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(共26张PPT)
第2节 基因在染色体上
第二章 基因和染色体的关系
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
减数分裂中基因和染色体的关系
高 茎
高 茎
矮 茎
高 茎
D d
D D
d d
D d
d d
×
减数
分裂
受 精
减数
分裂
高 茎
减数
分裂
P
配子
F1
F1配子
高茎
矮茎
F2
d
D
d
D
D D
D
D d
d
思考：依据萨顿的理论，请在课本30页“思考讨论”图中的染色体上标出基因符号
一、萨顿的假说
　 加拿大外交官朗宁曾在竞选省议员时，由于他幼儿时期喝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的血统。 朗宁反驳说：“你们是喝牛奶长大的，那么你们身上一定有牛的血统了”。
类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性!还必须经过实验验证！！！
萨顿经类比推理得出的结论——”基因在染色体上”究竟是否无懈可击？
萨顿的假说
二、基因位于染色体上的实验证据----摩尔根
果蝇作为遗传学材料的优点（P30相关信息）
①个体小，易饲养
一只牛奶瓶放一些捣烂的香蕉，可饲养数百甚至上千只果蝇。
②繁殖快，后代数量多
在25℃左右温度下十几天就繁殖一代，一只雌果蝇一代能繁殖数百只。
③相对性状多且明显，便于观察统计
④染色体少，易观察（4对）
二、基因位于染色体上的实验证据
摩尔根的果蝇杂交实验——假说演绎法
白眼是隐性性状
控制果蝇红眼和白眼的基因遵循基因的分离定律。
果蝇红、白眼相对性状由一对等位基因控制。
实验：红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交。
结果：F1全为红眼。显隐性状分别是什么？
实验：F1红眼果蝇自由交配。
结果：F2红眼、白眼数量比是3：1，能说明什么？
3/4
1/4
P
×
白眼（雄）
红眼（雌）
F1
红眼
雌、雄
F2
白眼（雄）
红眼（雌、雄）
雌、雄交配
特殊现象 ：F2白眼全是雄果蝇，与性别有关。
提出问题 ：F2白眼性状为什么与性别有关？
果蝇染色体组成：
同型
性染色体
常染色体
3对常染色体+
3对常染色体+
XX
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
思考：1、所有的生物都有性染色体吗？
雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分。
2、既然F2白眼性状为什么与性别有关，那么控制白眼的基因位于性染色体的哪里呢？因此结合上图呢能提出哪些假说？
建立假说
假说①：控制白眼的基因（w）位于X染色体上，Y染色体上无该基因的等位基因。
（基因位于B段）
假说②： 控制白眼的基因在 X染色体和 Y染色体上，即 Y染色体上含有它的等位基因。
（基因位于A、C段）
假说③： 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。
（基因位于D段）
二、基因位于染色体上的实验证据
若假设③成立，那么X染色体上没有控制眼色的基因，雌性果蝇不会出现眼色这一性状。
雌性：XWXW、 XWXw、 XwXw 雄性：XWY、XwY
雌性： XWXW、 XWXw、XwXw 雄性：XWYW、XWYw、XwYw、XwYw
雌性： XX 雄性： XYW、XYw 、
建立假说
F1
×
红眼(雌)
红眼(雄)
P
×
白眼(雄)
红眼(雌)
XWXW
XwY
XW
Xw
Y
XWXw
XWY
F2
XW
Xw
XW
Y
红眼(雌)
红眼(雌)
红眼(雄)
白眼(雄)
配子
配子
XWXW
XWXw
XWY
XwY
♂
♀
假说①：控制白眼的基因（w）位于X染色体上，Y染色体上无该基因的等位基因。 （基因位于B段）
二、基因位于染色体上的实验证据
演绎推理
XW
Xw
Xw
Y
红眼(雌)
白眼(雌)
红眼(雄)
白眼(雄)
XWXw
XwXw
XWY
XwY
实验检验
摩尔根等人实施了测交，实验结果结果与推理的结果相同。
配子
♂
♀
二、基因位于染色体上的实验证据
P
F1
测交1
杂种子一代
隐性纯合子
×
红眼(雌)
XWXw
白眼(雄)
XwY
P
红眼(雄)
XWY
白眼(雌)
XwXw
×
Xw
XW
红眼(雌)
XWXw
白眼(雄)
XwY
配子
F1
Y
测交2
测交1中子一代：白眼(雌)
红眼(雄)
×
建立假说
假说②： 控制白眼的基因在 X染色体和 Y染色体上，即 Y染色体上含有它的等位基因（基因位于A、C段）
F1
×
红眼(雌)
红眼(雄)
P
×
白眼(雄)
红眼(雌)
XWXW
XwYw
XW
Xw
Yw
XWXw
XWYw
F2
XW
Xw
XW
Yw
红眼(雌)
红眼(雌)
红眼(雄)
白眼(雄)
配子
配子
XWXW
XWXw
XWYw
XwYw
♂
♀
假说亦可解释观察的现象
二、基因位于染色体上的实验证据
白眼基因只在X染色体上
白眼雌×红眼雄（自然情况下XWY）
如何证明白眼基因在X染色体上，而不存在于Y染色体上。
反交（白眼雌×红眼雄）
白眼基因在X染色体和Y染色体上均有
白眼雌×红眼雄（自然情况下XWYW）
P
红眼(雄)
XWY
白眼(雌)
XwXw
×
Xw
XW
Y
红眼(雌)
XWXw
白眼(雄)
XwY
配子
F1
P
红眼(雄)
XWYW
白眼(雌)
XwXw
×
Xw
XW
YW
红眼(雌)
XWXw
红眼(雄)
XwYW
配子
F1
二、基因位于染色体上的实验证据
测交实验结果：将白眼雌果蝇和自然存在的红眼雄果蝇（纯合）进行杂交实验，发现子代为：红眼（♀）：白眼（♂）=1:1
证明：白眼基因在X染色体上，而不存在于Y染色体上
演绎推理
摩尔根等人通过测交等方法，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。
得出结论
X
X
X
Y
XWXW(w)
XW
XW(w)
XW
XW(w)
XWY
XW
XW
证明了基因在染色体上
二、基因位于染色体上的实验证据
三、基因与染色体上的关系
思考：细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？
不是。
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等细胞器；
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。
在基因研究中，下列成就分别是由哪些科学家来完成的？
①提出“性状是由遗传因子决定的”观点。
②把“遗传因子”改为“基因”，并提出“等位基因”概念。
③提出“基因在染色体上”的假说。
④用实验证明了“基因在染色体上”。
孟德尔
约翰逊
摩尔根
萨顿
假说—演绎法
假说—演绎法
三、基因与染色体上的关系
短硬毛
棒状眼
深红眼
朱红眼
截翅
红宝石眼
白眼
黄身
结论：基因在染色体上呈线性排列。
摩尔根和他的学生们，设计测量出：
第一个果蝇各种基因在染色体上排列图谱。
人只有23对染色体，却有约2.6万个基因。
一条染色体上应该有许多个基因。
果蝇只有4对染色体，携带的基因有1.3万多个；
思考：用荧光标记法可显示基因在染色体上的位置，图片中同种颜色在同一条染色体上会有两个的原因是什么？
荧光标记技术
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，具有一定的独立性；
D
d
1
2
D
d
1
2
D
d
D
1
D
d
2
d
d
D
D
d
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。
三、孟德尔遗传规律的现代解释
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
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。。
三、孟德尔遗传规律的现代解释
1.等位基因（一对遗传因子）
同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因。
2.非等位基因（不同对对遗传因子）
非同源染色体上的非等位基因
三、孟德尔遗传规律的现代解释
A
a
B
b
D
ｄ
1、A (或a）与 D（或d）互为等位基因吗？
这些基因的遗传遵循孟德尔的遗传规律吗？
2、指出图中的等位基因有哪些？
3、非等位基因有哪些？能自由组合的有哪些？
4、不考虑同源染色体的非姐妹染色单体的互换，图中的生物能产生哪几种配子？
合作探究
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（A和ｂ在同一条染色体上）
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
A
a
B
b
2对等位基因位于1对同源染色体上（A和B在同一条染色体上）
5、以基因型AaBb为例，分析两对等位基因在常染色体的位置关系，它们分别能产生哪几种配子（不考虑互换），符不符合孟德尔的遗传规律？
6、结合上面的分析，想一想有哪些情况不遵寻孟德尔的遗传规律？
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
【判断正误】
(1)果蝇具有易饲养、繁殖快、染色体数量多等优点。
(2)摩尔根利用假说一演绎法证明控制果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体上。
(3)摩尔根的果蝇杂交实验证明了基因在染色体配上且呈线性排列。
(4)基因和染色体的行为存在明显的平行关系，所以基因全部位于染色体上。
(5)非同源染色体自由组合,使所有非等位基因之间也发生自由组合。
×
√
×
×
×
二、拓展应用
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？
XWXW
红眼雌果蝇
XwY
白眼雄果蝇
P
F1
XWXw
XWY
子一代无论雌雄，全部为红眼。
×
红眼雌果蝇
白眼雄果蝇
P
F1
子代雌、雄果蝇都是既有红眼，也有白眼。
×
XWXw
XwY
XwY
XWXw
XwXw
XWY
因此无法通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。
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。
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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