第二章

第二節

基因在染色體上1866年，孟德爾發現了遺傳的兩大定律1909年，約翰遜給“遺傳因子”起了一個新名字叫做“基因”，人們意識到遺傳因子（基因）是客觀存在的。基因，你究竟在細胞的哪里呢？發現孟德爾假設的一對遺傳因子（即等位基因），其分離與減數分裂中同源染色體的分離非常相似。【歷史回顧】1891年，減數分裂過程染色體的行為也大白天下孟德爾分離定律：在生物的體細胞中，控制同一性狀的

遺傳因子

成對存在，不相融合；在形成配子時，成對的

遺傳因子

發生分離，分離后的

遺傳因子

分別進入不同的配子中，隨配子遺傳給后代。【問題探討】請嘗試將下面分離定律中的“遺傳因子”換成“同源染色體”。基因

基因

基因

同源染色體同源染色體同源染色體你覺得這樣替換有問題嗎？由此你聯想到什么？1.內容：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。2N=24精子12條染色體卵細胞12條染色體受精作用體細胞24條染色體減數分裂蝗蟲子代體細胞中的這24條染色體，按形態結構來分，兩兩成對，共12對，每對染色體中一條來自父方，另一條來自母方。

一.薩頓假說比較項目遺傳因子（基因）的行為

染色體的行為傳遞中的性質雜交過程中保持：____________________________配子形成和受精作用：

.體細胞中存在形式_________存在_________存在在配子中存在形式只有成對遺傳因子中的________只有成對染色體中的________體細胞中的來源成對的遺傳因子一個來自______一個來自______

同源染色體一條來自______一條來自______形成配子組合方式控制不同性狀的遺傳因子：______________非同源染色體：______________自由組合完整性和獨立性也具有相對穩定的形態結構成對成對一個一條父方母方父方母方自由組合2.依據：基因和染色體行為存在著明顯的平行關系看不見染色體基因在染色體上推理基因看得見DdDd平行關系3.方法：類比推理法

薩頓將看不見的基因和看得見的染色體進行類比，根據其驚人的一致性，大膽推理出了一個偉大的結論。

一.薩頓假說減數分裂中基因和染色體的關系高莖高莖矮莖高莖D

dD

Dd

d

D

d

d

d×減數分裂受精減數分裂高莖減數分裂P配子F1F1配子高莖矮莖F2dDdDD

DDDdd思考：依據薩頓的理論，請在課本30頁“思考討論”圖中的染色體上標出基因符號【思考探究】1.下列關于基因和染色體關系的敘述，錯誤的是()A.薩頓使用類比推理的方法提出基因在染色體上的假說B.基因在染色體上呈線性排列，每條染色體上都有許多個基因C.等位基因位于一對姐妹染色單體的相同位置上D.摩爾根等人首次通過實驗證明基因在染色體上C

二.基因位于染色體上的實驗證據

孟德爾的遺傳理論和薩頓的假說遭到同時代的遺傳學家摩爾根的強烈質疑。我不相信孟德爾，更難以相信薩頓那家伙毫無事實根據的臆測！

摩爾根的這種大膽質疑，科學務實的研究精神是值得我們努力學習的。我更相信的是實驗證據，我要通過確鑿的實驗找到遺傳和染色體的關系！我是一個文明有風度的黑粉！我要設置一個實驗，自己探究生物的遺傳與染色體到底是什么關系！紅眼果蠅白眼果蠅

二.基因位于染色體上的實驗證據“材料選對了就等于實驗成功了一半”1.遺傳學實驗材料——果蠅的優點：①個體小，易飼養②

繁殖快，后代多③具有易于區分的相對性狀④染色體少，易觀察（4對）托馬斯·亨特·摩爾根

二.基因位于染色體上的實驗證據常染色體：與性別決定無關的染色體。(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)性染色體：與性別決定有關的染色體。雄果蠅：XY雌果蠅：XX注：雌雄同株的植物沒有常染色體和性染色體之分。2.性染色體與常染色體：正常女性♀正常男性♂性染色體1對常染色體22對XYⅠⅡⅢ非同源區段：Ⅰ、Ⅲ

①基因只存在于X染色體（Ⅰ區段）上②基因只存在Y（Ⅲ區段）上X、Y同源區段的基因是成對存在的。同源區段：Ⅱ基因的表示方法X

X--雌性：X

Y-雄性：如果基因在常染色體上:如果基因在性染色體上:DD、Dd、dd先寫性染色體后寫基因XY-雄性：X

X--雌性：X

Y-雄性：-性染色體XDXD觀察實驗提出問題分析問題提出假說演繹推理驗證假說實驗驗證得出結論與預測相符假說正確與預測不符假說錯誤

假說—演繹法她怎么盯著我看可能是喜歡我找她加微信應該沒問題3/41/4P×白眼（雄）紅眼（雌）F1紅眼F2白眼（雄）紅眼（雌、雄）（雌、雄交配）(1)觀察實驗，提出問題F2紅眼和白眼之間的數量比是3:1，遵循分離定律嗎？

白眼性狀的表現，為什么總是與性別相聯系?摩爾根的果蠅雜交實驗2.作出假說，解釋現象（1）假說1:伴Y遺傳控制白眼的基因在Y染色體上，X染色體上無相應的等位基因。（2）假說2:伴X遺傳控制白眼的基因在X染色體上，Y染色體上無相應的等位基因。（3）假說3:伴X和Y遺傳控制白眼的基因在X、Y染色體的同源區段上。紅：白=3：1PF1F2×

紅眼雌果蠅

XWXW白眼雄果蠅

XwY

比例

XWXw紅眼雌

XWY紅眼雄×

XWXW

紅雌

XWXw紅雌

XWY

紅雄

XwY

白雄×♀P♂F1F2自由交配♀♂♀♂紅：白=3:1♂紅眼白眼紅眼2.作出假說，解釋現象（2）假說2:伴X遺傳控制白眼的基因（用w表示）可以解釋XWXW紅眼（雌）×XwY白眼（雄）XWYXwXWY紅眼（雄）XWXw紅眼（雌）×PF2F1配子XwXWYXWXWXW紅眼（雌）XWXw紅眼（雌）XWY紅眼（雄）XwY白眼（雄）♀♂（2）假說2:伴X遺傳2.作出假說，解釋現象（3）假說3:伴X和Y遺傳控制白眼的基因（用w表示）×♀P♂F1F2自由交配♀♂♀♂紅：白=3:1♂紅眼白眼紅眼紅：白=3：1PF1F2×

紅眼雌果蠅

XWXW白眼雄果蠅

XwYw

比例

XWXw紅眼雌XWYw紅眼雄×

XWXW

紅雌

XWXw紅雌

XWYw紅雄

XwYw

白雄可以解釋假說2和3均能解釋實驗現象假說2:伴X遺傳控制白眼的基因在X染色體上，Y染色體上無相應的等位基因。假說3:伴X和Y遺傳控制白眼的基因在X、Y染色體的同源區段上。如何驗證假說？設計測交實驗，F1與隱性純合子雜交。F1中的紅眼雌與白眼雄測交、

F1中的紅眼雄與白眼雌測交3.演繹推理，實驗驗證用野生型紅眼雄與白眼雌XwXw測交紅眼雄白眼雌PF1XWYXwXw

×XWXw紅眼雌XWXw紅眼雌XwY白眼雄XwY白眼雄紅雌：白雄=1：1比例紅眼雄白眼雌PF1XWYWXwXw

×XWXw紅眼雌XWXw紅眼雌XwYW紅眼雄XwYW紅眼雄全紅比例實驗結果紅雌：白雄=124：120控制果蠅的紅眼、白眼的基因只位于X染色體上假說3不符合①假說2:伴X遺傳②假說3:伴X和Y遺傳4.得出結論

控制白眼的基因及其等位基因，只位于X染色體上。即證明了“基因在染色體上”。摩爾根通過實驗觀察，把一個特定的基因和一條特定的染色體聯系起來，最終確定了基因在染色體上的結論。

從孟德爾理論的懷疑者成為孟德爾理論堅定的支持者。果蠅X染色體上的一些基因資料1：果蠅有4對染色體，攜帶的基因大約有1.3萬多個。資料2：人有23對染色體，攜帶的基因大約有2.6萬個。結論1：一條染色體上有許多個基因結論2：基因在染色體上呈線性排列

三.基因與染色體的關系短硬毛棒狀眼深紅眼朱紅眼截翅紅寶石眼白眼黃身1.真核生物基因的載體有染色體、線粒體、葉綠體擬核、細胞質（質粒）2.原核生物基因的載體有基因在染色體上呈_________。染色體是基因的__________，________________也是基因的載體。根據基因的存在部位，可將其分為

和

。線性排列主要載體核基因質基因線粒體、葉綠體熒光標記法

三.基因與染色體的關系3.人類基因組計劃

人類基因組計劃（humangenomeproject，HGP）是一項規模宏大，跨國跨學科的科學探索工程，于1990年正式啟動。

1對常染色體上相同位置上的基因是相同的或等位基因，所以只需要測定其中1條，X和Y有同源區和非同源區，非同源區上的基因不同，所以全部測定。總共測定24條染色體。

三.基因與染色體的關系一對遺傳因子就是位于一對同源染色體上的等位基因，不同對的遺傳因子就是位于非同源染色體上的非等位基因；A與B、C與D同源染色體：等位基因：非等位基因：Y與yY與R（r）ABCDYyRr

四.孟德爾遺傳規律的現代解釋AAAaAAaaaaaaAA分裂間期減數分裂Ⅰ減數分裂Ⅱ減數分裂Ⅱ基因分離定律：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的，隨配子遺傳給后代。實質:等位基因隨同源染色體的分開而分離減數分裂Ⅰ后期

四.孟德爾遺傳規律的現代解釋分裂間期減數分裂Ⅰ減數分裂Ⅱ減數分裂ⅡAaBbaaAAbbBBBBaaAAbbAbaBBaAb自由組合定律：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。實質:非同源染色體上的非等位基因自由組合減數分裂Ⅰ后期

四.孟德