資源簡介

2.2 基因在染色體上學案
【預習新知】
薩頓的假說
1．內容：基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的。也就是說，基因就在染色體上。
2．依據：基因和染色體行為存在著明顯的平行關系。
項目 基因 染色體
生殖過程中 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，有相對穩定的形態結構
存在 體細胞 成對 成對
配子 單個 單條
體細胞中來源 一個來自父方，一個來自母方 一條來自父方，一條來自母方
形成配子時 非等位基因自由組合 非同源染色體自由組合
基因位于染色體上的實驗證據
1．實驗者：美國生物學家摩爾根。
2．實驗科學方法：假說—演繹法。
3．實驗材料：果蠅。
4．實驗證據：
(1)實驗過程：

(2)實驗分析：
①F1的結果說明紅眼是顯性性狀。
②F2的比例關系說明果蠅眼色的遺傳符合基因分離定律，紅眼和白眼受一對等位基因控制。
③F2白眼果蠅只有雄性，說明白眼性狀的表現與性別相聯系。
(3)假設與解釋：
①假設：控制果蠅紅眼、白眼的基因只位于X染色體上，Y染色體上無相應的等位基因。
②解釋：
(4)測交預期：
白眼雄蠅和F1中的紅眼雌蠅交配→子代雌性紅眼∶雌性白眼∶雄性紅眼∶雄性白眼＝1∶1∶1∶1。
(5)測交結果：與預期相符。
(6)實驗結論：
控制果蠅紅眼、白眼的基因只位于X染色體上→基因位于染色體上。
5．摩爾根新發現
觀察圖示，得出以下結論：
(1)一條染色體上有許多個基因。
(2)基因在染色體上呈線性排列。
孟德爾遺傳規律的現代解釋
1．基因的分離定律的實質
2．基因自由組合定律的實質
(1)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。
(2)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。
【深化探究】
知識點一　基因位于染色體上的實驗證據
1．果蠅的染色體組成分析
性別 雌性 雄性
圖示
同源染色體 4對 4對
常染色體 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
性染色體 X、X X、Y
染色體組成 6＋XX(同型) 6＋XY(異型)
2.果蠅測交實驗的分析
(1)實驗一：用白眼雄果蠅與雜合紅眼雌果蠅交配。
基因在性染色體上 基因在常染色體上
說明：雜交子代中，雌雄果蠅中均有紅眼和白眼，與基因位于常染色體表現相同，故根據本實驗的結果無法驗證假說，但通過本實驗得到了白眼雌果蠅。
(2)實驗二：利用“實驗一”得到的白眼雌果蠅與一個毫無血緣關系的純種紅眼雄果蠅交配。
基因在性染色體上 基因在常染色體上
說明：雜交子代中，雌果蠅全為紅眼，雄果蠅全為白眼，性狀表現與性別相聯系，與基因位于常染色體表現不同，由此可證明假說成立。
類比推理法與假說—演繹法的區別
項目 類比推理法 假說—演繹法
原理 將未知的和已知的作比較，根據驚人的一致性推理并得到結論 在提出問題、作出假設的基礎上演繹推理并設計實驗得出結論
結論 不具有邏輯必然性，僅是假說，不一定正確 具有邏輯必然性，是科學結論，一定正確
知識點二　孟德爾遺傳規律的現代解釋
1．基因分離定律的細胞學解釋
(1)圖解
(2)分離定律的細胞學基礎：等位基因隨同源染色體的分開而分離。
2．基因自由組合定律的細胞學解釋
(1)圖解
(2)自由組合定律的細胞學基礎：等位基因隨同源染色體的分開而分離的同時，位于非同源染色體上的非等位基因自由組合。
特別提醒：基因的行為并不都遵循孟德爾遺傳規律
(1)并不是所有的非等位基因都遵循基因自由組合定律，只有非同源染色體上的非等位基因遵循自由組合定律。
(2)并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德爾遺傳規律，如葉綠體、線粒體中的基因都不遵循孟德爾遺傳規律。
(3)并不是所有生物中的基因都遵循孟德爾遺傳規律，如原核生物細胞中的基因都不遵循孟德爾遺傳規律。
【鞏固訓練】
1.首次用實驗證明基因位于染色體上的生物學家是( )
A.摩爾根 B.孟德爾 C.克里克 D.薩頓
2.下列敘述中不能體現基因與染色體平行行為的是( )
A.基因位于染色體上
B.形成配子時,細胞中成對的基因分開,同源染色體也分開,分別進入不同配子
C.形成配子時,細胞中非等位基因自由組合,非同源染色體也是自由組合
D.體細胞中成對的基因一個來自父方,一個來自母方,同源染色體也是如此
3.摩爾根研究白眼雄果蠅基因的顯隱性及其在染色體上的位置時，經歷了若干過程，其中：
①白眼性狀是如何遺傳的，是否與性別有關；
②白眼由隱性基因控制，僅位于X染色體上；
③對F1紅眼雌果蠅進行測交。
上面三個敘述中( )
A.①為假說，②為結論，③為驗證 B.①為觀察，②為假說，③為結論
C.①為結論，②為假說，③為驗證 D.①為問題，②為假說，③為驗證
4.孟德爾提出“成對的遺傳因子”實際是指( )
A.同源染色體上同一位置控制相對性狀的基因
B.四分體中發生纏繞并交換相應片段的基因
C.一條染色體上有特定遺傳效應的脫氧核苷酸序列
D.一條染色體經復制后形成的兩條姐妹染色單體
5.基因和染色體的行為存在平行關系。下列相關敘述，錯誤的是( )
A.復制的兩個基因隨染色單體分開而分開
B.同源染色體分離時，等位基因也隨之分離
C.非同源染色體數量越多，非等位基因組合的種類也越多
D.非同源染色體自由組合，使所有非等位基因也自由組合
6.下列結構或物質的層次關系正確的是( )
A.染色體←DNA←基因←脫氧核苷酸
B.染色體←DNA←脫氧核苷酸←基因
C.染色體←脫氧核苷酸←DNA←基因
D.基因←染色體←脫氧核苷酸←DNA
7.下列基因的遺傳過程，遵循孟德爾定律的是( )
A.肺炎鏈球菌的基因 B.人體細胞核內的基因
C.噬菌體的基因 D.菠菜線粒體內的基因
8.下列有關基因在染色體上的敘述,正確的是( )
A.薩頓用“假說—演繹法”證明了基因在染色體上
B.摩爾根最早提出了“基因在染色體上”的假說
C.一條染色體上有許多基因,基因在染色體上呈線性排列
D.孟德爾用“非同源染色體上的非等位基因自由組合”闡述了基因自由組合定律的實質
9.下列關于孟德爾遺傳規律的敘述，正確的是( )
A.若用玉米驗證孟德爾分離定律，則必須選用純合子作為親本
B.孟德爾通過一對相對性狀的雜交實驗發現等位基因
C.形成配子時控制不同性狀的基因先分離后組合，分離和組合是互不干擾的
D.基因型為AaBb的個體自交，后代出現12︰3︰1的分離比的條件之一是兩對基因獨立遺傳
10.關于基因和染色體關系的敘述，正確的是( )
A.基因在染色體上呈線性排列 B.基因是染色體的主要載體
C.染色體就是由基因組成的 D.—條染色體上只有一個基因
參考答案
1.答案：A
解析：摩爾根以果蠅為實驗材料，通過假說一演繹法，證明了基因在染色體上，A正確，BCD錯誤。故選A。
2.答案：A
解析：基因位于染色體上、染色體是基因的載體是由基因與染色體的平行行為得出的推論,且未涉及基因和染色體的行為,A符合題意;形成配子時,等位基因分離,同源染色體也分離,分別進入不同配子,B不符合題意;在形成配子時,非等位基因自由組合,非同源染色體也自由組合,最終形成的配子中只有成對的基因中的一個,也只有成對的染色體中的一條,C不符合題意;受精卵是由來自父方的精子和來自母方的卵細胞融合而成的,而配子中只有成對的基因中的一個和成對的染色體中的一條,D不符合題意。
3.答案：D
解析：①白眼性狀是如何遺傳的，是否與性別有關，屬于根據雜交實驗提出問題階段；②白眼由隱性基因控制，僅位于X染色體上屬于做出假說步驟；③利用F1紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅進行測交，屬于進行實驗驗證假說階段，最后得出“基因位于染色體上”的結論，D正確，ABC錯誤。故選D。
4.答案：A
解析：A、孟德爾提出“成對的遺傳因子”實際是指同源染色體上同一位置控制相對性狀的基因，A正確;B、四分體中發生纏繞并交換相應片段的基因，屬于基因重組，B錯誤;C、一條染色體上有特定遺傳效應的脫氧核苷酸序列，屬于基因的概念，C錯誤;D、一條染色體經復制后形成的兩條姐妹染色單體，屬于染色體結構變異，D錯誤。
5.答案：D
解析：基因位于染色體上，一條染色體含有多個基因。等位基因位于同源染色體上，遵循基因的分離定律，在減數第一次分裂的后期隨同源染色體分離而分離。非同源染色體的非等位基因遵循基因的自由組合定律，在減數第一次分裂的后期隨非同源染色體的自由組合而重組。位于同源染色體的非等位基因不遵循基因的自由組合定律，故D錯誤。
6.答案：A
解析：染色體主要由蛋白質和DNA組成，基因是有遺傳效應的DNA片段，則基因的基本組成單位為脫氧核苷酸，所以它們的關系由大到小依次是染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸。
7.答案：B
解析：A.肺炎鏈球菌的基因屬于原核基因，不符合孟德爾定律，故A不符合題意;B.孟德爾遺傳定律適用于真核生物、有性生殖的細胞核遺傳，人體細胞核內的基因遵循孟德爾定律，故B符合題意;C.噬菌體的基因屬于病毒基因，不遵循孟德爾定律，故C不符合題意;D.菠菜線粒體內的基因屬于細胞質基因，不遵循孟德爾定律，故D不符合題意。
8.答案：C
解析：A、薩頓通過類比推理法提出了基因在染色體上的假說，A錯誤;
B、薩頓最早提出了“基因在染色體上”的假說，摩爾根據實驗證明基因在染色體上，B錯誤;
C、染色體是基因的主要載體，一條染色體上有許多基因，基因在染色體上呈線性排列，C正確;
D、孟德爾并未提出基因的概念，D錯誤。
故選C。
9.答案：D
解析：驗證孟德爾分離定律，親本可以選擇純合子或雜合子，A錯誤；孟德爾通過一對相對性狀的雜交實驗發現了分離定律，但沒有發現等位基因，B錯誤；基因的分離和組合是同時進行的，C錯誤；后代出現的12︰3︰1的比例是9︰3︰3︰1的變形，出現此分離比的條件之一是兩對基因能獨立遺傳，D正確。
10.答案：A
解析：A、摩爾根證明基因在染色體上，并提出“基因在染色體上呈線性排列”，A正確；B、染色體是基因的主要載體，B錯誤；C、染色體主要由DNA和蛋白質組成，C錯誤；D、一條染色體上有許多個基因，D錯誤。

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