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(共29张PPT)
减数分裂和受精作用
基因在染色体上
人教版高中生物必修二
第二章第二节
遗传学家
摩尔根
Morgan
复习旧知——分离定律与同源染色体
分离定律：在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。
染色单
体分开
同源染
色体分离
初级精母细胞
次级精母细胞（A）
次级精母细胞（B）
染色单
体分开
染色体
复制
精原细胞
a
A
A
A
A
A
a
a
a
a
基因在染色体上
同源染色体
遗传因子
(等位基因)
将遗传因子换成同源染色体，把分离定律念一遍。由此你联想到什么？
沃尔特·萨顿
俺也是这么想的
请同学们认真阅读教材P29-30萨顿假说内容，回答以下问题
1. 萨顿的推论是什么？依据？
2.如何理解基因与染色体的行为存在明显的平行关系。
3.如果基因在染色体上，请完成教材的P30“思考 讨论”
一、萨顿的假说
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。
依据
体细胞:
配子:
基因成对存在
一个来自父方
一个来自母方
受精后
体细胞:
成单存在
基因行为
染色体成对存在
成单存在
一条来自父方
一条来自母方
同源染色体分离
同源染色体
分离定律
Dd
D
d
Dd
一、萨顿的假说
1、假说依据：基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。
完整性
独立性
相对稳定的形态结构
形成配子和受精卵:
独立性
存在方式
来源
基因在染色体上
推理
平行关系
看不见的基因
看得见的染色体
等位基因分离
R
r
非等位基因在形成配子时自由组合
非同源染色体在减数分裂Ⅰ后期自由组合
YyRr
Y
y
YR
Yr
yR
yr
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
自由组合定律
分配
一、萨顿的假说
体细胞:
配子:
1、假说依据：基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。
无论是基因的分离定律、还是自由组合定律都与染色体的行为存在明显的平行关系。
根据萨顿的假说，请在图中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(图中染色体上白色横线代表基因的位置，相关基因用D、d表示)。
D D
d d
d
D
D d
D
d
D
d
D D
d d
D d
D d
一、萨顿的假说
结论：（看不见）基因位于染色体上，基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。
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。
2、萨顿的推论
根据两个对象在某些属性上相同或相似，通过比较而推断出它们在其他属性上也相同的推理过程。
科学研究方法之一
类比推理
一、萨顿的假说
正因为类比推理的非必然性，萨顿的假说遭到同时代的遗传学家摩尔根（T.H.Morgan)的强烈质疑
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！
我是一个文明有风度的黑粉！
二、基因在染色体上的证据
遗传学家
摩尔根
Morgan
“材料选对了就等于实验成功了一半”
昆虫纲双翅目，体长3—4mm。在制醋和腐烂水果的地方常常可以看到。常用作遗传学研究的实验材料。
(一)选择正确的实验材料
果蝇
二、基因在染色体上的证据
①有许多易于区分的相对性状；
②培养周期短；
③成本低；
④易饲养；
⑤染色体数目少，便于观察。
二、基因在染色体上的证据
红眼黑腹果蝇
白眼黑腹果蝇
(一)选择正确的实验材料
野生状态下
1910年5月，摩尔根的实验室里出现了1只奇特的白眼雄果蝇。
相对性状：眼色
①突然出现的白眼性状是显性还是隐性？
②对于红眼和白眼这一对相对性状的遗传
遵不遵循孟德尔的分离定律呢？
思考
F2
3 ： 1
红眼（雌、雄）
P
F1
红眼
(雌, 雄)
×
F1雌雄交配
白眼（雄）
二、摩尔根的果蝇杂交实验
红眼
白眼
1.眼色性状的显隐性？
红眼对白眼为显性
2.是否符合孟德尔遗传定律？解释？
符合，F1全是红眼，
F2红眼:白眼是3:1
3.果蝇眼色的遗传有何特殊之处？
F2白眼果蝇都是雄性，
白眼性状的表现与性别相关联
二、基因在染色体上的证据
(二)摩尔根的果蝇杂交实验
（1）观察现象，提出问题：
（假说—演绎法）
当时，性染色体已经发现，结合“萨顿假说”你能作出怎样的解释

二、基因在染色体上的证据
(二)摩尔根的果蝇杂交实验
雌雄果蝇体细胞中染色体组成有何异同？
3对常染色体+
3对常染色体+
XX
XY
染色体的类型
常染色体：与性别决定无关的染色体
性染色体：
与性别决定有关的染色体，如X、Y染色体
X
Y
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
非同源区段：
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：
基因的表示方法：
X X
-
-
雌性：
X Y
-
雄性：
如果基因在常染色体上:
如果基因在性染色体上:
DD、Dd、dd
先写性染色体后写基因。
XY
-
雄性：
X X
-
-
雌性：
X Y
-
雄性：
-
Ⅰ、Ⅲ
Ⅱ
(二)摩尔根的果蝇杂交实验
二、基因在染色体上的证据
Y染色体特有
X染色体特有
共有部分
提出假设:控制白眼性状的基因可能在性染色体上。
假设一:控制白眼的基因在Y染色体上，而X染色体上不含有它的等位基因。
假设二: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。
假设三:控制白眼的基因在X、Y染色体同源区上。
X
Y
Ⅰ
Ⅲ
Y染色体特有
X染色体特有
共有部分
(二)摩尔根的果蝇杂交实验
二、基因在染色体上的证据
P
×
红眼
白眼
写出三种假说对应的亲本基因型
用w表示控制眼睛颜色的基因：红眼W，白眼w.
ww ？
X Y
w
(2)提出假设:控制白眼性状的基因可能在性染色体上。
Ⅱ
XX,XYw
XW XW , Xw Y
XW XW
Xw Yw
×
×
如果只位于Y染色体上，则F1中应有白眼雄果蝇出现。
红眼（雌）
白眼（雄）
P
×
红眼
（雌、雄）
F1
F2
红眼（雌、雄）
白眼（雄）
F1雌雄交配
3/4
1/4
？
P
F1
F2
×
XWXW
XwY
XW
Y
Xw
配子
XWY
XWXw
×
Xw
XW
Y
XW
XWXW（雌）
XWXw（雌）
XWY（雄）
XwY（雄）
3/4红眼（雌、雄） 1/4白眼（雄）
配子
二、基因在染色体上的证据
(2)提出假设:控制白眼性状的基因可能在性染色体上。
假设二: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。
XWXW
XwY
如何验证呢？
测交
XWXw × XwY
XWX w
XwY
F1：
P：
配子：
红眼（雌） 白眼（雄）
XW Xw
Xw
Y
XwXw
XWY
红雌
白雌
红雄
白雄
XWY × XwXw
XWX w
红雌
XwY
白雄
F1：
P：
配子：
红眼（雄） 白眼（雌）
XW
Xw
Y
测交方案1
测交方案2
（3）演绎推理
还有其他测交方案吗？
雌果蝇均为红眼,雄果蝇均为白眼。
二、基因在染色体上的证据
假设二: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。
1 : 1 : 1 : 1
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，基因在染色体上。
测交方案1
测交方案2
(4)实验验证，得出结论
二、基因在染色体上的证据
假设二: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。
红眼（雌）
白眼（雄）
P
×
红眼
（雌、雄）
F1
F2
红眼（雌、雄）
白眼（雄）
F1雌雄交配
3/4
1/4
？
二、基因在染色体上的证据
假说三：控制白眼的基因在X、Y染色体同源区上。
P
F1
F2
×
XWXW
XwYw
XW
Yw
Xw
配子
XWYw
XWXw
×
Xw
XW
Yw
XW
XWXW（雌）
XWXw（雌）
XWYw（雄）
XwYw（雄）
3/4红眼（雌、雄） 1/4白眼（雄）
配子
(2)提出假设:控制白眼性状的基因可能在性染色体上。
XWXW
XwYw
测交？
XWXw × XwYw
XWX w
XwYw
F1：
P：
配子：
红眼（雌） 白眼（雄）
XW Xw
Xw
Yw
XwXw
XWYw
红雌
白雌
红雄
白雄
XWY W × XwXw
XWX w
红雌
XwY W
F1：
P：
配子：
红眼（雄） 白眼（雌）
XW
Xw
Y W
测交方案1
测交方案2
红雄
XY的同源区段 雌雄均红眼
与实验结果不一致
（3）演绎推理
假说三：控制白眼的基因在X、Y染色体同源区上。
二、基因在染色体上的证据
画出遗传图解，并阐述摩尔根等人的实验验证:是如何进行演绎推理的
1 : 1 : 1 : 1
演绎推理
测交
得出结论
基因在染色体上
白眼性状的表现总是与性别相联系
提出问题
假说
演
绎
法
作出假说
控制白眼基因（w）在X染色体上，
而Y染色体上不含有它的等位基因
实验验证
测交结果
回顾摩尔根的果蝇杂交实验实验：假说-演绎法
从此，摩尔根成了 孟德尔 理论的坚定支持者。
二、基因在染色体上的证据
果蝇的体细胞有4对染色体，携带的基因有1.3万多个。人的体细胞有23对染色体，携带的基因有2.6万多个。
②基因在染色体上呈线性排列
①一条染色体上有许多个基因
结论
资料
长芒
短芒
长翅
短翅
灰身
黑身
红眼
紫眼
直翅
卷翅
红眼
棕眼
果蝇染色体
二、基因在染色体上的证据
(2)提出假设:控制白眼性状的基因可能在性染色体上。
1.基因分离定律的实质：
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， 会随 的分开而 ，分别进入两个 中，独立地随配子遗传给后代。
2.基因的自由组合定律的实质：
位于 上的非等位基因的分离或组合是 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 自由组合。
等位基因
同源染色体
分离
配子
互不干扰
非等位基因
非同源染色体
三、孟德尔遗传规律的现代解释
等位基因？
非等位基因？
等位基因：
位于同源染色体的同一个位置上控制着相对性状的基因（如：A和a、D和d。其中B和B，C和C为相同基因，不能称为等位基因）
非等位基因：
不同对等位基因之间互为非等位基因（如：A和E、A和B、B和E等）
判断
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
√
×
三、孟德尔遗传规律的现代解释
A
a
B
B
C
C
D
d
E
e
a
A
a
A
等位基因随同源染色体的分开而分离
杂合子体细胞
配子
配子
1.基因分离定律的实质：
三、孟德尔遗传规律的现代解释
A
a
B
b
A
b
a
B
B
A
a
b
非同源染色体上的非等位基因自由组合
杂合子体细胞
配子
配子
2.基因自由组合定律的实质：
等位基因具有一定的独立性
非同源染色体上的非等位基因是
互不干扰
(1)图中属于等位基因的有______________________。
(2)图中非等位基因有___________________________
___________________________________________。
A与a、B与b、C与c
A(或a)和C(或c)、
B(或b)和C(或c)、A(或a)和B(或b)
(3)上述非等位基因中，能自由组合的是________________________________。
A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)
(4)不考虑同源染色体非姐妹染色单体间的互换，该生物能产生____种配子，分别是___________________________。
ABC、ABc、abC、abc
4
如图是某生物细胞内染色体和基因的分布图，①和②、③和④是两对同源染色体，请回答下列问题：
三、孟德尔遗传规律的现代解释
举例说明哪些基因的行为不遵循孟德尔遗传规律？
（1）同源染色体上的非等位基因不遵循自由组合定律。
（2）叶绿体、线粒体中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。
（3）原核生物中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。
基因在染色体上
基因和染色体存在着明显的平行关系
内容：
依据：
结论：
基因的分离定律的实质
基因的自由组合定律的实质
萨顿假说
实验验证:
实验现象:
实验假设:
果蝇眼色遗传与性别相联系
控制白眼的基因位于X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因
测交实验
摩尔根实验
孟德尔遗传规律的现代解释
基因在染色体上呈线性排列
基因在染色体上
本节小结
1．摩尔根研究控制果蝇白眼的基因在染色体上的位置时经历了若干过程，下列叙述依次为(　　)
①白眼性状是如何遗传的，为何与性别有关　②控制白眼的基因仅位于X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因　③对F1红眼雌果蝇进行测交
A．①为假说，②为推论，③为实验验证
B．①为观察，②为假说，③为推论
C．①为问题，②为假说，③为实验验证
D．①为推论，②为假说，③为实验验证
C
跟踪训练
2．某果蝇两条染色体上部分基因分布示意图如右，
相关叙述正确的是(　　)
A.朱红眼和暗栗色眼是相对性状，基因cn与基因cl
为等位基因
B．有丝分裂后期，基因cn、cl、v、w会出现在细胞的同一极
C．辰砂眼基因(v)和白眼基因(w)只会出现在雌配子中
D．减数分裂Ⅰ后期，非等位基因cn、cl、v、w会自由组合
B
跟踪训练
A．控制长翅和残翅、直翅和弯翅的基因遗传时遵循自由组合定律
B．通常情况下，该个体的一个初级精母细胞所产生的精细胞基因型有四种
C．该个体的细胞处于有丝分裂后期时，移向细胞同一极的基因为A、B、D或a、b、d
D．该个体与另一个体进行测交，后代基因型比例为1∶1∶1∶1
D
3．基因型为AaBbDd的某昆虫长翅(A)对残翅(a)、直翅(B)对弯翅(b)、有刺刚毛(D)对无刺刚毛(d)为显性，控制这三对性状的基因在染色体上的位置如图所示。下列叙述正确的是(　　)
跟踪训练

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