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(共27张PPT)
基因和染色体的关系
第
二
章
基因在染色体上
第
2
节
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。
萨顿的假说
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。
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。
基因(遗传因子)是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。也就是说，基因就在染色体上。
萨顿的假说
假说内容
假说依据
基因和染色体行为存在着明显的平行关系
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
形成配子时的分配特点
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
类比推理法
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
高茎
矮茎
请在图中的染色体上标注基因符号，解释孟德尔一对相对性状的杂交实验(图中染色体上的黑色横线代表基因的位置)。
思考·讨论
分析减数分裂中基因和染色体的关系
D
d
d
d
d
d
d
D
D
D
D
D
D
D
D
d
d
d
d
D
基因位于染色体上的实验证据
我不相信孟德尔，更难以相信萨顿那家伙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！
摩尔根
他一直琢磨着设计一个实验，看看生物的遗传与染色体到底有什么关系，基因又是怎么回事。
我是一个文明有风度的黑粉！
基因位于染色体上的实验证据
用什么作实验材料呢
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；
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
从1909 年开始，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。一天，他偶然在一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇。白眼性状是如何遗传的
基因位于染色体上的实验证据
结果分析：
a. F1全为红眼，说明 为显性；
b. F2红眼和白眼的数量比为3:1，
说明符合 定律，红眼和白眼受
等位基因控制。
c. 白眼性状的表现与_____相联系
红眼
分离
性别
一对
？
猜测：控制白眼基因位于性染色体上。
基因位于染色体上的实验证据
摩尔根及其同事设想，如果控制白眼的基因(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。
XY同源区段
X非同源区段
Y非同源区段
基因位于染色体上的实验证据
但是判断一种设想或假说是否正确，仅能解释已有的实验现象是不够的，还应运用假说一演绎法，预测另外设计的实验结果，再通过实验来检验。
思考·讨论
摩尔根解释的验证
实际的实验结果：
红眼雌307
白眼雄290
假说正确！
基因位于染色体上的实验证据
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。正是他们的工作，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，从而用实验证明了基因在染色体上。从此，摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者。
摩尔根：我是一个诚实又上进的忠粉！
思考·讨论
2. 如果控制白眼的基因在Y染色体上，还能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗
如果控制白眼的基因在Y染色体上，且X染色体上没有显性红眼基因，白眼雄果蝇与红眼雌果蝇的杂交后代中雄果蝇全为白眼，不能解释摩尔根的果蝇杂交实验结果。
思考·讨论
3. 如果控制眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段，还能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗
思考·讨论
3. 如果控制眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段，还能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗
实际实验结果：
红眼雌307
白眼雄290
假说错误
基因定位技术
基因位于染色体上的实验证据
每种生物的基因数目，都要远远多于这种生物的染色体数目。
例如果蝇的体细胞中有4对染色体，携带有基因1.3万多个；人的体细胞中有23对染色体，基因大约有2.6万个。
显然，一条染色体上应该有许多个基因。
摩尔根和他的学生们经过十多年的努力，发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，并绘出了第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置图，同时也说明了基因在染色体上呈线性排列。
孟德尔遗传规律的现代解释
细胞遗传学的研究结果表明，孟德尔所说的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。
d
B
B
a
A
D
等位基因
等位基因
非同源
染色体
相同基因
非等位基因
同源
染色体
同源
染色体
1
2
3
4
等位基因：位于同源染色体上同一位置，控制相对性状的基因。
非等位基因
孟德尔遗传规律的现代解释
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，具有一定独立性；在减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子传给后代。
孟德尔遗传规律的现代解释
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。
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。
https://www./
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？
因为基因位于染色体上，要测定某个基因的序列，首先要知道该基因位于哪条染色体上。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
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。
https://www./
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，每对同源染色体的形态、大小相同， 结构相似，上面分布的基因是相同的或者是等位基因，所以只对其中1条进行测序就可以了。而性染色体X和Y的差别很大，基因也大为不同，所以两条性染色体都需要测序，因此人类基因组计划测定了22条常染色体和两条性染色体X和Y，共24条。如果测定46条染色体，耗资巨大， 工作量会增加一倍，但得到的绝大多数基因序列都是重复的。
练习与应用
1. 基于对同源染色体和非同源染色体上相关基因的理解，判断下列相关表述是否正确。
（1）位于一对同源染色体上相同位置的基因控制同一种性状。（ ）
（2）非等位基因都位于非同源染色体上。（ ）
一、概念检测
√
×
练习与应用
2. 基因主要位于染色体上，下列关于基因和染色体关系的表述，错误的是（ ）
A. 染色体是基因的主要载体 B. 染色体就是由基因组成的
C. 一条染色体上有多个基因 D. 基因在染色体上呈线性排列
B
3. 基因和染色体的行为存在平行关系。下列相关表述，错误的是（ ）
A. 复制的两个基因随染色单体分开而分开
B. 同源染色体分离时，等位基因也随之分离
C. 非同源染色体数量越多，非等位基因组合的种类也越多
D. 非同源染色体自由组合，使所有非等位基因也自由组合
D
练习与应用
1. 用白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交，通过眼睛颜色可判断子代果蝇的性别；用白眼雄果蝇和红眼雌果蝇杂交，通过眼睛颜色却不能判断子代果蝇的性别，这是为什么？用其他杂交组合，能否通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别呢？
二、拓展应用
红眼雌果蝇的基因型有XWXW和XWXw两种类型，白眼雄果蝇的基因型为XwY。如果基因型为XWXW的红眼雌果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交，则子一代无论雌雄，全部为红眼； 如果基因型为XWXw的红眼雌果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交，那么子代雌果蝇和子代雄果蝇都是既有红眼，也有白眼，因此无法通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。
练习与应用
2. 生物如果丢失或增加一条或几条染色体，就会出现严重疾病甚至死亡。但是在自然界，有些动植物的某些个体是由未受精的生殖细胞（如卵细胞）单独发育来的，如蜜蜂中的雄蜂等。这些生物虽然体细胞中的染色体数目减少了一半，但它们仍能正常生活。你如何解释这一 现象？
这些生物的体细胞中的染色体数目虽然减少了一半，但仍具有一整套非同源染色体，这一套染色体携带着控制该种生物所有性状的一整套基因。
拓展延伸
染色体组数决定型
其性别与染色体的倍数有关，雄性为单倍体，雌性为二倍体。
蚂蚁、蜜蜂等
练习与应用
3. 人的体细胞中有23对染色体，其中 1~22号是常染色体，23号是性染色体。现在已经发现多一条13号、18号或21号染色体的婴儿，都表现出严重的病症。据不完全调查，现在还未发现多一条（或几条）其他常染色体的婴儿。请你试着作出一些可能的解释。
人的体细胞中染色体数目的变异，会严重影响生殖、发育等各种生命活动，未发现其他常染色体数目变异的婴儿，很可能是发生这类变异后的受精卵不能发育，或发育至胚胎早期就死亡了的缘故。

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