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(共38张PPT)
2.2 基因在染色体上
基因在哪里？
悠悠百年，寻寻觅觅。
怀疑、争论、推理……
最终是观察和实验，
探明它神秘的踪迹
　 加拿大外交官朗宁曾在竞选省议员时，由于他幼儿时期吃过中国奶妈的奶水一事，受到政敌的攻击，说他身上一定有中国血统。朗宁反驳说：“你们是喝牛奶长大的，你们身上一定有牛的血统了。”
【科学方法】
类比推理:根据两个对象有部分属性相同的前提，推论出他们的其他属性也相同的结论。科学家利用类比推理得出了很多重要的结论。
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。
例：以下选项和给出的例子努力∶成功在逻辑关系相似的是（ ）
A.生根∶发芽 B.耕耘∶收获
C.城市∶乡村 D.原告∶被告
B
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。
【回顾旧知】
人体染色体组成
22对常染色体+1对性染色体
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
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。
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。
一、萨顿的假说
　　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。发现孟德尔假设的一对遗传因子（即等位基因），其分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。
基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。
Aa
A
a
等位基因形成配子时分离
体细胞形成生殖细胞时同源染色体分离
基因（遗传因子）是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，既基因在染色体上。
一、萨顿的假说（类比推理）
发现问题：
用蝗虫细胞作实验材料，研究精子和卵细胞的形成过程，发现孟德尔定律中基因的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。
假说的内容：
基因是由染色体携带着从亲代传给下一代的。
假说的核心：
基因位于染色体上。
依据：
基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
基因的行为 染色体的行为
杂交过程中 保持________________ 也有__________________
体细胞中 存在形式 _________存在 __________存在
在配子中 存在形式 只有成对基因中的____ 只有成对染色体中的____
体细胞中 的来源 成对中的基因：一个来自____，一个来自_____ 同源染色体：一条来自______，一条来自______
形成配子时 组合方式 非等位基因：________ 非同源染色体：________
基因和染色体的平行关系
完整性和独立性
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
自由组合
基因和染色体的行为存在明显的平行关系
二、基因位于染色体上的实验证据
摩尔根早期是一个坚定的反孟德尔主义者，他不同意孟德尔，也不同意萨顿。
果蝇的优点：
1. 个体小，易饲养
2. 繁殖快，后代多
3.具有易于区分的相对性状
4.染色体少，易观察（4对）
摩尔根和他的学生养了一群果蝇，繁殖多代都是红眼，后来偶然出现了一只白眼雄果蝇。
♀ 野生红眼
♂小白
X
1、如何知道白眼是显性还是隐性？
2、如何让果蝇杂交？
受精囊
雌果蝇生殖器官有受精囊，可以保存与多只雄果蝇交配所得的大量精子。
因此，在做果蝇杂交实验的时候，为了确保实验结果可靠，雌果蝇必须从未交配过（处女蝇）。
雌果蝇自羽化（破蛹而出）开始10小时内尚未性成熟而无交配能力。
将收集到的处女蝇，单独培养3天，如果产卵就说明不是处女蝇了，如果没产卵，则为处女蝇，这个时候再放入雄果蝇完成杂交实验。
♀ 野生红眼
♂小白
X
P：
F1：
1、如何知道白眼是显性还是隐性？
白眼是隐性。
X
F2：
♀
♂
2红眼雌
1红眼雄
1白眼雄
红眼：白眼=3:1
同时进行
红眼女儿
♂小白
X
回交
1红眼雌
1红眼雄
1白眼雄
1白眼雌
果蝇的性别决定
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
果蝇的染色体组成：
3对常染色体+1对性染色体
性染色体组成 果蝇性别
XX
雌性
XY
雄性
XO
雄性
XXY
雌性
果蝇的性别与Y染色体无关，
与X的条数有关。
♀ 野生红眼
♂小白
X
P：
F1：
X
F2：
♂
2红眼雌
1红眼雄
1白眼雄
♀
事实1：果蝇的红/白眼遗传与性别相关联
事实2：果蝇的性别取决于X染色体
萨顿：基因位于染色体上
提出假设
红/白眼色基因位于X染色体上，Y染色体上不含其等位基因。
红眼（显性）：W
白眼（隐性）：w
XW
Xw
红/白眼色基因位于X染色体上，Y染色体上不含其等位基因。
♀ 野生红眼
♂小白
X
P：
F1：
X
F2：
♂
2红眼雌
1红眼雄
1白眼雄
♀
亲本:
XWXW红眼（雌）
XwY白眼（雄）
配子:
XW
Xw
Y
XWXw红眼（雌）
XWY红眼（雄）
F1:
XWXw红眼（雌）
XWY红眼（雄）
F1:
雌配子 雄配子
配子棋盘法：
XW
Xw
XW
Y
XWXW红眼（雌）
XWXw红眼（雌）
XWY红眼（雄）
XwY白眼（雄）
红眼：白眼=3:1 且白眼全是雄性
♀ 野生红眼
♂小白
X
P：
F1：
X
F2：
♀
♂
2红眼雌
1红眼雄
1白眼雄
红眼：白眼=3:1
同时进行
红眼女儿
♂小白
X
回交
1红眼雌
1红眼雄
1白眼雄
1白眼雌
XWXW
XwY
XWXw
XWY
XWXw
XWXW
XWY
XwY
XWXw
XwY
XWXw
XWY
XwY
XwXw
摩尔根的假说可以合理解释实验现象，说明假设是合理的。但是还需要对假说进行验证。
假说-演绎法
雌果蝇基因型：
XWXW
XWXw
XwXw
雄果蝇基因型：
XWY
XwY
隐雌X显雄
P：
XwXw
XWY
X
白眼雌蝇
红眼雄蝇
配子：
Xw
XW
Y
F1：
XWXw
红眼雌蝇
XwY
白眼雄蝇
1:1
隐雌X显雄
根据后代的眼睛颜色直接判断性别。
摩尔根首次把一个特定的基因（决定果蝇眼睛颜色的基因）和一个特定的染色体（X染色体）联系起来，从而用实验证明了基因在染色体上。
回顾摩尔根的果蝇杂交实验方法：假说-演绎法
白眼性状的表现总是与性别相联系
提出问题
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
演绎推理
根据假说预期实验结果
实验验证
进行测交实验
实验亲本：隐雌显雄
得出结论
实验结果与预期结果一致，假说成立—基因在染色体上
拓展：基因在染色体上的不同位置
X
Y
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
X特有区段
Y特有区段
如果基因在常染色体上:
DD、Dd、dd
如果基因在性染色体上:
则将基因符号写在性染色体符号的右上角。如XWXW
(1)非同源区段（特有区域）
①基因只存在于X染色体（Ⅰ区段）上
X Y
-
雄性：
②基因只存在Y（Ⅲ区段）上
XY
-
雄性：
(2)在同源区段Ⅱ（共有区域）
Ｘ、Ｙ同源区段的基因是成对存在的。
X Y
-
雄性：
-
假说1
控制白眼的基因是在Y染色体上，X染色体上没有它的等位基因
P
F1
×
红眼雌果蝇
X X
白眼雄果蝇
X Yw
P
红眼雌果蝇
X X
比例
X X
红眼雌
X Yw
白眼雄
1 : 1
不符合
×
♀
P
♂
F1
♀♂
红眼
白眼
红眼
假说2
控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上。
红 ：白 = 3 ：1
P
F1
F2
×
红眼雌果蝇
XWXW
白眼雄果蝇
XwYw
比例
XWXw
红眼雌
XWYw
红眼雄
×
XWXW
红雌
XWXw
红雌
XWYw
红雄
XwYw
白雄
♀ 野生红眼
♂小白
X
P：
F1：
X
F2：
♂
2红眼雌
1红眼雄
1白眼雄
♀
符合
隐雌x显雄
XwXw
╳
XWYW
XWXw
XwYW
红眼（雌）
红眼（雄）
不符合
假说2
控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上。
假说 假说1：控制果蝇眼色的基因只位于X染色体上，而Y染色体上没有 假说2：控制果蝇眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段上
图解
实际实验结果：
红眼雌性 白眼雄性
126 115
实验验证，得出结论：
控制果蝇红眼、白眼的基因只位于X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
荧光标记技术
摩尔根及其弟子发明了测定基因在染色体上相对位置的方法，发现基因在染色体上呈线性排列。
一条染色体上有许多个基因。
基因在染色体上呈线性排列。
染色体是基因的主要载体
思考：细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？
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、叶绿体中；
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。
1．在摩尔根所做的果蝇野生型与白眼突变体杂交实验中，最早能够判断白眼
基因位于X染色体上的最关键的实验结果是(　　)
A．白眼突变体与野生型杂交，F1全部表现为野生型，雌雄比例1∶1
B．F1相互交配，后代出现性状分离，白眼全部是雄性
C．F1雌性与白眼雄性杂交，后代出现白眼，且雌雄比例为1∶1
D．白眼雌性与野生型雄性杂交，后代白眼全部为雄性，野生型全部为雌性
B
C
2．果蝇的红眼对白眼为显性，控制红眼和白眼性状的基因位于X染色体上，
在下列哪组杂交组合中，通过眼色就可直接判断子代果蝇的性别(　　)
A．白眼(♀)×白眼(♂)
B．杂合红眼(♀)×红眼(♂)
C．白眼(♀)×红眼(♂)
D．杂合红眼(♀)×白眼(♂)
三、孟德尔遗传规律的现代解释
1、分离定律
a
A
A
a
等位基因：位于同源染色体的相同位置,控制相对性状的基因。
如D和d（字母相同，大小写不同）
三、孟德尔遗传规律的现代解释
1、分离定律
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。
a
A
a
杂合子体细胞
A
配子
配子
1、分离定律
分离定律实质:
等位基因随同源染色体的分开而分离
发 生 时 间:
减数分裂Ⅰ后期
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
同源染色体分离，
等位基因分离
A
A
A
减数分裂Ⅱ
染色单体分开，相同基因分离
等位基因（A和a）的分离发生在减数分裂Ⅰ后期
2、自由组合定律
d
B
B
a
A
D
非等位基因：①位于同源染色体上不同区段的非等位基因
②位于非同源染色体上的非等位基因
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。
2、自由组合定律
A
b
a
B
B
A
a
b
A
a
B
b
杂合子体细胞
配子
配子
自由组合定律实质:
2、自由组合定律
非同源染色体上的非等位基因自由组合
减数分裂Ⅰ后期
发 生 时 间 ：
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
B
a
A
b
非等位基因的自由组合也发生在减数分裂Ⅰ后期
A
b
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
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
同源染色体上的非等位基因不能自由组合。
易错提醒： “基因的遗传”不一定遵循“遗传定律”
(1)原核生物中基因的遗传都不遵循孟德尔遗传规律。
原核生物无染色体
(2)真核生物细胞核中的基因有的遵循孟德尔的遗传规律，但叶绿体、线粒体中的基因都不遵循孟德尔的遗传规律。
叶绿体、线粒体上基因是母系遗传
(3)非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律，而同源染色体上的非等位基因不遵循自由组合定律。
1．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　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　D
A　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　D
A
同源染色体上的非等位基因不能自由组合。
同卵双胞胎：一个精子与一个卵细胞结合完成受精作用后，受精卵一分为二变为两个一样的细胞，然后发育成为两个个体，因为两个个体源自同一个受精卵，所以叫同卵双胞胎。
拓展
异卵双胞胎：成年女性每月排卵1次，有时因某种原因同时排出两个卵细胞并同时受精，就产生了两个不同的受精卵。这两个受精卵各有自己的一套胎盘，相互间没有什么联系，叫作异卵双胞胎。

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