（3）果蠅紅眼和白眼性狀的遺傳遵循孟德爾的基因分離定律。（4）白眼性狀與性別有關。名師精講1．基因位于染色體上的實驗證據——摩爾根的實驗（1）研究方法：假說—演繹法。（2）實驗材料：果蠅。（3）實驗現象：P：紅眼（雌）×白眼（雄）→F1：紅眼（雌、雄）eq\o(→,\s\up7(F1雌、雄交配))F2：eq\f(3,4)紅眼（雌、雄）、eq\f(1,4)白眼（雄）。（4）理論解釋。（5）理論解釋的驗證：測交實驗。（6）實驗結論：基因在染色體上。特別提醒①果蠅作為實驗材料的優點：a.染色體數目少，便于觀察；b.相對性狀多、明顯；c.培養周期短；d.成本低，容易飼養。②雌雄異體的生物中，與性別決定有關的染色體稱為性染色體，如果蠅的X、Y染色體；與性別決定無關的染色體稱為常染色體，如果蠅的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ染色體。③在遺傳分析圖解的書寫過程中，常染色體上基因不需標明其位于常染色體上，性染色體上基因需將性染色體及其上基因一同寫出，如XWY。④果蠅的體細胞中有4對染色體，被研究的基因有數百個，即每條染色體上有許多個基因。如，果蠅的某一條染色體上含有分別控制黃身、白眼、紅寶石眼、截翅、朱紅眼、棒眼、短硬毛的基因，這些基因在染色體上呈線性排列。控制果蠅紅眼和白眼的基因是位于X染色體上的一對等位基因。另外，X染色體上還有其他基因，常染色體上也有其他基因。2．通過基因定位的發現（1）基因定位：就是將基因定位于某一染色體上，并測定基因在特定染色體上線性排列的順序和相對距離。（2）一條染色體上有許多個基因，基因在染色體上呈線性排列。特別提醒“基因在染色體上呈線性排列”并不是說基因的形狀是線形的，而是指基因的排列是線性的（注意是“線性”，而不是“線形”）。基因線性是指基因是一個接著一個，之間沒有重復、倒退、分枝等現象。但隨著現代生物學的發展，重疊基因、跳躍基因等現象被發現，也使人們認識到基因的線性排列是相對的。3．孟德爾遺傳規律的現代解釋（1）基因的分離定律的實質是：在雜合子的細胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨立性；在減數分裂形成配子的過程中，等位基因會隨同源染色體的分開而分離，分別進入兩個配子中，獨立地隨配子遺傳給后代。（2）基因的自由組合定律的實質：位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的；在減數分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。特別提醒孟德爾遺傳規律的現代解釋實際上是指利用細胞學原理對孟德爾遺傳規律的重新說明。①分離定律的細胞學基礎是同源染色體的分離。如下圖：②自由組合定律的細胞學基礎是非同源染色體的自由組合。如下圖：或【例題2】下圖表示某種動物精原細胞中的染色體和染色體上的基因，據圖回答下列問題。（1）1與2、3與4稱為__________；1與3、1與4、2與3、2與4稱為____________；B與b稱為________；A與b稱為__________；進入配子時，A與a______，A與B、A與b________。（2）該圖表示的生物在減數分裂時，將產生______種配子，基因型為__________，符合基因的______________定律。（3）該圖表示的生物進行自交，后代有______種基因組合方式，有______種基因型，有______種表現型；純合子占后代的比例為______，AaBb基因型的個體占后代的______。解析：1與2、3與4為同源染色體，1與3、4,2與3、4之間為非同源染色體。基因A和a、B和b為等位基因，A、a和B、b之間為非同源染色體上的非等位基因。在減數分裂產生配子時，非同源染色體上的非等位基因表現為自由組合。答案：（1）同源染色體非同源染色體等位基因非等位基因分離自由組合（2）4AB、Ab、aB、ab分離與自由組合（3）16941/41/4變式訓練下圖表示某生物正在進行分裂的細胞，等位基因A和a位于染色體的位置（不考慮互換和突變）