第2节基因在染色体上
[学习目标] 1.通过比较基因和染色体的平行关系，掌握萨顿的假说。2.理解“基因在染色体上”的实验证据。3.运用有关基因和染色体的知识，阐明孟德尔遗传规律的细胞学基础和实质。
知识点一萨顿的假说和基因位于染色体上的实验证据
1．萨顿的假说
(1)基因与染色体行为的平行关系(填表)
(2)结论：基因和染色体行为存在着明显的□15平行关系，基因(遗传因子)是由□16染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因就在□17染色体上。
问题思考细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？
提示：不是。①真核生物的核基因都位于染色体上，而质基因位于线粒体等细胞器内；②原核生物的基因有的位于拟核区DNA分子上，有的位于细胞质的质粒上。
2．基因位于染色体上的实验证据
(1)实验者：美国生物学家□18摩尔根。
(2)实验材料：□19果蝇。
①果蝇作为遗传学研究的实验材料的优点
个体□20小，容易饲养；繁殖速度□21快，在室温下10多天就可繁殖一代；后代数量□22大，一只雌果蝇一生能产生几百个后代。
②果蝇染色体组成
(3)实验方法：□30假说—演绎法。
(4)研究过程
①实验现象——发现问题
F1全为□33红眼，说明□34白眼对□35红眼是隐性。
F2的性状分离比为红眼∶白眼＝□363∶1，符合□37分离定律。
F2中雌性个体的性状为□38红眼，雄性个体的性状□39既有红眼又有白眼，性状表现与□40性别有关。
②提出问题：白眼性状的表现为何总与性别相关联？
③理论解释——提出假说
a．假说核心内容：控制白眼的基因在□41X染色体上，而Y染色体上不含它的□42等位基因。
问题思考如果控制白眼的基因位于Y染色体上，还能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗？
提示：不能。若控制白眼的基因位于Y染色体上，则遗传图解为：
与实验现象不符。
b.实验解释
④测交实验——演绎推理、实验验证a．设计实验——演绎推理
实验一：
实验二：白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交
b．实验验证：实验结果与理论预期相符。
⑤实验结论：决定果蝇红眼和白眼的基因位于□56X染色体上，从而证明了□57基因在染色体上。
(5)基因和染色体的关系
①一条染色体上有□58许多个基因。
②基因在染色体上呈□59线性排列。
问题思考演绎推理过程为什么设置两个实验？
提示：实验一杂交子代中，雌雄果蝇均有红眼和白眼，与基因位于常染色体上时表现相同，故根据本实验的结果无法验证假说，但通过实验一可以得到白眼雌果蝇。
[例1]下列不属于萨顿假说中对基因与染色体关系的描述的是()
A．基因在染色体上呈线性排列
B．体细胞中基因成对存在，染色体也是成对存在的
C．基因在杂交过程中保持完整性和独立性，染色体在形成配子和受精过程中，具有相对稳定的形态结构
D．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
解题分析基因在染色体上呈线性排列是由摩尔根和他的学生们发现的。
答案 A
[例2]用纯合子果蝇作为亲本研究两对相对性状的遗传实验，结果如下：
A．实验中属于显性性状的是灰身、红眼
B．体色和眼色的遗传符合自由组合定律
C．若组合①的F1随机交配，则F2雄蝇中灰身白眼的概率为3/4
D．若组合②的F1随机交配，则F2中黑身白眼的概率为1/8
解题分析根据实验①♀灰身红眼×♂黑身白眼的后代只出现灰身红眼，说明灰身、红眼是显性性状，A正确；由①、②正交和反交的实验结果可知，体色的遗传与性别无关，眼色的遗传与性别有关，说明控制体色的基因位于常染色体上(相关基因用A、a表示)，说明控制眼色的基因位于X染色体上(相关基因用B、b表示)，所以体色和眼色的遗传符合自由组合定律，B正确；组合①的F1的基因
型为AaX B X b和AaX B Y，若随机交配，则F2雄果蝇中灰身白眼的概率为3
4×1
2
＝3
8
，
C错误；组合②的F1的基因型为AaX B X b和AaX b Y，若随机交配，则F2中黑身
白眼的概率为1
4×1
2
＝1
8
，D正确。
答案 C
[例3]果蝇的大翅和小翅是一对相对性状，由一对等位基因A、a控制。现用大翅雌果蝇和小翅雄果蝇进行交配，再让F1雌雄个体相互交配，实验结果如下：F1：大翅雌果蝇、雄果蝇共1237只；
F2：大翅雌果蝇2159只，大翅雄果蝇1011只，小翅雄果蝇982只。
下列分析不正确的是()
A．果蝇翅形大翅对小翅为显性
B．根据实验结果判断果蝇的翅形遗传遵循基因分离定律
C．根据实验结果可证明控制翅形的基因位于X染色体上
D．F2中雌果蝇基因型相同，雄果蝇有两种基因型
解题分析 大翅雌果蝇和小翅雄果蝇进行交配，F 1全是大翅果蝇，所以大翅对小翅为显性，A 正确；根据题中信息“F 2：大翅雌果蝇2159只，大翅雄果蝇1011只，小翅雄果蝇982只”可知，大翅∶小翅≈3∶1，符合基因分离定律，B 正确；又因为表型与性别有关，可推知控制翅形的基因位于X 染色体上，故亲本的基因型为X A X A 、X a Y ，F 1的基因型为X A X a 、X A Y ，故F 2的基因型为X A X A 、X A X a 、X A Y 、X a Y ，C 正确，D 错误。
答案 D 技法提升
确定基因位于常染色体上还是X 染色体上的方法
(1)根据子代某性状在雌雄个体中的概率来推断：若均等，一般可判断基因位于常染色体上，否则基因位于X 染色体上。
(2)实验设计方法
①未知显隐性，可采用正交与反交，若结果不同，则基因位于X 染色体上；若结果相同，则基因位于常染色体上。(前提：都是核基因)
②已知显隐性(XY 型生物)：雌性选隐性性状，雄性选显性性状 a ．若子代⎩⎪⎨⎪⎧
雄性：全隐
雌性：全显⇒基因位于X 染色体上。
b ．若子代性状与性别无关⇒基因位于常染色体上。
知识点二 孟德尔遗传规律的现代解释
1．基因的分离定律
(1)基因分离定律的实质是：在杂合子细胞中，位于一对同源染色体上的□
01等位基因，具有一定的□02独立性；在减数分裂形成配子的过程中，□
03等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
(2)分离定律的细胞学基础
分离定律的细胞学基础是等位基因随□04同源染色体分开而□
05分离，如图：
