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第二章 第二节
基因在染色体上
1 2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 21 22 23
1 2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 21 22 23
男
女
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。
问题探讨
问题探讨
1. 对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测哪些染色体？
因为基因在染色体上，要测定某个基因序列，首先要确定该基因在哪条染色体上，如果要测定人类基因组的基因序列，就要知道包含人类基因组的全部染色体组由哪些染色体组成。
问题探讨
2. 为什么不测定全部46条染色体？
人有22对常染色体和1对性染色体，在常染色体中，每对同源染色体上分布的基因是相同的或是等位基因，只对其中一条测序就可以了；性染色体X和Y差别较大，基因也大不相同，所以都要测序。
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。
2n=24
受精作用
减数分裂
蝗虫子代体细胞中的这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，另一条来自母方。
精子
12条染色体
卵细胞
12条染色体
体细胞
24条染色体
一、萨顿的假说
受精作用
受精卵
亲代
配子
子代
DD
dd
D
d
Dd
Dd
受精作用
看不见的
染色体
基因在染色体上
推 理
基因
看得见的
平行关系
高茎
矮茎
高茎
矮茎
萨顿
遗传学
细胞学
这种方法称为：
类比推理
一、萨顿的假说
萨顿的假说
比较项目 遗传因子（基因）的行为 染色体的行为
传递中 的性质 杂交过程中保持： ____________________________ 配子形成和受精作用：
_____________________________
体细胞中 存在形式 _________存在
_________存在
在配子中 存在形式 只有成对遗传因子中的________ 只有成对染色体中的________
体细胞 中的来源 成对的遗传因子 一个来自______一个来自______　 同源染色体
一条来自______一条来自______
形成配子 组合方式 控制不同性状的遗传因子：______________ 非同源染色体：
______________
自由组合
完整性和独立性
也具有相对稳定的形态结构
成对
成对
一个
一条
父方
母方
父方
母方
自由组合
基因位于染色体的实验证据
我不相信孟德尔，更
难以相信萨顿毫无
事实根据的臆测！
我更相信的是实验证据我要通过确凿的实验找到遗传和染色体的关系！
基因真的位于染色体上吗？
萨顿的假说遭到同时代的遗传学家摩尔根的强烈质疑。
类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要观察和实验的检验。
果蝇体细胞染色体图解
XY型性别决定方式：
雌性：3对常染色体+XX
雄性：3对常染色体+XY
1
实验材料—果蝇
个体小，易饲养；
繁殖快，后代多；
相对性状，易于区分；
染色体，少且大；
二、基因在染色体上的实验证据
2
观察现象，提出问题
1、红眼与白眼谁是显性性状，为什么？2、果蝇眼色的遗传是否符合孟德尔分离定律？判断依据是什么？3、F2中雌果蝇全是红眼，雄果蝇有红眼和白眼，比例接近于1∶1，为什么白眼全部是雄果蝇呢？
二、基因在染色体上的实验证据
3
作出假说
根据杂交实验的结果，可能会作出几种假设？哪种假设能解释实验结果？
二、基因在染色体上的实验证据
3
作出假说
假说1：控制眼色的基因位于Y染色体的非同源区段，X染色体上没有
假说2：控制眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段，X染色体和Y染色体上都有
假说3：控制眼色的基因位于X染色体的非同源区段，X染色体上有，而Y染色体上没有
×
二、基因在染色体上的实验证据
摩尔根的果蝇杂交实验
分析问题，提出假说
X
Y
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
假说①：控制眼色的基因是在Y染色体上，
X染色体上没有它的等位基因。
假说②：控制眼色的基因是在X染色体上，
Y染色体上没有它的等位基因。
假说③：控制眼色的基因在X、Y染色体
的同源区段上。
×
♀
P
♂
F1
F2
雌雄自由交配
♀♂
♀
2459
♂
986
♂
982
红眼
白眼
红眼
红眼：白眼=3：1
摩尔根的果蝇杂交实验
演绎推理，验证假说
控制白眼的基因（用w表示）
假说②：控制眼色的基因是在X染色体上,Y染色体上没有它的等位基因。
如何验证假说？
设计测交实验，F1与隐性纯合子杂交。
如何选择测交的两个亲本？
红眼雌XWXw、红眼雄XWY
假说②F1:
分别与白眼雄XwY、白眼雌XwXw杂交
摩尔根的果蝇杂交实验
实验验证
红眼雌性 红眼雄性 白眼雌性 白眼雄性
126 132 120 115
实验一：红眼雌与白眼雄
实验二：红眼雄与白眼雌
红雌：白雄=1：1
基因位于染色体的实验证据
得出结论
控制眼色的基因是在X染色体上,Y染色体上没有它的等位基因。
摩尔根通过实验观察，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。
回顾摩尔根的果蝇实验
把一个特定的基因和一条特定的染色体——X染色体联系起来，证明了基因在染色体上。摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者。
作出假说
控制眼色基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因
得出结论
基因在染色体上
提出问题
白眼性状的表现总是与性别相联系
演绎推理
测交
假说
演
绎
法
基因与染色体的关系：一条染色体上有 基因，基因在染色体上 。
许多个
呈线性排列
现代分子生物学技术将基因定位在染色体上
短硬毛
棒状眼
深红眼
朱红眼
截翅
红宝石眼
白眼
黄身
二、基因在染色体上的实验证据
实验证明基因位于染色体上
发明了测定基因在染色体上相对位置的方法
绘出第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置
说明了基因在染色体上呈线性排列
短硬毛
棒状眼
深红眼
朱红眼
截翅
红宝石眼
白眼
黄身
二、基因在染色体上的实验证据
细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？
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。
三 、孟德尔遗传规律的现代解释
在基因研究中，下列成就分别是由哪些科学家来完成的？
①提出“性状是由遗传因子决定的”观点。
②把“遗传因子”改为“基因”，并提出“等位基因”概念。
③提出“基因在染色体上”的假说。
④用实验证明了“基因在染色体上”。
孟德尔
约翰逊
摩尔根
萨顿
重要遗传学发展历程
假说—演绎法
假说—演绎法
三 、孟德尔遗传规律的现代解释
d
B
B
a
A
D
等位基因
等位基因
非同源
染色体
非等位基因
相
同
基
因
同源
染色体
同源
染色体
等位基因：
同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因
1
2
3
4
三 、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
B
C
D
Y
y
R
r
孟德尔遗传规律的现代解释
等位基因的概念：
位于同源染色体上同一位置
控制相对性状的基因
Yy、Rr
YY、yy、RR、rr
叫做相同基因
基因分离定律的实质
在杂合体的细胞中，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。
分离的时间：
减数第一次分裂后期
基因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分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
自由组合的时间：
减数第一次分裂后期
课堂小结
基因在染色体上
萨顿的假说
基因和染色体存在着明显的平行关系
内容：基因在染色体上
依据：
摩尔根的实验
果蝇的杂交实验
结论：基因在染色体上
孟德尔遗传规律的现代解释
基因的分离定律的实质
基因的自由组合定律的实质
习题巩固
1.已知果蝇的体细胞内有4对同源染色体，根据萨顿的假说，关于该动物
减数分裂产生的配子的说法正确的是（ ）
A.果蝇的精子中含有成对的基因
B.果蝇的体细胞中含有一个基因
C.果蝇的4对同源染色体上含有的基因可以同时来自父方，
也可同时来自母方
D.在体细胞中，基因成对存在的，在配子中只有成对基因中的一个
D
习题巩固
2.果蝇体细胞中染色体组成可表示为（ ）
A.3+X 或 3+Y B.6+X 或 6+Y
C.3对+XX 或 3对+YY D.3对+XX 或 3对+XY
D
3.基因自由组合定律揭示了（ ）
A.等位基因之间的关系
B.非等位基因之间的关系
C.非同源染色体之间的关系
D.非同源染色体上的非等位基因之间的关系
D
习题巩固
4.下列关于基因和染色体在减数分裂过程中行为变化的描述，错误的是 （ ）
A.同源染色体分离的同时，等位基因也随之分离
B.非同源染色体自由组合，所有非等位基因之间也自由组合
C.染色单体分开时，复制而来的两个基因也随之分开
D.非同源染色体数量越多，非等位基因自由组合的种类也越多
B
习题巩固
5.右图示果蝇的原始生殖细胞，图中1、1′……4、4 ′
表示染色体,B、b、W、w分别表示控制不同性状的
基因。果蝇的红眼和白眼分别由位于X染色体上的W、
w控制，请据图回答下列问题：
（1）该细胞是_____________。
（2）图中的____________________________属常染色体，而__________属性染色体。
卵原细胞
1、1′、2、2′、3、3′
4、4 ′
（3）该细胞中有_____个DNA分子。
（4）该果蝇基因型可写成____________________。
（5）经减数分裂它可产生__________种基因型的配子。
8
BbXWXw
4

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