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(共39张PPT)
第2节 基因在染色体上
一、萨顿假说
二、基因位于染色体上的实验证据
三、孟德尔遗传规律的现代解释
学习目标
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。
体细胞
24条
染色体
精子
12条
染色体
卵细胞
12条
染色体
受精
体细胞
24条染色体
一、萨顿的假说
萨顿由此推论：
基因是由染色体携带者从亲代传递给下一代的。也就是说，基因就在染色体上。
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。
一、萨顿的假说
基因成对
存在
只有成对的基因中的一个
成对的同源染色体一条来自父方，一条来自母方。
成对的基因一个来自父方，一个来自母方。
基因行为
染色体行为
体细胞
染色体成对
存在
只有成对染色体中的一条
配子
来源
P
配子
F1
P
配子
F1
♂
♀
D
d
Dd
DD
♂
dd
♀
×
×
配子形成和受精过程中有相对稳定的结构。
杂交过程中基因保持完整性和独立性。
传递性质
一、萨顿的假说
R
r
非等位基因在形成配子时自由组合
基因行为
染色体行为
行为
变化
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
看得见的
染色体
基因在染色体上
类比推理
基因
看不见的
平行关系
一、萨顿的假说
分离定律中成对的基因的行为与同源染色体在减数分裂过程中的行为很相似。
1、萨顿的假说内容
基因（遗传因子）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。
2、萨顿的假说依据
基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
3、萨顿的假说方法
类比推理法
4、萨顿的推论
萨顿根据基因和染色体行为存在着明显的平行关系，进行类比推理，得出结论：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。
【易错提醒】
（1）类比推理：是根据两个或两类对象有部分属性相同，从而推出它们的其他属性也相同的推理。
类比推理法是科学研究的重要方法之一，但是通过类比推理得出的结论不一定正确，还需要观察和实验的检验。
（2）并非所有基因都位于染色体上。在真核生物中，细胞核基因位于染色体，但细胞质基因位于线粒体和叶绿体DNA上;在原核生物中，细胞内无染色体，其基因位于拟核区的DNA上或者质粒DNA上；病毒中有基因，但无染色体。
类比推理的结果一定正确吗
孟德尔遗传理论
萨顿假说
摩尔根
T.H.Morgan
(1866-1945)
果蝇实验
二、基因位于染色体上的实验证据
二、基因位于染色体上的实验证据
特点
常见：果蝇是昆虫纲双翅目的一种小型蝇类，体长3~4 mm，在制醋和有水果的地方常常可以看到。
个体小，易饲养
繁殖快:在室温下10多天就繁殖一代
后代多：一只雌果蝇一生能产生几百个后代
具有易于区分的相对性状
染色体少，易观察（4对）
果蝇的优点
X
X
X
Y
雌雄果蝇体细胞染色体示意图
二、基因位于染色体上的实验证据
思考1：如何才能知道白眼是显性还是隐性？
思考2：如何才能知道红眼和白眼这对相对性状的遗传是否遵循孟德尔遗传规律呢？
红眼果蝇
白眼果蝇
1909年起，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。摩尔根和他的学生在实验室里培养了许多野生型红眼果蝇，没发现其它眼色果蝇。1910年5月的一天，摩尔根在实验室中偶然发现一只白眼雄果蝇。白眼性状是如何遗传的？
思考1：如何才能知道白眼是显性还是隐性？
思考2：如何才能知道红眼和白眼这对相对性状的遗传是否遵循孟德尔遗传规律呢？
二、基因位于染色体上的实验证据
一、观察分析，提出问题
红
白
F2
F1
P
根据F1表现出来的性状，可推出：
红眼为显性性状
白眼为隐性性状
1
1
1
1
:
:
:
×
符合分离定律
×
白眼(雄)
红眼(雌)
红眼(雌)
红眼(雄)
红眼(雌)
红眼(雌)
红眼(雄)
白眼(雄)
F2红眼和白眼之间的数量比是3:1，所不同的是白眼性状的表现，总是与性别相联系
孟德尔遗传理论
萨顿假说
摩尔根
T.H.Morgan
(1866-1945)
果蝇实验
二、基因位于染色体上的实验证据
若萨顿假说正确，那么红白眼基因在果蝇哪条染色体上？
二、基因位于染色体上的实验证据
红
白
F2
F1
P
1
1
1
1
:
:
:
×
×
白眼(雄)
红眼(雌)
红眼(雌)
红眼(雄)
红眼(雌)
红眼(雌)
红眼(雄)
白眼(雄)
二、作出假说
提出假设
控制白眼的基因位于X染色体上，Y染色体上不含其等位基因。
问题：为什么白眼性状的表现，总是与性别相联系？（教材P30）
二、基因位于染色体上的实验证据
果蝇的性别决定
XX
XY
雌性
雄性
XX
XY
雌雄果蝇体细胞染色体示意图
性染色体
常染色体
（同型）
3对常染色体+
XX
3对常染色体+
XY
（异型）
染色体
的类型
常染色体：与性别决定无关的染色体(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)
性染色体：与性别决定有关的染色体，如X、Y染色体
基因的表示方法：
基因在性染色体上：先写性染色体后写基因
雌果蝇基因型：
(XWXW)或(XWXw)
雄果蝇基因型：
——控制白眼的基因在X染色体上,而Y染色体不含有它的等位基因。
(XwXw)
(XWY)
(XwY)
红眼
白眼
白眼
红眼
X X
X Y
-
-
-
雌性：
雄性：
若用w表示控制眼睛颜色的基因，红眼W，白眼w。
纯合子：XWXW 、XwXw、XWY、XwY
（二）提出假说
F1
红眼(雌)
P
×
白眼(雄)
红眼(雌)
配子
红眼(雄)
×
F2
配子
♂
♀
控制白眼的基因位于X染色体上，Y染色体上不含其等位基因。
二、作出假说
二、基因位于染色体上的实验证据
F1
红眼(雌)
P
×
白眼(雄)
红眼(雌)
XWXW
XwY
XW
Xw
Y
XWXw
XWY
配子
控制白眼的基因位于X染色体上，Y染色体上不含其等位基因。
红眼(雄)
×
F2
XW
Xw
XW
Y
红眼(雌)
红眼(雌)
红眼(雄)
白眼(雄)
配子
XWXW
XWXw
XWY
XwY
♂
♀
假说亦可解释观察的现象
二、作出假说
二、基因位于染色体上的实验证据
P
F1
测交
杂种子一代
隐性纯合子
三、演绎推理（设计测交实验）
×
红眼(雌)
XWXw
XW
Xw
Xw
Y
红眼(雌)
白眼(雌)
红眼(雄)
白眼(雄)
XWXw
XwXw
XWY
XwY
白眼(雄)
XwY
配子
♂
♀
二、基因位于染色体上的实验证据
白眼雌×红眼雄:隐♀×显♂
P
红眼(雄)
XWY
白眼(雌)
XwXw
×
Xw
XW
Y
红眼(雌)
XWXw
白眼(雄)
XwY
配子
F1
后代出现4种表现型，比例为1:1:1:1
预测及实验验证的结果：红眼雌：白眼雄=1:1
测交
二、基因位于染色体上的实验证据
四、得出结论
控制白眼的基因（w）在X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因。
与理论推测一致，完全符合假说，假说完全正确！
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。
观察现象，发现问题
归纳综合，得出结论
分析问题，提出假说
设计实验，验证假说
果蝇杂交实验及现象
若控制白眼基因（w）在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因
测交实验验证假说
基因在染色体上
演绎推理
推理和想象
基因在染色体上
从此，摩尔根成了 理论的坚定支持者
孟德尔
假说—演绎法
课堂小结
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。
基因与染色体在数量上还存在什么关系？
显然，一条染色体上应该有许多个基因。
X
X
4对染色体，1.3万个基因
23对染色体，2.6万个基因
五、继续探究
三、基因与染色体的关系
三、基因与染色体的关系
摩尔根和他的学生们，设计测量出：第一幅果蝇各种基因在染色体上排列图谱。
得出结论 ：
一条染色体上有许多个基因；
基因在染色体上呈线性排列。
基因
定位
现代分子生物学技术：
基因在染色体上的直接证据
荧光分子标记法
一条染色体上有许多个基因；基因在染色体上呈线性排列
四、人类探明基因神秘踪迹的历程
1903年萨顿研究蝗虫的精子和卵细胞形成过程
1910年摩尔根进行果蝇杂交实验
提出假说：基因在染色体上
找到基因在染色体上的实验证据
孟德尔的豌豆杂交实验
发现了遗传因子
假说—演绎法
类比推理法
假说—演绎法
魏斯曼预测减数分裂存在
证实了减数分裂的存在
通过显微镜观察
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
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
1
2
3
4
五、孟德尔遗传规律的现代解释
五、孟德尔遗传规律的现代解释
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，独立地随配子遗传给后代。（教材P32）
基因的分离定律的实质是：
等位基因随同源染色体的分开而分离
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。（教材P32）
基因的自由组合定律的实质是：
非同源染色体上的非等位基因自由组合
五、孟德尔遗传规律的现代解释
三、孟德尔遗传规律
等位基因与非等位基因
③
④
①
②
A
B
c
D
E
A
b
c
D
e
F
g
F
g
等位基因：位于同源染色体的同一位置上，
控制着一对相对性状的两个基因，如图中的B与b，E与e。
相同基因：
虽位于同源染色体的同一位置上，但不是控制一对相对
性状的基因，如图中的A与A、D与D、F与F等。
非等位基因：
一是非同源染色体上的非等位基因，如A、B与F等，这些非等位基因遵循孟德尔遗传定律；
二是同源染色体上的非等位基因，如A与B、c等，这些非等位基因不遵循孟德尔遗传定律。
三、孟德尔遗传规律
1、等位基因：位于同源染色体的同一位置上，控制着一对相对性状的两个基因。
2、相同基因：虽位于同源染色体的同一位置上，但不是控制一对相对
性状的基因。
3、非等位基因：
（1）是非同源染色体上的非等位基因，这些非等位基因遵循孟德尔自由组合定律；
（2）是同源染色体上的非等位基因，如A与B、c等，这些非等位基因不遵循孟德尔自由组合定律。（易错）
基因的分离定律的实质是：
等位基因随同源染色体的分开而分离
基因的自由组合定律的实质是：
非同源染色体上的非等位基因自由组合
基因在染色体上
萨顿假说
摩尔根实验
孟德尔遗传规律的现代解释
基因和染色体的行为存在着明显的平行关系
基因位于染色体上
减数分裂过程中，等位基因随同源染色体的分开而分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合
依据
结论
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
课堂小结
随堂练习
In-class practice
1．果蝇某一条染色体上有许多基因（如图所示），下列有关说法正确的是（　　）
A．白眼基因与深红眼基因是控制果蝇眼色的一对等位基因
B．控制果蝇白眼和朱红眼的基因在减数分裂时可发生分离
C．该染色体上的所有基因都呈线性排列
D．该染色体上基因控制的性状一定会在后代中同时显现
C
随堂练习
In-class practice
2．下列哪一论述不支持基因和染色体行为存在明显的平行关系这一观点（ ）
A．基因在染色体上，等位基因位于同源染色体上
B．减数分裂形成配子时等位基因随同源染色体的分开而分离，进入不同的配子
C．体细胞中成对的基因和同源染色体都是一条来自父方，一条来自母方
D．原核生物细胞中没有染色体，但有基因的存在
D
随堂练习
In-class practice
3．在减数分裂过程中，遵循分离定律的基因、遵循自由组合的基因、因为交叉而互换的基因分别在（ ）
A．姐妹染色单体上；同一条染色体上；非姐妹染色单体上
B．同源染色体上；非同源染色体上；同源染色体的姐妹染色单体上
C．同源染色体上；非同源染色体上；同源染色体的非姐妹染色单体上
D．姐妹染色单体上；非同源染色体上；非同源染色体的姐妹染色单体上
C
随堂练习
In-class practice
4．基因与染色体具有平行关系，下列关于果蝇细胞中基因与染色体的叙述，错误的是（　　）
A．体细胞中成对的基因与染色体均分别来自双亲
B．配子中只存在成对基因与成对染色体中的一个
C．形成配子时，非等位基因、非同源染色体一定都表现为自由组合
D．基因与染色体在杂交、配子形成和受精等过程中保持结构相对稳定、完整和独立
C
随堂练习
In-class practice
5.下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的是：
A.染色体是基因的主要载体
B.基因在染色体上呈线性排列
C.一条染色体上有多个基因
D.染色体就是由基因组成的
D
随堂练习
In-class practice
6.果绳的红眼为伴性显性遗传，其隐性性状为白眼，在下列杂交组合中，通过眼色即可直接判断子代果蝇性别的一组是：
A.杂合红眼雌果蝇×红眼雄果蝇
B.白眼雌果蝇×红眼雄果蝇
C.杂合红眼雌果蝇×白眼雄果蝇
D.白眼雌果蝇×白眼雄果蝇
B
随堂练习
In-class practice
7.猴的下列各组细胞中，肯定含有Y染色体的是:
A.受精卵 B.次级精母细胞
C.初级精母细胞 D.雄猴的肠上皮细胞
E.精子
C D
随堂练习
In-class practice
8.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，如蜜蜂中的雄峰等。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？
这些生物虽然体细胞中的染色体数目减少了一半，但它们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。

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