高中生物人教版必修二 2．2基因在染色体上（28张PPT）

(共28张PPT)
第二章 基因和染色体的关系
第2节 基因在染色体上
鄱阳一中 欧阳玉林
一、萨顿的假说
1903年，美国遗传学家萨顿（1877-1916）用蝗虫作为材料，研究精子和卵细胞的形成过程。
蝗虫（2n=24）
1、萨顿的发现
蝗虫体细胞（2n=24）

减数分裂
生殖细胞（n=12）

雌雄配子结合
受精卵（2n=24）
体细胞
（遗传因子成对存在）

减数分裂
配子
（含有成对遗传因子中的一个）

雌雄配子结合
受精卵
（遗传因子恢复成对存在）
萨顿发现：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痛呀UN染色体的分离非常相似。
2、萨顿的推论
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，基因在染色体上。

原因：基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
表现在：
①基因在杂交过程中保持完整性和独立性。染色体在配
子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构。
②在体细胞中基因成对存在，染色体也是成对的。在配子中成对的基因只有一个，同样，成对的染色体也只有一条。
③体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方。
同源染色体也是如此。
④非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合的。
研究方法：
类比推理法
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。
笑话：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。”
注意:
1．孟德尔遗传定律的研究和萨顿假说的提出所使用的方法相同吗？
提示　不相同。孟德尔遗传定律的研究采用的是假说—演绎法；萨顿推理基因和染色体的关系采用的是类比推理法。
二、基因在染色体上的实验证据
1910年5月，在摩尔根果蝇室的大群野生型红眼果蝇中出现了一只白眼雄果蝇。对于这只后来在科学史上非常出名的昆虫，摩尔根当时是爱护备至，努力使它在死亡之前与野生型红眼雌果蝇交配而留下后代。摩尔根将实验结果写成以“果蝇的限性遗传”为题的论文，发表在1910年7月的《科学》杂志上。
1、果蝇易饲养、繁殖快，常用它作为遗传学研究的实验材料
果蝇（2n=8）
1、果蝇的杂交实验
P
红眼（雌）
×
白眼（雄）

F1
红眼（雌、雄）

F2
F1雌雄交配
红眼（雌、雄）
白眼（雄）
3/4
1/4
2、对果蝇的杂交实验结果的疑问？
从上述实验不难发现，就果蝇红眼与白眼这一对相对性状来看，F1全是红眼，F2红眼和白眼之间的数量比是3:1。这样的遗传表现符合分离定律，表明果蝇的红眼和白眼是受一对等位基因控制的。
所不同的是白眼性状的表现，总是与性别相联系，如何解释这一现象呢？
性染色体的发现：
20世纪初期，一些生物学家已经在一些昆虫的细胞里发现了性染色体。
果蝇的体细胞中有4对染色体，3对是常染色体，1对是性染色体。在雌果蝇中，这对性染色体是同型的，用XX表示；在雄果蝇中，这对性染色体是异型的，用XY表示。
常染色体
性染色体
３对：ⅡⅡ，Ⅲ　Ⅲ，Ⅳ　Ⅳ
雌性同型：ＸＸ
雄性异型：ＸＹ
3、提出假说
由于白眼的遗传总是和性别相关联，而且与X染色体的遗传相似，于是摩尔根设想：
如果控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因，上述遗传现象就可以得到合理的解释。
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）
基因型的书写
P XWXW（红，♀）× XwY（白，♂）
配子
XW



Xw
Y
F1
XWXw （红，♀）
XWY （红，♂）
×
XW
Xw
XW
Y
XWXW （红，♀）
XWXw （红，♀）
XWY（红，♂）
XwY （白，♂）
F2
配子
表现型及比例
红 ：白 = 3 : 1
















则有：
4、演绎推理，实验验证
×
XwY （白，♂）

XW
Y
Xw



XWXw
表现型及比例
后代
配子
XWY
XwY
XWXw （红，♀）

Xw
Xw
Xw





红，♀
白，♂
红，♂
白， ♀
1
1
1
1
：
：
：


若假说正确，让F1红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交，则子代果蝇，红眼雌性：红眼雄性：白眼雌性：白眼雄性=1:1:1:1。
测交
进行实验：
结论：
果蝇的红白眼基因在X染色体上
实验方法：
即：基因在染色体上。
假说—演绎法
果蝇只有4对染色体，被人类研究的基因就有几百个；
说明，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，却有几万个基因。
一条染色体上应该有许多基因。


现代分子生物学技术能够用特定的分子，与染色体上的某一个基因结合，这个分子又能被带有荧光标记的物质识别，通过荧光显示（荧光分子标记技术），就可以知道基因在染色体上的位置。
现代分子生物学技术将基因定位在染色体上
2．细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？
提示　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内；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。

三、孟德尔遗传规律的现代解释
孟德尔所说的一对遗传因子就是位于一对同源染色体上的一对等位基因，不同对的遗传因子就是位于非同源染色体上的非等位基因。
细胞遗传学的研究结果表明：
等位基因：
A和a 、B和b
非等位基因：
A和B 、 A和b a和B 、 a和b


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。
基因分离定律的实质

A
a

a

A
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。
基因的自由组合定律的实质

b
B
A
a

b

B
例题1：据下图，下列选项中不遵循基因自由组合定律的是( ?? )
例题2．红眼（R）雌果蝇和白眼（r）雄果蝇交配，F1 全是红眼，让 F1 雌雄果蝇相互交配，F2中红眼雌果蝇 121 只，红眼雄果蝇 60 只，白眼雌果蝇 0 只，白眼雄果蝇 59 只，则 F2 卵细胞中具有R和r及精子中具有R和r的比例是（ ）
A．卵细胞：R∶r=1∶1 精子：R∶r=3∶1
B．卵细胞：R∶r=3∶1 精子：R∶r=3∶1
C．卵细胞：R∶r=3∶1 精子：R∶r=1∶1
D．卵细胞：R∶r=1∶1 精子：R∶r=1∶1
例题3．某男性的基因型为AaXbY，他体内经正常减数分裂产生的一个次级精母细胞中（不考虑交叉互换），含有的基因和性染色体不可能是
A．两个基因A、两个基因b，1条X染色体
B．两个基因a，两个基因b，两条Y染色体
C．两个基因A，两条Y染色体
D．两个基因a，两个基因b，两条X染色体
例题4．“下图为初级精母细胞减数分裂时的一对同源染色体示意图，图中1-8表示基因。不考虑突变的情况下，下列叙述正确的是







A．1与3都在减数第一次分裂分离，1与2都在减数第二次分裂分离
B．1与2、3、4互为等位基因，与6、7、8互为非等位基因
C．同一个体的精原细胞有丝分裂前期也应含有基因1~8
D．1分别与6、7、8组合都能形成重组型的配子
例题5．“假说-演绎法”是现代科学研究中常用的方法，孟德尔利用该方法发现了两大遗传定律。下列对孟德尔的研究过程的分析中，正确的是
A．孟德尔的杂交实验，F1的表现型否定了融合遗传，证实了基因的分离定律
B．“F1能产生数量相等的两种配子”不属于演绎推理内容
C．孟德尔所做假说的核心内容是“受精时，雌雄配子随机结合”
D．孟德尔、摩尔根、萨顿均用了该方法得出了遗传的不同定律