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1
基因，你究竟在那呢？
第 二 节
基因在染色体上
必修2
回到19世纪——
孟德尔发现了遗传的两大定律
人们意识到
遗传因子（基因）是客观存在的
1903年，萨顿发现孟德尔假设的一对遗传因子，也就是等位基因，它们的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似！
1903年
萨顿
一.萨顿的假说
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
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
萨顿的假说
项目 基因行为 染色体行为
染色体在配子形成和受精过程中,具有相对稳定的形态结构。
在体细胞中染色体成对存在。 在配子中成对的染色体只有一条。
体细胞中成对的染色体也是一个来自父方,一个来自母方。
非同源染色体在减数第一次分裂后期是自由组合的。
基因在杂交过程中保持完整性和独立性。
在体细胞中基因成对存在。在配子中成对的基因只有一个。
体细胞中成对的基因一个来自父方,一个来自母方。
非等位基因在形成配子时自由组合。
独立性
在细胞中的存在方式
体细胞中的来源
形成配子时的行为
基因和染色体的行为存在着明显的平行关系
×
减数
分裂
受 精
减数
分裂
高 茎
减数
分裂
高 茎
高 茎
高 茎
矮 茎
P
配子
F1
F1配子
d d
D D
d
D
D d
d
D
D
d
D d
D d
d d
D D
高茎
矮茎
F2
7
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、内容
一、萨顿的假说
2、依据
3、方法
类比推理法
萨顿经类比推理得出的结论——基因在染色体上究竟是否正确？
萨顿的假说由于缺少实验证据遭到同时代的遗传学家摩尔根的强烈质疑。因此，摩尔根开始了寻找证据之路。
注意:
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.
摩尔根对萨顿的假说持怀疑态度！
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！
二.基因位于染色体上的实验证据
果蝇作为遗传学实验材料的优点？
②繁殖快
二.基因位于染色体上的实验证据
1.果蝇的优点：
①易饲养
③具有多对易于区分的相对性状
长翅
残翅
④染色体数目少（4对），便于观察
雌性
雄性
1910年5月的一天，在摩尔根的实验室中诞生了一只白眼的雄性果蝇，而它的兄弟姐妹的眼睛都是红色的。这是一只变异个体，他成为科学史上著名的动物!
意外之喜
P
F1
F2
×
红眼（雌、雄）
3/4
1/4
白眼（雄）
红眼(雌.雄)
×
（1）是否符合孟德尔分离定律？
（2）白眼性状始终与性别联系，如何解释？
（一）发现问题
2.果蝇杂交实验
红雌
白雄
实验现象：
F1全为红眼，则红眼为显性性状
F2中红眼：白眼=3:1，符合分离定律，说明这
个性状受一对基因控制
F2中白眼性状只有雄果蝇，也就是说白眼的性
状遗传和性别有关，但是孟德尔遗传定律不能
解释与性别有关的现象
雌性
常染色体
性染色体
３对：Ⅱ、Ⅱ，Ⅲ、Ⅲ，Ⅳ、Ⅳ
雄性：Ｘ、Ｙ
雌性：Ｘ、Ｘ
雄性
摩尔根那个时代已有的理论基础：
1、人们已经对性染色体
和常染色体的认识：
2、萨顿的假说
基因在染色体上
控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因（基因位于染色体上）。
白眼（♂）
XwY
约 3 : 1
（二）提出假说
红眼（♂）
XWY
注：
常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上( 例DD、dd)，而性染色体上的基因需标明（性染色体要大写）
雌果蝇种类：
红眼（ＸＷＸＷ）
红眼（ＸＷＸw）
白眼（ＸWＸW）
雄果蝇种类：
红眼（ＸＷＹ）
白眼（ＸwＹ）
经过推理想象，提出假说:
——控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因
17
P
F1
F2
×
（三）对实验现象的解释
XWXW
XwY
XW
Y
Xw
配子
XWY
XWXw
×
Xw
XW
Y
XW
XWXW（雌）
XWXw（雌）
XWY（雄）
XwY（雄）
(7)、测交实验验证一：（让F1中的红眼雌性XWXw和白眼雄性XwY ）
（四）验证假说（预测测交结果）
×
XWXw
XwY
XW
Xw
Y
Xw
配子
XWXw
XW Y
XwXw
XwY
测交后代
红眼雌 ：红眼雄：白眼雌： 白眼雄 1 : 1: 1 : 1
P
红眼
白眼
测交实验验证二：（白眼雌性和红眼雄性）
×
XwXw
XWY
Xw
Y
XW
配子
XWXw
XwY
测交后代
白眼雄性 红眼雌性
1 : 1
P
白眼
红眼
红眼雌蝇 红眼雄蝇 白眼雌蝇 白眼雄蝇
126 132 120 115
实验结果：
子代中雌蝇均为红眼，雄蝇均为白眼。
得出结论：
控制果蝇白眼的基因只位于X染色体上，而Y染色体不含其等位基因，即基因在染色体上。
测交方案1
测交方案2
（五）实验验证
摩尔根运用的研究方法———
假说—演绎法
假说----演绎法
观察现象，发现问题
大胆想象，提出假说
设计实验，演绎推理
实验验证，得出结论
为什么白眼性状，总是与性别相关联？
控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含它的等位基因。
设计测交实验，预测实验结果。
实验结果与预测符合，
假说正确。
已经发现了基因和染色体具有平行关系，并且证明了基因在染色体上，那么基因是怎么存在于染色体上的呢？
果蝇被人们研究过的基因就达数百个，体细胞内却只有4对染色体；
人的体细胞中有23对染色体，却有大约2.6万个基因，这些都说明：
结论1：一条染色体上有许多个基因
果蝇X染色体上的一些基因
结论2：基因在染色体上呈线性排列
三.孟德尔遗传规律的现代解释
1903年
1860年
1909年
一对遗传因子就是位于一对同源染色体上的等位基因，
不同对的遗传因子就是位于非同源染色体上的非等位基因；
A与B、C与D
同源染色体：
等位基因：
非等位基因：
Y与y
Y(y)与R
A
B
C
D
Y
y
R
R
孟德尔遗传规律的现代解释
相同基因：
R与R
A
A
A
a
A
A
a
a
a
a
a
a
A
A
分裂
间期
减数
分裂Ⅰ
减数
分裂Ⅱ
减数
分裂Ⅱ
基因分离定律：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。
实质:
等位基因随同源染色体的分开而分离
减数分裂Ⅰ后期
分裂
间期
减数
分裂Ⅰ
减数
分裂Ⅱ
减数
分裂Ⅱ
A
a
B
b
a
a
A
A
b
b
B
B
B
B
a
a
A
A
b
b
A
b
a
B
B
a
A
b
自由组合定律：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。
实质:
非同源染色体上的非等位基因自由组合
减数分裂Ⅰ后期
A
a
B
b
2对等位基因位于2对同源染色体上
A
a
B
b
2对等位基因位于1对同源染色体上
孟德尔遗传规律的现代解释
两对等位基因独立遗传
满足基因的自由组合定律
两对等位基因不独立遗传
不满足基因的自由组合定律
A
a
B
b
2对等位基因位于1对同源染色体上
X
Y
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
非同源区段：Ⅰ、Ⅲ
①基因只存在于X染色体（Ⅰ区段）上
②基因只存在Y（Ⅲ区段）上
X、Y同源区段的基因是成对存在的。
同源区段：Ⅱ
X X
-
-
雌性：
X Y
-
雄性：
XY
-
雄性：
X X
-
-
雌性：
X Y
-
雄性：
-
拓展延伸：性染色体
XWXW红眼（雌）
XwY白眼（雄）
XW
Xw
Y
×
P
配子
F1
XWXw红眼（雌）
XWY红眼（雄）
XW Y
XW XWXW红眼（雌） XWY红眼（雄）
Xw XWXw红眼（雌） XwY白眼（雄）
F2
还有其他可能吗？
拓展：基因位置的判断
如何证明白眼基因在X染色体的非同源区域还是在XY的同源区域？
隐雌与显雄杂交
课堂小结
萨顿的假说
基因位于染色体上
摩尔根证明基因位于染色体上
方法：假说-演绎法
基因和染色体关系
技术：荧光标记法
孟德尔遗传规律的现代解释
基因的分离定律实质
基因的自由组合定律实质
[典例]根据如图所示基因在染色体上的分布情况判断，下列选项不遵循基因的自由组合定律的是(　　)
A
作业：完成活页

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