第二章 第二节

第二节遗传的染色体学说[学习目标] 1.利用表格对比分析基因和染色体的行为，领会其平行关系，并能叙述遗传的染色体学说的内容。

2.借助模型，尝试利用遗传的染色体学说解释孟德尔定律。

一、遗传的染色体学说1.内容：细胞核内的染色体可能是基因载体。

2.依据：基因的行为和减数分裂过程中的染色体行为存在平行关系。

3.具体表现项目基因染色体独立的遗传单位在杂交实验中始终保持其独立性和完整性在细胞分裂各时期中保持一定的形态特征存在形式在体细胞中成对存在，一个来自母方，一个来自父方，即等位基因在体细胞中成对存在，一条来自母方，一条来自父方，即同源染色体配子形成时的行为一对等位基因互相分离，每个配子中只含成对基因中的一个减数分裂时，同源染色体彼此分离，每个配子只含同源染色体中的一条两对或多对非等位基因自由组合地进入配子非同源染色体随机地进入配子4.归纳总结基因与染色体“平行”的表现(1)数量“平行”：基因和染色体在体细胞中都成对存在；在生殖细胞中，成对的基因(或染色体)单独存在。

(2)存在状态“平行”：在有性生殖过程中，基因和染色体都保持完整性和独立性。

(3)来源“平行”：体细胞中成对的基因和成对的染色体都是一个来自父方，一个来自母方。

(4)行为“平行”：非等位基因和非同源染色体在减数第一次分裂后期都自由组合。

说明：基因不一定都在细胞核中的染色体上，真核生物的细胞质中和原核生物的拟核中也都有基因；每条染色体上有多个基因，基因在染色体上呈线性排列。

例1下列叙述中，不能说明核基因和染色体存在平行关系的是()A.非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合B.体细胞中基因和染色体都是成对存在的C.体细胞中成对的染色体和基因都是一个来自父方，一个来自母方D.生物体内的染色体数目和基因数目相同答案D解析非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合；在体细胞中基因成对存在，染色体也是成对存在的，在配子中只含成对的基因中的一个，同样，在配子中也只含成对的染色体中的一条；体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方，同源染色体也是如此；生物体内的基因数目远多于染色体数目，每条染色体上有多个基因。

例2对性腺组织细胞进行荧光标记，等位基因A、a都被标记为黄色，等位基因B、b都被标记为绿色，在荧光显微镜下观察处于四分体时期的细胞。

下列有关推测合理的是()A.若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点B.若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点C.若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点D.若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点答案B解析由题意可知：该细胞的基因组成为AaBb，经过减数第一次分裂前的间期DNA复制后，该细胞的基因组成为AAaaBBbb，所以若A、a和B、b这两对等位基因位于一对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色和4个绿色荧光点；若这两对等位基因在两对同源染色体上，则四分体只有A、a或者只有B、b，即1个四分体中只出现4个黄色荧光点或4个绿色荧光点，不可能同时存在。

二、孟德尔定律的细胞学解释1.对分离定律的解释(1)遗传的染色体学说①假定控制一对相对性状的等位基因位于一对同源染色体上。

如控制种子形状的一对等位基因R和r在某对同源染色体上。

②圆形亲本(基因型为RR)经减数分裂产生的配子只含该对同源染色体中的一条，所有配子在这条染色体上都带有R基因。

同样，皱形亲本(基因型为rr)所产生的配子都带有r基因。

③F1(基因型为Rr)植株细胞内有一对分别来自父母的同源染色体，一条带有R基因，另一条带r基因。

④F1植株的每个初级性母细胞所产生的四个配子中，两个带有R基因，两个带有r基因，两类配子的比例为1∶1。

(2)F1产生配子图解(3)结果：F1的雌、雄配子随机结合，产生的F2两种表现型的数量比为3∶1，即产生了性状分离现象。

2.对自由组合定律的解释(1)控制一对相对性状的等位基因位于一对同源染色体上，控制另一对相对性状的等位基因位于另一对同源染色体上。

(2)在减数分裂的过程中，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，处于非同源染色体上的非等位基因也自由组合。

(3)F1产生配子图解(4)结果：F1产生4种雌配子，4种雄配子；雌雄配子的结合是随机的。

产生的F2出现性状分离，其表现型的数量比为9∶3∶3∶1。

归纳总结分离定律和自由组合定律的比较比较项目分离定律自由组合定律描述对象一对同源染色体上的等位基因分别位于两对或两对以上同源染色体上的两对或两对以上的非等位基因行为特点分离具一定的独立性分离或组合同时进行发生时期同时进行，均发生在减数第一次分裂的后期结果随同源染色体分开，等位基因分离非同源染色体上的非等位基因自由组合例3答案C解析基因分离定律的实质是：杂合子在产生配子时，等位基因随同源染色体的分离而分离，独立地进入不同的配子中。

例4据下图，下列选项中不遵循基因自由组合定律的是()答案A解析本题图中等位基因有四对，A、a和D、d是位于同一对同源染色体上的等位基因，B、b和C、c是位于另一对同源染色体上的等位基因；在减数第一次分裂后期，两对同源染色体要彼此分离，同时非同源染色体自由组合，但是只有位于非同源染色体上的非等位基因才会发生自由组合。

特别提醒孟德尔遗传定律的适用范围(1)适合于真核生物，因为真核生物具有染色体，基因的分离或自由组合是随着染色体的分离或自由组合而进行的。

(2)适合于能进行有性生殖的生物。

因为孟德尔遗传定律的细胞学基础是减数分裂，只有能进行有性生殖的生物才能进行减数分裂。

(3)自由组合定律发生在非同源染色体上的非等位基因之间。

1.已知果蝇的体细胞中有4对同源染色体，关于该昆虫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于父方，也可以同时来自于母方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答案D解析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，所以基因一般都是成对的，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。

2.下列有关减数分裂过程中基因和染色体变化的叙述，不正确的是()A.减数分裂时，同源染色体分开，等位基因也随之分离B.染色单体分开时，复制而来的两个基因也随之分开C.非同源染色体自由组合，其上的非等位基因也可以自由组合D.同源染色体上的基因一定都是等位基因答案D解析等位基因是指位于同源染色体相同位置上控制相对性状的基因，同源染色体上的基因可以是等位基因，也可以是非等位基因或相同基因。

3.基因自由组合定律中“自由组合”的基因是()A.同源染色体上的基因B.同源染色体上的等位基因C.同源染色体上的非等位基因D.非同源染色体上的非等位基因答案D解析基因的自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合互不干扰。

在减数分裂过程中，同源染色体上的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。

4.如图所示为某生物正在进行分裂的细胞，等位基因A和a位于染色体的位置(不考虑交叉互换)可能是()A.A位于①上，a位于⑤上B.A位于⑤上，a位于⑦上C.A和a分别位于⑤和⑧上D.A和a分别位于②和⑥上答案C解析等位基因位于同源染色体上。

5.如图所示为某生物卵原细胞中的染色体和染色体上的基因，请回答下列问题：(1)同源染色体是____________________________。

(2)非同源染色体是__________________________。

(3)等位基因是____________________________。

(4)非等位基因是____________________________________________________________。

(5)按自由组合定律遗传的基因是________________________________________________。

(6)不能进入同一配子的基因是___________________________________________________。

(7)形成配子时能进行自由组合的基因是______________________________。

(8)此图除表示卵原细胞外，还可表示________细胞和________细胞。

答案(1)1和2,3和4(2)1和3,2和3,1和4,2和4(3)A和a，B和b(4)A和B，A和b，a和B，a和b(5)A和B，A和b，a和B，a和b(6)A和a，B和b(7)A和B，A和b，a和B，a和b(8)精原体解析(1)同源染色体形态、大小相同，一条来自父方，一条来自母方。

(2)非同源染色体形态、大小不同。

1和3、1和4、2和3、2和4都是非同源染色体。

(3)等位基因是指同源染色体上相同位置并且控制相对性状的基因。

(4)非等位基因可在同源染色体上，也可在非同源染色体上。

(5)按自由组合定律遗传的基因一定是非同源染色体上的非等位基因。

(6)根据分离定律等位基因不能进入同一配子。

(7)形成配子时自由组合的是非同源染色体上的非等位基因。

(8)同一物种精原细胞、卵原细胞、体细胞含有相同的染色体数。

[对点训练]题组一遗传的染色体学说1.在减数分裂过程中，与染色体行为一致的是()A.细胞核B.蛋白质C.基因D.中心体答案C解析染色体是基因的主要载体，所以二者行为存在平行关系。

2.下列关于染色体与基因关系的叙述，正确的是()A.染色体是由基因组成的B.一条染色体相当于一个基因C.基因的载体只能是染色体D.一条染色体上有很多基因答案D解析染色体由DNA分子和蛋白质组成；一条染色体上有很多个基因；基因的载体有染色体、线粒体和叶绿体等。

3.下列叙述中正确的是()A.细胞中的DNA都在染色体上B.减数分裂过程中染色体与基因的行为一致C.细胞中染色体与DNA分子一一对应D.以上说法均正确答案B解析细胞中的DNA主要位于染色体上，此外在细胞质中的叶绿体、线粒体中也有少量的DNA；正常情况下，细胞中的每条染色体只含有一个DNA分子，但在进行分裂的细胞中，复制后每条染色体上有两个DNA分子；基因存在于染色体上，所以基因的行为与染色体的行为一致。

4.在荧光显微镜下观察被标记的基因型为AaBb的小鼠的睾丸细胞，等位基因A、a被分别标记为红、黄色，等位基因B、b被分别标记为蓝、绿色，两对基因位于两对常染色体上。