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(共69张PPT)
减一中期
减一后期
减二前期
中期
后期
末期
次级精母细胞
间期（精原细胞）
减一前期
初级精母细胞
精细胞
减一前期
次级精母细胞
减一中期
减一后期
减二前期
中期
后期
末期
初级精母细胞
精细胞
间期（精原细胞）
第2节 基因在染色体上
研究方向：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，其分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。
萨顿
美国遗传学家
受精卵
受精作用
精子
卵细胞
精原细胞
24条
12条
12条
24条
萨顿由此推论：基因是由染色体携带着从亲代传递给
下一代的。也就是说，基因就在染色体上。
一.萨顿的假说
卵原细胞
减数
分裂
减数
分裂
24条
假说的依据：基因和染色体行为存在着明显的平行关系
假说的内容：基因是由染色体携带着从亲代传给下一代的。假说内容的核心：基因位于染色体上。
一.萨顿的假说
减一中期
减一后期
减二前期
中期
后期
末期
次级精母细胞
间期（精原细胞）
减一前期
初级精母细胞
精细胞
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 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：
______________
成对
成对
一个
一条
父方
母方
父方
母方
自由组合
自由组合
完整性和独立性
相对稳定的形态结构
一.萨顿的假说
发现问题：用蝗虫作材料，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。
类比推理法
注意:类比推理法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。
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。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。
摩尔根
美国生物学家
2. 基因在染色体上的实验证据
真相只有一个！
生物学家：摩尔根
研究方法：假说-演绎法
①成本低、易饲养
用一个瓶放一些捣烂的香蕉，就可以饲养数百甚至上千只果蝇
②繁殖快，培养周期短；后代数量多。
在25℃下十几天就繁殖一代，一只雌果蝇一代能繁殖数百只。
③染色体数目少，便于观察 ④果蝇众多容易区分的相对性状
实验材料
果蝇
果蝇体细胞染色体组成
①常染色体：不决定性别的染色体；3对：ⅡⅡ，Ⅲ Ⅲ，Ⅳ Ⅳ。
②性染色体：决定性别的染色体；
雌果蝇中，同型，XX表示；雄果蝇中，异型，XY表示。
1.果蝇杂交实验---发现问题
P
F1
F2
红眼（雌、雄）：
白眼(雄)
3
1
全红眼（雌、雄）
×
白眼雄
红眼雌
提出问题
①F1全为红眼（显隐性）
②F2红眼、白眼数量比是3：1，符合孟德尔分离定律。
③为什么F2中白眼全是雄果蝇，与性别有关？
假说-演绎法
红眼（雌）
白眼（雌）
XWXW
基因在染色体上，
控制红眼，白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上没有
注：常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上( 例：DD dd)，
而性染色体上的基因需标明性染色体（性染色体要大写）
2.提出假说，解释问题
红眼（雄）
白眼（雄）
XWY
XwY
XWXW
P
F1
F2
红眼（雌、雄）：
白眼(雄)
3
1
全红眼（雌、雄）
×
白眼雄
红眼雌
XWXW
×
XwY
XW
Y
Xw
XWY红眼（雄）
XWXw红眼（雌）
×
P
F2
F1
配子
Xw
XW
Y
XW
XWXW红眼（雌）
XWXw红眼（雌）
XWY红眼（雄）
XwY白眼（雄）
红眼（雌）
白眼（雄）
XＷXw
126
132
120
115
统计的结果与理论上的推测完全符合假说，则假说就是正确的！
摩尔根对该解释的验证（测交）
XWXw
XwXw
XWY
XwY
F1测交
测交后代
红眼♀
白眼♂
×
XwY
红眼♀
红眼♂
白眼♀
白眼♂
理论比：
1 : 1 ： 1 : 1
实际比：
演绎推理，预测测交结果
得出结论：控制果蝇的红眼、白眼的基因只位于X染
色体上，Y上没有相应的等位基因。
我就说基因在染色体上吧！你还不信！
萨顿
摩尔根
好好好，都听你的！
从此，摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者
演绎推理：
真正测交实验验证
得出结论：
控制眼色的基因（w）在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因
F2中白眼性状的表现总是与性别相联系？
提出问题：
作出假说：
假说
演
绎
法
实验验证：
根据假说设计测交实验并预测测交结果
摩尔根的实验：
基因在染色体上，控制红眼，白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上没有
摩尔根又进一步研究：
①一条染色体上有多个基因
②基因在染色体上呈线性排列
基因在染色体上呈线性排列
一条染色体上有许多个基因
现代：荧光标记法定位
基因与染色体的关系：
小结
基因在哪里？
类比推理
萨顿假说：
基因在染色体上
摩尔根：
果蝇杂交实验
证据
证明
基因在染色体上
假说—演绎法
第二节课
①控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；
②在形成配子时，决定同一性状的遗传因子彼此分离，
决定不同性状的遗传因子自由组合。（核心内容）
自由组合定律
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，随着配子遗传给后代。
三.孟德尔遗传规律的现代解释
等位基因：位于一对同源染色体相同位置控制相对性状的基因。如：A和a，B和b,E和e
非等位基因（2种）
非同源染色体上的非等位基因 A和B，a和B，A和b，a和b;
一对同源染色体上的非等位基因 A和E，A和e，a和E,a和e
E
e
分离定律的细胞学基础
减一后期，同源染色体上的等位基因分离
次级精母细胞
精原细胞
精细胞
初级精母细胞
分离定律的细胞学基础
减一后期，同源染色体上的等位基因分离
三.孟德尔遗传规律的现代解释
基因的分离定律的实质是：
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，独立的随配子遗传给后代。
自由组合定律的细胞学基础
次级精母细胞
减一后期，非同源染色体上的
非等位基因自由组合
精原细胞
精细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
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。
三.孟德尔遗传规律的现代解释
A
a
B
b
2对等位基因位于
2对不同的同源染色体上
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（连锁）
不满足基因的自由组合定律
孟德尔遗传规律的现代解释
次级精母细胞
B
b
B
B
b
b
b
b
B
B
B
B
b
b
B
B
b
b
B
B
b
b
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
交叉互换
时期：减数第一次分裂前期；四分体时期
范围：同源染色体中非姐妹染色单体之间交叉互换
以AaBb为例，若两对等位基因分别位于两对同源染色体上，则产生四种类型的配子。在此基础上进行测交或自交时会出现特定的性状分离比，如1∶1∶1∶1或9∶3∶3∶1(或9∶7等变式)，
判断基因是否位于不同对同源染色体上
◆ 完全连锁遗传现象中的基因确定：
第三节课
细胞中的基因都位于染色体上吗？
不是
真核生物的基因
细胞核基因：位于染色体上
细胞质基因：位于叶绿体和线粒体中
原核生物的基因
拟核DNA
细胞质基因：位于质粒上
病毒：无细胞结构，无染色体，基因不位于染色体上
性别决定
雌雄异体的生物决定性别的方式
由性染色体来决定
XY型性别决定
ZW型性别决定
XY：雄性
XX：雌性
ZZ：雄性
ZW：雌性
典型生物
典型生物
①雌雄同株 (植物雌雄同株)的生物无性别决定，如豌豆、玉米
②植物一般雌雄同株,但也有雌雄异株的,如杨树、柳树、银杏、
大麻、女娄菜等,雌雄异株的生物存在性别决定。
③自然界还存在其他类型的性别决定。
如染色体倍数决定性别(蜜蜂等)，
环境因子(如温度等)决定性别等。
④性别决定的时间：受精作用时。
注意：
染色体倍数决定性别
雌蜂
蜜蜂（32条）
P： XX（♀） × XY（♂）
配子：
X Y
XX XY
1/2 1/2
X
F1
女性
男性
女儿
儿子
性别决定的时间：受精作用时
染色体分类及组成
常染色体：与性别决定无关
性染色体：决定性别 ；X Y是一对同源染色体
22对常染色体，1对性染色体
44+XX或44+XY
雌雄同体的豌豆和玉米，没有性染色体和常染色体之分。
摩尔根的成就
实验证明基因位于染色体上。
发明了测定基因在染色体上相对位置的方法。
绘出第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置。
说明了基因在染色体上呈线性排列。
问题：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”。
摩尔根
萨顿
假说—演绎法
假说—演绎法
孟德尔
约翰逊
类比推理法
在X、Y染色体的同源区段，基因是成对存在的，
存在等位基因，而非同源区段则相互不存在等位基因
XYA XYa
XAYA 、XAYa、XaYA、XaYa
XAY XaY
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。
讨论：对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测哪些染色体？
因为基因在染色体上。要测定某个基因序列，首先要确定该基因在哪条染色体上，如果要测定人类基因组的基因序列，就要知道包含人类基因组的全部染色体组由哪些染色体组成。
问题探讨
讨论：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，所以只对其中一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，因此人类基因组计划测定了22条常染色体和两条性染色体X和Y，共24条。如果测定46条，耗资巨大，工作量会增加一倍，但得到的绝大多数基因序列都是重复的。
基因在染色体上呈线性排列
一条染色体上有许多个基因
现代：荧光标记法定位
基因与染色体的关系：
动植物杂交育种
有目的的将具有不同优良性状的两个亲本杂交，组合两个亲本
的优良性状。经过繁育、现在和培育，最后筛选出所需要的优
良品种。
植物杂交育种
小麦的矮杆(D)对高杆(d)为显性，易病(T)对抗病(t)为显性。
现有两个不同品种的小麦，一个品种矮杆，易染病(DDTT)；
另一个品种高杆，但抗病(ddtt)。
如何培育出既矮杆又抗病的纯种(DDtt)？
　Ｐ 高抗 　 矮不抗
Ｆ１ 　 高抗
Ｆ２
高抗 高不抗 矮抗 矮不抗
ddTT
矮抗
ddTt
矮抗
ddTT
矮抗
矮抗 矮不抗
ddTt
ddTT
Ｆ3
杂交
自交
选优
自交
选优
动物杂交育种
纯种长毛折耳猫（BBee）的培育过程
短毛折耳猫
bbee
长毛立耳猫
BBEE
×
长毛立耳猫
BbEe
B_E_
B_ee
bbE_
bbee
与bbee测交
选择后代不发生性状分离的亲本即为BBee
杂交
相互交配
选种
测交
优良性状的纯合体
.
2. 某农场养了一群马，马的毛色有栗色和白色两种。已知栗色和白色分别由遗传因子B和b控制。育种工作者从中选出一匹健壮的栗色公马，拟设计配种方案鉴定它是纯合子还是杂合子(就毛色而言)。
(1)在正常情况下，一匹母马一次只能生匹小马。为了在一个配种季节
里完成这项鉴定，应该怎样配种
栗色公马与多匹白色母马配种，
这样可在一个季节里产生多匹杂交后代。
.
(2)杂交后代可能出现哪些结果 如何根据结果判断栗色公马
是纯合子还是杂合子
杂交后代可能有两种结果：
一是杂交后代全部为栗色马，此结果说明被鉴定的栗色公马很可能是纯合子；
二是杂交后代中既有白色马，又有栗色马，此结果说明被鉴定的栗色公马为杂合子。
分离定律的验证方法
(1)自交法：杂合子自交后代性状分离比为3∶1，则符合分离定律
(2)测交法：杂合子测交后代性状分离比为1∶1，则符合分离定律
(3)花粉鉴定法：取杂合子的花粉，对花粉进行特殊处理后，用
显微镜观察并计数，若花粉类型比例为1∶1，则可直接验
证分离定律。
分离定律的核心：产生配子时，成对的遗传因子彼此分离
Dd
D
d
精子
卵细胞
1：1
1：1
非糯性 A
糯性 a
A
a
花粉（精子）（直链淀粉）----蓝黑色
花粉（精子）（支链淀粉）----橙红色
碘
碘
水稻
10．关于孟德尔杂交实验，若只考虑分离和自由组合定律，下列叙述正确的是（ ）A．分离定律的实质是控制同一性状的基因是成对存在的B．孟德尔可根据亲本和隐性纯合子测交产生的子代的表型来判断亲本是否纯合
C．纯合高茎豌豆与纯合矮茎豌豆杂交，能够验证分离定律
D．鉴定一株圆粒豌豆是不是纯合子，最简便的方法是测交
“男孩患病”与“患病男孩”的概率问题
患病男孩的概率＝患病男孩在后代全部孩子中的概率；
男孩患病的概率＝后代男孩中患病者的概率。
.
观察羊的毛色遗传图解，据图回答问题
（1）毛色的显性性状是________，隐性性状是_______。
（2）白毛羊与白毛羊通过有性生殖产生的后代中出现了黑毛羊，这种现象在遗传学上称为_________。产生这种现象的原因是 。
白色
黑色
性状分离
白毛羊为杂合子，杂合子自交时会出现性状分离。即雌雄白毛羊均可形成含有黑毛遗传因子的配子，雌雄配子随机结合，会产生黑毛羊。
A
a
B
b
C
c
等位基因：位于同源染色体相同位置控制相对性状的基因。
如：A和a，B和b。
非等位基因：A和B，a和B，A和b，a和b
细胞在进行减数分裂时，位于同源染色体上的等位基因彼此分离。
细胞在进行减数分裂时，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。
细胞减数分裂的过程与孟德尔的遗传规律的联系

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