2.2 基因在染色体上（共23张PPT）

第2节 基因在染色体上
第2章 基因和染色体的关系
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
你觉得这样替换有问题吗？由此你联想到什么？
任务1：分析孟德尔的分离定律中（等位基因）（遗传因子）的分离过程（P7页）。
基因
染色体
请思考：
任务2：分析减数分裂过程中（同源）染色体的分离过程（以精子的形成例，P17～P18页）。
杂合子在形成配子时，等位基因发生分离
减数第一次分裂时，同源染色体发生分离
平行关系
孟德尔分离定律的核心
D d
D
d
减数分裂的核心
基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
科学研究方法之一
看不见
染色体
假说：基因在染色体上。
推理
基因
看得见
类比
平行关系
类比推理
D d
D
d
——
一、萨顿的假说
1、内容:基因在染色体上。
（基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。）
2、原因: 基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
——类比推理
那么基因和染色体行为主要有哪些平行关系呢？
基因与染色体的关系
基因的行为
染色体的行为
在配子形成和受精时
体细胞中的存在形式
配子中的存在形式
在体细胞中的来源
形成配子时的组合方式
一个来自父方，一个来自母方
一条来自父方，一条来自母方
杂交过程保持完整性和独立性
保持相对稳定的形态结构
类比:基因和染色体之间具有平行关系
等位基因分离 同源染色体分开
非等位基因自由组合 非同源染色体自由组合
只有成对基因中一个 只有成对染色体中一条
成对
成对
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
F2
思考与讨论：请用萨顿的假说解释孟德尔的一对相对性状的豌豆杂交实验。
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。
果蝇的红眼、白眼
科学家:摩尔根
二、基因位于染色体上的实验证据
实验材料:果蝇
果蝇的优点：
②易饲养；
①相对性状多而明显；
③繁殖快，后代数量多；
④染色体少易观察。
F2
3 ： 1
白眼果蝇都是雄的
红（雌、雄）
P
F1
红眼
（雌、雄）
×
F1雌雄交配
（一）摩尔根的果蝇杂交实验
白（雄）
是否符合孟德尔遗传定律？如何解释？
特殊在什么地方？
当时，性染色体已经发现，据此你能作出怎样的解释？
符合。
白眼性状的表现总是与性别相联系。
控制白眼性状的基因可能在性染色体上。
F2中红眼：白眼比是3︰1。
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
染色体的类型
常染色体：与性别决定无关的染色体。
性染色体：与性别决定有关的染色体，如X、Y染色体。
假设三：控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因。
假设二：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。
白眼的遗传和性别相联系，但果蝇成对的两个性染色体大小、形态相差悬殊。这个白眼基因会在哪个位置呢？
假设一：控制白眼的基因在X、Y染色体上。
分析各种情况，并画出遗传图解
（二） 对实验现象的解释
×
白眼
（雄）
红眼
（雌）
P
… …
只有当控制白眼的基因在X染色体上，而Y没有的时候解释才合理。
基因的表示方法：
基因在性染色体上：先写性染色体后写基因
雌果蝇基因型：
(XWXW)或(XWXw)
雄果蝇基因型：
经过推理、想象提出假说:
——控制白眼的基因在X染色体上,而Y染色体不含有它的等位基因。
(XwXw)
(XWY)
(XwY)
红眼
白眼
白眼
红眼
X X
X Y
-
-
-
雌性：
雄性：
若用w表示控制眼睛颜色的基因，红眼W，白眼w。
P
F1
F2
×
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）
（三）验证假说：测交实验
×
F1
XWXw
XwY
Y
Xw
配子
XW
Xw
XWXw
XwXw
XWY
XwY
测交后代
雌红眼
雌白眼
雄白眼
雄红眼
测交后代 红眼：白眼 = 1：1
F1雌个体与雄白眼交配
比例 1: 1: 1: 1
红眼
红眼
白眼
白眼
雌
雌
雄
雄
126
132
120
115
——证明了基因在染色体上。
与理论推测一致，完全符合假说，假说完全正确。
摩尔根等人亲自做了该实验，实验结果如下：
×
F1
测交后代
测交结果： 红眼 ： 白眼= 1 : 1
验证假说：
测交。
得出结论：
基因在染色体上。
若控制白眼基因（w）在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因。
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
从此，摩尔根成了 理论的坚定支持者。
孟德尔
回顾摩尔根的实验：
基因是不是就是染色体呢？
一条染色体上
有许多个基因。
基因在染色体
上呈线性排列。

荧光标记基因在染色体上的位置
摩尔根的连锁图
三、孟德尔遗传规律的现代解释
基因分离定律的实质是：
在杂合子的细胞中，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， 会随 的分开 ，分别进入两个配子中，独立的随配子遗传给后代。
A
a
a
A
等位基因
同源染色体
而分离
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，
A
a
B
b
A
b
a
B
B
A
a
b
同源染色体上的等位基因
非同源染色体上的非等位基因
彼此分离的同时，
自由组合。
1、回顾科学史：
在基因研究中，有许多科学家取得成就。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”。
练习
孟德尔
约翰逊
摩尔根
萨顿
2、已知果蝇的体细胞内有4对同源染色体，根据萨顿的假说，关于该动物减数分裂产生的配子的说法正确的是（ ）
A.果蝇的精子中含有成对的基因
B.果蝇的体细胞中含有一个基因
C.果蝇的4对同源染色体上含有的基因可以同时来自父方，也可同时来自母方
D.在体细胞中，基因成对存在的，在配子中只有成对基因中的一个
D