2.2__基因在染色体上

(共44张PPT)
第2节 基因在染色体上
问题探讨
孟德尔分离定律：
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，随配子遗传给后代。
基 因
基 因
基 因
同源染色体
同源染色体
同源染色体
减数分裂的过程与孟德尔的分离定律和自由组合定律有没有联系？
人类基因组测序表明，人类基因组大约由32亿对碱基构成，其中有3至4万个基因，是线虫或果蝇的两倍。
人只有23对染色体，却有几万个基因，基因和染色体之间可能有对应关系吗？
时间：1903年 人物：萨顿
萨顿的发现
一种蝗虫的体细胞中有24条染色体，生殖细胞中只有12条染色体。
精子和卵细胞结合形成的受精卵，又具有24条染色体。
蝗虫子代体细胞中的染色体数目与双亲的体细胞染色体数目一样。
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。
推论：
基因和染色体行为存在着明显的平行关系!
基因在染色体上，基因是由染色体携带着从亲代传递给子代的。
推论的原因:
受精作用
受精卵
亲代
配子
子代
染色体行为
基因行为
DD
dd
D
d
Dd
Dd
受精作用
对比：
联想：
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。
染色体 基因
在体细胞中的存在方式 （ ）存在 （ ） 存在
来源 一个来自 （ ）
一个来自 （ ） 一个来自 （ ）
一个来自 （ ）
配子中
的数目 是体细胞的（ ） 是体细胞的（ ）
配子中
的组合 非同源染色体
（ ） 非 等 位 基 因（ ）
成对
成对
父方
母方
父方
母方
一半
一半
自由组合
自由组合
基因在染色体上
是因为基因行为和染色体行为有明显的平行关系。
假说：
萨顿的假说
运用了类比推理 的方法
矮 茎
高 茎
×
减数
分裂
受 精
减数
分裂
高 茎
减数
分裂
高 茎
高 茎
高 茎
矮 茎
P
配子
F1
F1配子
矮 茎
高 茎
×
减数
分裂
受 精
减数
分裂
高 茎
减数
分裂
高 茎
高 茎
高 茎
矮 茎
P
配子
F1
F1配子
d
D
D d
D
d
d d
d
D d
D D
d d
D d
D D
D
萨顿经类比推理得出的结论——基因在染色体上究竟是否正确？
由于缺少实验证据美国科学家摩尔根等对此持怀疑态度
时间：1910年 人物：摩尔根
二.基因位于染色体上的实验证据
摩尔根的果蝇实验
果蝇的特点：
稳定的相对性状
易饲养
相对性状明显
繁殖周期短
后代数量多
F2
3 ： 1
白眼果蝇都是雄的
（雌、雄）
P
F1
红眼（雌、雄）
×
F1雌雄交配
摩尔根的果蝇杂交实验
果蝇体细胞染色体图解
雌雄果蝇体细胞中染色体组成有何异同？
3对常染色体+
3对常染色体+
XX
XY
讨论与猜想:
如果按照萨顿的理论:基因在染色体上,那么,控制白眼的基因是在常染色体上还是在性染色体上呢
如果在性染色体上,那又有哪些可能呢？
提出假设
假设二：控制白眼的基因在X、Y染色体上
假设一：控制白眼的基因是在Y染色体上，而X染色体上没有它的等位基因
假设三：控制白眼的基因在X染色体上，而Y上不含有它的等位基因。
雌果蝇种类：
红眼（ＸＷＸＷ）
红眼（ＸＷＸw）
白眼（ＸWＸW）
雄果蝇种类：
红眼（ＸＷＹ）
白眼（ＸwＹ）
(二) 经过推理、想象提出假说:
——控制白眼的基因在X染色体上
P
F1
F2
×
（三）对实验现象的解释
XWXW
XwY
XW
Y
Xw
配子
XWY
XWXw
×
Xw
XW
Y
XW
XWXW（雌）
XWXw（雌）
XWY（雄）
XwY（雄）
3/4红眼（雌、雄） 1/4白眼（雄）
(四) 根据假说进行演绎推理:
红眼（雌、雄）
白眼（雌、雄）
各占1/4
各占1/4
×
F1
XWXw
XwY
(五) 实验验证
摩尔根等人亲自做了该实验，实验结果如下：
——证明了基因在染色体上
红眼
红眼
白眼
白眼
雌
雌
雄
雄
126
132
120
115
与理论推测一致，完全符合假说，假说完全正确！
果蝇有4对染色体，携带的基因大约有1.5万个。 人有23对染色体，携带的基因大约有3.5万个。
资料分析：
基因与染色体在数量上还存在什么关系？
一条染色体上含有多个基因
一条染色体上有许多个基因
基因在染色体上呈线性排列
三、孟德尔遗传规律的现代解释
基因分离定律的实质是：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体的等位基因，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。
任务：
两对相对性状（独立遗传）的生物体的配子如何产生的呢？以AaBb为例，画出细胞的减数分裂图。
孟德尔遗传规律的现代解释
A
a
a
A
等位基因随同源染色体的分开而分离
分离定律
A
a
B
b
A
b
a
B
B
A
a
b
非同源染色体上的非等位基因自由组合
自由组合定律
三、孟德尔遗传规律的现代解释
基因的自由组合定律的实质是：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。
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
1866年孟德尔的豌豆杂交实验
发现了遗传因子 （基因）
基因究竟是什么物质呢？
假说—演绎
类比推理
假说—演绎
基因在染色体上
萨顿的假说
假说核心：基因在染色体
证据：基因与染色体存在明显的平行关系
基因位于染色体
上的实验证据
果蝇杂交实验
果蝇杂交实验基因分析图解
果蝇体细胞的染色体图解
基因在染色体上呈线性排列
孟德尔遗传规律的现代解释
课堂小结
雌果蝇种类：
红眼（ＸＷＸＷ）
红眼（ＸＷＸw）
白眼（ＸWＸW）
雄果蝇种类：
红眼（ＸＷＹ）
白眼（ＸwＹ）
④
①
②
③
P ♀ 红眼 × ♂ 白眼
F1
XX
XYw
XX
XYw
白眼