高中生物基因详解（遗传因子与染色体知识汇总）

基因，其实就是“遗传因子”流传更广泛的名字，它是由丹麦生物学家约翰逊提出的。他同时提出了表现型和基因型的概念。表现型指生物表现出的性状，而基因型就相当于我们之前说的“遗传因子组成”。

孟德尔的定律仍然存在很多缺陷，比如说，它没有在配子中遗传因子是如何减半的，也没有解释“遗传因子”究竟是什么。在孟德尔定律提出后，很多科学家都为了验证或是完善这个定律而努力。

经过前几期的学习，不知道大家有没有注意到，遗传因子（基因）和染色体，在行为上有很多相似之处：基因和同源染色体在体细胞中都成对存在，在形成配子时发生分离，成单存在，在精卵结合后，在受精卵中重又成对存在。早在1903年，美国的萨顿就在研究中发现了这一点。

萨顿由此推论，基因是由染色体携带着，从上一代传给下一代的。也就是说，基因就在染色体上，因为基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。

还有几个证据，也支持着萨顿的假说：一是基因在杂交过程中保持着完整性和独立性，它不会变成半个，也不会和别的基因融合；染色体也是如此，在减数分裂和受精作用的过程中，它也有着相对稳定的结构。二是成对的基因和同源染色体一样，一边来自父方，一边来自母方。三是非等位基因在形成配子时自由组合，染色体在减数分裂Ⅰ后期也是自由组合的。

尽管有这些证据支持萨顿的假说，但终究没有决定性的证据证明基因就在染色体上。美国的摩尔根就对萨顿的假说抱持怀疑态度。他也曾明确表示过不相信摩尔根的遗传理论。他一直想要做一个实验，总结出正确的理论。只是他没想到，在实验完成后，他成为了“真香”大军中的一员。

果蝇领主摩尔根

摩尔根研究的生物是果蝇。有一天，他的一群红眼果蝇中突然出现了一只白眼雄果蝇。他将这只白眼雄果蝇与红颜雌果蝇杂交，得到了一群红颜果蝇。他再使这群红眼果蝇杂交，子二代出现了红眼果蝇和白眼果蝇，其比例为3：1。

3：1，熟悉的分离比，这说明了果蝇眼色性状是受一对等位基因控制的。然而这个3：1却大有玄机：所有的“1”，也就是白眼果蝇，都是雄果蝇！这是否说明，果蝇眼色的性状与性别存在直接关联？

在同一时期，有生物学家已经在一些昆虫细胞中发现了性染色体。性染色体，顾名思义，是决定性别的染色体。果蝇的体细胞中有4对染色体，其中3对是常染色体，一对是性染色体。雌果蝇中这对染色体是同型的，用XX表示，雄果蝇中这对染色体是异型的，用XY表示。

摩尔根和他的同事设想，如果控制白眼的基因w只存在于X染色体上，而Y染色体上没有其等位基因，那么这个实验的现象就可以得到解释。

后来，摩尔根又利用测交等方法，进一步验证了这些解释。他成功地将一个特定的基因与一条特定的染色体关联起来，从而证明了基因在染色体上。从此，他成为了孟德尔理论坚定的拥护者。

一种生物，其基因的数量往往远大于染色体的数量。因此，如果基因在染色体上，那么一条染色体上就应该有多个基因。摩尔根和他的学生们经过漫长的努力，开发出了测定基因在染色体上相对位置的方法，并绘出了果蝇的基因在染色体上的相对位置图。他的研究成果说明了基因在染色体上呈线性排列。根据他的研究，摩尔根提出了遗传学第三定律——基因的连锁与交换定律。

基于摩尔根的研究成果，孟德尔的两大遗传定律也得到了补充与修正。

基因的分离定律的实质是：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同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。

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是互不干扰的；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。