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(共22张PPT)
第二章 基因和染色体的关系
第二节 基因在染色体上
问题探讨：
为什么不测定全部46条染色体
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。
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。
对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测哪些染色体
一.萨顿的假说
1903年，美国遗传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。
他发现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。
萨顿
发现：
一.萨顿的假说
24条
受精卵
新个体
♀
♂
24条
24条
24条
12条
12条
减数分裂
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.
基因(遗传因子)是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。
减数分裂
受精作用
推论：
假说：
基因就在染色体上。
依据：
因为基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。
一.萨顿的假说
体细胞:
配子:
基因成对存在
D
一个来自父方
一个来自母方
受精后
体细胞:
成单存在
遗传学
等位基因分离
一对基因
染色体成对存在
成单存在
一条来自父方
一条来自母方
细胞学
同源染色体分离
一对同源染色体
分离定律
Dd
d
Dd
看不见的基因
基因在染色体上
推理
看得见的染色体
平行关系
一.萨顿的假说
非等位基因自由组合
非同源染色体自由组合
yR
Yr
yr
YR
YyRr
体细胞:
配子:
自由组合定律
看不见的基因
基因在染色体上
推理
看得见的染色体
平行关系
遗传学
两对基因
细胞学
两对同源染色体
比较项目 基因的行为 染色体的行为
传递中的特点
体细胞存在形式
配子中存在形式
体细胞中的来源
形成配子时的 分配特点
类比 推理 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
基因与染色体的平行关系
一.萨顿的假说
基因和染色体行为存在着明显的平行关系
基因位于染色体上
类比推理法
一.萨顿的假说
减数分裂中基因和染色体的关系
高 茎
高 茎
矮 茎
高 茎
×
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
1.依据萨顿假说，请在课本30页“思考讨论”图中的染色体上标出基因符号
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
二.基因位于染色体上的实验证据
美国生物学家摩尔根曾经明确表示过不相信孟德尔的遗传理论，讥笑孟德尔的研究方法，称“解释结果需要高级杂耍”。
对萨顿的基因位于染色体上的学说更持怀疑态度，认为这是主观的臆测，缺少实验证据。
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！
美国生物学家摩尔根
（1866-1945）
我是一个文明有风度的黑粉！
他一直琢磨着设施一个实验，探究生物的遗传与染色体到底什么关系。
1909年开始，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。
摩尔根的这种大胆质疑，科学务实的研究精神是值得我们努力学习的。
少见的白眼雄果蝇
野生红眼基因果蝇
二.基因位于染色体上的实验证据
果蝇作为遗传研究材料的优点：
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。
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
二.基因位于染色体上的实验证据
P：
F1：
F2：
3/4
1/4
×
观察现象
如何判断果蝇的显隐性性状
此实验现象是否符合分离定律
与孟德尔豌豆杂交实验的结果相比，有哪些共同点和不同点
1
提出问题
2
分析问题
3
①F1全为红眼
②F2中红眼∶白眼＝3∶1
③白眼性状的表现总是与性别相关联
假说——演绎法：证明基因位于染色体上
红眼
(♀、♂)
F1雌雄交配
红(雌、雄)
白 (雄)
红眼(♀)
白眼(♂)
红眼对白眼是显性
符合分离定律
二.基因位于染色体上的实验证据
同一时期，一些生物学家已经在一些昆虫的细胞中发现了性染色体。
果蝇的染色体组成
果蝇染色体 性染色体 常染色体 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
雄果蝇
雌果蝇
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅲ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅳ
Ⅳ
Ｘ Ｘ
Ｘ Ｙ
只有具性别分化的生物才有性染色体之分
二.基因位于染色体上的实验证据
提出假设
4
解释现象
5
Y非同源区(Ⅱ1)
假设三能解释上述现象，请同学们写出遗传图解并分享。
XY同源区段(Ⅰ)
X非同源区段(Ⅱ2)
X
Y
A.位于常染色体Ⅱ、Ⅲ或Ⅳ上。
D.位于X和Y染色体的同源区段上(Ⅰ)。
C.只位于X染色体上(Ⅱ2)。
B.只位于Y染色体上(Ⅱ1)。
×
控制白眼的基因应该位于什么染色体上呢？
X X
-
-
雌性：
X Y
-
雄性：
XY
-
雄性：
X X
-
-
雌性：
X Y
-
雄性：
-
二.基因位于染色体上的实验证据
解释现象
5
红眼(♀)
白眼(♂)
X X
X Yw
B.只位于Y染色体上(Ⅱ1)
P：
配子：
F1
X
Yw
X
X Yw
X X
红眼雌
白眼雄
比例
1 : 1
不能解释摩尔根的果蝇杂交实验结果。
×
×
二.基因位于染色体上的实验证据
解释现象
5
P：
×
红眼(♀)
白眼(♂)
XWXW
XwY
配子：
XW
Y
Xw
XWY
XWXw
F1
XW
Xw
XW
Y
XW Xw
XW
Y
♂
♀
XWXW 红眼 (♀)
XWXw 红眼 (♀)
XWY 红眼 (♂)
XwY 白眼 (♂ )
♀
♂
C.只位于X染色体上(Ⅱ2)
红眼：白眼♂=3:1
F2
二.基因位于染色体上的实验证据
6
演绎推理
XWXw
XwY
Xw
Y
XW
Xw
F1 红眼（♀） × 白眼（♂）
XWXw
XWY
XwXw
XwY
红眼(♀)
白眼(♂)
红眼(♂)
1 : 1 : 1 : 1
红眼雌果蝇: 126
红眼雄果蝇: 132
白眼雌果蝇: 120
白眼雄果蝇: 115
摩尔根实际的实验结果：
验证假说
7
摩尔根实际的实验结果：
F1 红眼（♂） × 白眼（♀）
XWY
XwXw
XWXw
Y
XW
Xw
XwY
红眼(♀)
白眼(♂)
红眼雌果蝇: 307
白眼雄果蝇: 290
验证假说
7
6
演绎推理
1 : 1
白眼(♀)
二.基因位于染色体上的实验证据
解释现象
5
D.位于X和Y染色体的同源区段上(Ⅰ)
P：
红眼(♀)
白眼(♂)
XWXW
XwYw
XW
Yw
Xw
XWYw
XWXw
♀
♂
XW Xw
XW
Yw
♂
♀
XWXW 红眼 (♀)
XWXw 红眼 (♀)
XWYw 红眼 (♂)
XwYw 白眼 (♂ )
演绎推理
6
F1 红眼（♀） × 白眼（♂）
XWXw
XwYw
Xw
Yw
XW
Xw
XWXw
XWYw
XwXw
XwYw
红眼(♀)
白眼(♀)
白眼(♂)
红眼(♂)
1 : 1 : 1 : 1
配子：
F1
F2
红眼：白眼♂=3:1
二.基因位于染色体上的实验证据
演绎推理
6
↓
C.只位于X染色体上(Ⅱ2)
P
F1
↓
D.位于X和Y染色体的同源区段上(Ⅰ)
P
F1
得出结论
8
控制果蝇红眼、白眼的基因位于X染色体上
基因位于染色体上
红眼(♀) 白眼(♀) 红眼(♂) 白眼(♂)
XWXW XWXw XwXw XWY XwY
红眼雌307
白眼雄290
与理论推测一致，完全符合假说C
白眼（♀）
红眼（♂）
XWY
XwXw
×
XWXw
红眼(♀)
XwY
白眼(♂)
白眼（♀）
红眼（♂）
XWYW
XwXw
×
XWXw
红眼(♀)
XwYW
红眼（♂）
摩尔根实际的实验结果：
二.基因位于染色体上的实验证据
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
红宝石眼
黄身
白眼
截翅
朱红眼
深红眼
棒状眼
短硬毛
果蝇X染色体上一些基因的示意图
二.基因位于染色体上的实验证据
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
重要遗传学发展历
类比推理法
假说--演绎法
假说--演绎法
摩尔根：我是一个诚实又上进的忠粉！
三.孟德尔遗传规律的现代解释
1.基因分离定律的实质
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。
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
D
D
d
d
D
D
d
d
D
D
d
d
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
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。
减数分裂Ⅰ后期
二.孟德尔遗传规律的现代解释
2.基因自由组合定律的实质
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。
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；
减数分裂Ⅰ后期

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