资源简介

(共28张PPT)
第二节 基因在染色体上
问题探讨
人有46条染色体，但是旨在揭示人类基因组遗传信息的人类基因组计划却只测定人的24条染色体的DNA序列。
讨论
1.对人类基因组进行测序，为什么首先要确定哪些染色体
2.为什么不测定全部46条染色体
因为基因在染色体上，要知道哪个基因位于哪条染色体上的什么位置，即基因序列
①常染色体的每对同源染色体上的基因相同或是等位基因；性染色体X和Y差别较大，基因也大不相同，所以都要测序。
②若全部测定，耗资巨大，工作量翻倍，但得到的大多数基因序列都是重复的
22条常染色体+X、Y染色体
一、萨顿的假说
1903年，美国科学家萨顿用蝗虫细胞作材料，研究精子和卵细胞的形成过程。
1、蝗虫的体细胞中有24条染色体，生殖细胞中只有12条染色体。
2、精卵细胞结合形成的受精卵，又具有24条染色体。蝗虫子代体细胞中的染色体数目与双亲的体细胞染色体数目一样。
3、子代体细胞中的这24条染色体，按形态结构来分，两两成对，共12对，每对染色体中一条来自父方，一条来自母方。
受精作用
受精卵
亲代
配子
子代
染色体行为
基因行为
DD
dd
D
d
Dd
Dd
受精作用
萨顿将基因与染色体的行为进行比较
a
A
B
b
染色体行为
基因行为
亲代
配子
A
B
A
b
a
B
a
b
子代
雄配子
雌
配
子
YyRr
黄色圆粒
YR
yR
Yr
yr
F1配子
♀
♂
YR
yR
Yr
yr
YYRR
YyRR
YYRr
YyRr
yyRR
YyRr
YyRR
YyRr
yyRr
YYrr
Yyrr
yyrr
yyRr
Yyrr
YYRr
YyRr
F2
F1
萨顿将基因与染色体的行为进行比较
比较项目 基因的行为 染色体的行为
传递中的特点
存在形式 体细胞中
配子中
体细胞中的 来源
形成配子时的行为特点
在杂交过程保持完整性和独立性
在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构
成对
成对
只有成对的基因中的一个
只有成对的染色体中的一条
成对的基因一个来自父方，一个来自母方
同源染色体一条来自父
方，一条来自母方
等位基因分离
非等位基因自由组合
同源染色体分离
非同源染色体自由组合
基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因位于染色体上。
1、萨顿的假说内容
2、萨顿的假说依据
高 茎
高 茎
矮 茎
高 茎
D d
D D
d d
D d
d d
在染色体上标注基因符号，解释孟德尔的杂交实验
×
减数
分裂
受 精
减数
分裂
高 茎
减数
分裂
P
配子
F1
F1配子
高茎
矮茎
F2
d
D
d
D
思考.讨论
D D
D
D d
d
二、基因在染色体上的实验证据
2. 实验材料：果蝇
优点：
①易饲养，繁殖快
②染色体少而大，利于观察；
③后代多
④相对性状多且易于区分
1. 主要科学家：摩尔根
白眼性状将如何进行遗传呢？
白眼雄果蝇
3. 果蝇杂交实验
P
×
红眼（雌）
白眼（雄）
F1
红眼（雌、雄）
红眼是显性性状
F2
3/4
雌雄交配
红眼（雌、雄）
白眼（雄）
1/4
3：1的性状分离比符合分离定律
为什么白眼性状都与性别相关联？
(1) 观察实验、提出问题
(2) 提出假说
控制白眼的基因位于性染色体上
(2) 提出假说
控制白眼的基因位于X染色体上，
而Y染色体上不含它的等位基因
红眼雌
XWXW
或XWXw
XWY
白眼雌
XwY
雄
XwXw
雄
XWXW
×
XwY
XW
Y
Xw
XWY红眼（雄）
XWXw红眼（雌）
×
P
F2
F1
配子
Xw
XW
Y
XW
XWXW红眼（雌）
XWXw红眼（雌）
XWY红眼（雄）
XwY白眼（雄）
红眼（雌）
白眼（雄）
(2) 提出假说
都是红眼
红眼：白眼=3：1，且白眼都是雄果蝇
默认野生型果蝇是纯种
(3) 演绎推理
思考.讨论
摩尔根解释的验证
讨论1：设计测交实验
F1的杂合子与隐性纯合子杂交
或XWY
× XwXw（白眼）
XWXw
× XwY（白眼）
暂未出现白眼雌果蝇
配子
测交后代
XW
Xw
Y
×
XwY白眼(雄)
XWXw红眼(雌)
XWY
红眼(雄)
XWXw
红眼(雌)
Xw
XwXw
白眼(雌)
XwY
白眼(雄)
1 : 1 : 1 : 1
测交1
(3) 演绎推理
XwXw
白眼(雌)
XWY
红眼(雄)
×
测交2
（反交）
XWXw
红眼(雌)
XwY
白眼(雄)
1 : 1
测交后代
后来，摩尔根等人又通过测交等方法，进一步验证了这些解释。
(4) 实验验证，得出结论
正反交结果不同，基因位于性染色体上
讨论2：若控制白眼的基因在Y染色体上，还能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗？
若白眼基因在Y染色体上
①若红眼基因在X染色体上
则只会有
XWXW
XWYw
不会出现白眼性状，与事实不符
②若X染色体上没有控制眼色的基因
则只会有
X X（红）
X Yw（白）
不会出现白眼雌果蝇，与事实不符
XWYW
X Y（红）
问：如何设计实验证明控制眼色的基因不位于同源区段上？
白眼雌果蝇和红眼雄果蝇进行实验（隐雌显雄）
①若仅位于X染色体上：
②若位于X-Y同源区段：
XwXw × XWY
↓
XWXw XwY
白眼(雌)
红眼(雄)
红眼(雌)
白眼(雄)
XwXw × XWYW
↓
白眼(雌)
红眼(雄)
XWXw XwYW
红眼(雌)
红眼(雄)
实际实验结果为：红眼雌果蝇和白眼雄果蝇。
所以“基因位于X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因”
用“隐雌显雄”杂交排除控制眼色的基因位于X-Y同源区段上
(4) 实验验证，得出结论
摩尔根通过测交实验等方法，把一个特定的基因和一条特定的染色体联系起来，最终确定了基因在染色体上的结论。从孟德尔理论的怀疑者成为孟德尔理论坚定的支持者。
5. 摩尔根的新发现——基因和染色体的关系
果蝇有4对染色体，携带的基因大约有1.3万个；人有23对染色体，携带的基因大约有2.6万。基因与染色体可能有怎样的对应关系呢？
一条染色体上有多个基因
果蝇杂交实验 提出问题
对实验现象的解释 假设解释
设计测交实验 演绎推理
实施测交实验 实验验证 实验结果与推理结果一致
实验结论 得出结论 控制眼色的基因位于X染色体上
证明了基因位于染色体上。
后续研究 基因与染色体关系
总结：基因位于染色体上的实验证据（假说演绎法）
为什么白眼性状总是与性别关联
控制眼色的基因位于X染色体上
红眼(♀):白眼(♀):红眼(♂):白眼(♂)=1:1:1:1
基因在染色体上呈线性排列
红眼(♀):白眼(♂)=1:1
短硬毛
棒状眼
深红眼
朱红眼
截翅
红宝石眼
白眼
黄身
基因在染色体上呈线性排列
摩尔根和他的学生们经过十多年的努力，发明了测定基因在染色体上相对位置的方法，并绘制了果蝇各种基因在染色体上的相对位置图。证明了：
（真核生物）
四、孟德尔遗传规律的现代解释
孟德尔所说的一对遗传因子就是位于___对________ __上的____ __，不同对的遗传因子就是位于________ ____上的___________；
一
同源染色体
等位基因
非同源染色体
非等位基因
A与B、C与D
同源染色体：
非同源染色体：
等位基因：
非等位基因：
A与C（D）、B与C（D）
Y与y、R与r
Y(y)与R(r)
A
B
C
D
Y
y
R
r
两个基因之间的关系
位于一对同源染色体的相同位置上
位于一对同源染色体的不同位置上
相同基因
等位基因
非等位基因
A与A
D与d、B与b
D(d)与A
同源染色体上的非等位基因
非同源染色体上的非等位基因
D(d)与B(b)、A与B(b)
1.基因的分离定律的实质：
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，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立的随配子遗传给后代。
D
d
1
2
D
d
1
2
D
d
D
1
D
d
2
d
d
D
D
d
2.基因的自由组合定律的实质
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。
d
B
B
a
A
D
A
a
B
b
A
B
A
B
A
B
a
b
a
b
a
b
A
B
A
B
a
b
a
b
a
A
B
b
A
B
A
B
a
b
a
b
A
A
b
b
a
a
B
B
或
非等位基因自由组合过程：
孟德尔遗传规律的现代解释
减数分裂Ⅰ的后期
同源染色体的分离
非同源染色体自由组合
等位基因发生分离
非同源染色体上的非等位基因发生自由组合
总结归纳
分离定律和自由组合定律
随着
① 时间：

展开更多......

收起↑