1、第第2 2章章基因和染色体的关系基因和染色体的关系第第 2 2 节节 基 因 在 染 色 体 上基 因 在 染 色 体 上 教学目标：教学目标：1 1 说出说出萨顿假说的内容和依据萨顿假说的内容和依据。（科学（科学思维）思维）2 2 运用运用假说假说演绎法证明基因在染色体上的过程。演绎法证明基因在染色体上的过程。（科学探究）（科学探究）3 3 说出说出孟德尔遗传规律的实质孟德尔遗传规律的实质。（生命生命观念）观念）4646条条2323对对常染色体常染色体2222对对性染色体性染色体1 1对对 人有人有4646条染色体，但是旨在揭示人类基因条染色体，但是旨在揭示人类基因组遗传信息的人类基因组计划
2、却只测定人的组遗传信息的人类基因组计划却只测定人的2424条染色体的条染色体的DNADNA序列。序列。讨论：讨论：1.1.对人类基因组进行测序，为什么首先要确定哪些染色体对人类基因组进行测序，为什么首先要确定哪些染色体?因为因为基因在染色体上。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。问题探讨：2.2.为什么不测定全部为什么不测定全部4646条染色体条染色体?在常染色体中，每对同源染色体上分布的基因是相同的或等位基因，所以每对只测序1条即可；而性染色体X和Y的差别很大，两条性染色体都要测序，因此测定22条常染色体和两条性染色体，共24条。1.1.萨顿的假说萨顿的假说
3、1903 1903年年，美国科学家，美国科学家萨顿萨顿用蝗虫细胞作材料，研究精子和卵细胞用蝗虫细胞作材料，研究精子和卵细胞的形成过程。的形成过程。发现孟德尔假设的一对遗传因子（即发现孟德尔假设的一对遗传因子（即等位基因等位基因），其分离与减数），其分离与减数分裂中分裂中同源染色体同源染色体的分离非常相似。的分离非常相似。即染色体的行为和基因的行为高度一致即染色体的行为和基因的行为高度一致一一.基因在染色体上基因在染色体上萨顿萨顿减数第一次分裂时，同源染色体的分离。孟德尔分离定律D dD dD D d d减数分裂杂合子在形成配子时，成对的遗传因子分离。（1 1）萨顿假说内容：）萨顿假说内容：基因
4、（遗传因子）是由染色体携带着从亲代传递给基因（遗传因子）是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，也就是说下一代的，也就是说基因就在染色体上基因就在染色体上；（2 2）萨顿假说的依据：）萨顿假说的依据：基因和染色体的行为存在明显的基因和染色体的行为存在明显的平行关系平行关系；受精作用受精作用精子精子卵细胞卵细胞1212条条1212条条受精卵受精卵2424条条减数分裂减数分裂2424条染色体条染色体按形态结构按形态结构来分，两两成对，共来分，两两成对，共1212对，对，每对染色体中一条来自父每对染色体中一条来自父方，一条来自母方。方，一条来自母方。2424条条2424条条某种蝗虫：某种蝗虫：1.1.
5、萨顿的假说萨顿的假说一一.基因在染色体上基因在染色体上比较项目比较项目基因的行为基因的行为染色体的行为染色体的行为传递中的特点传递中的特点 存存在在形形式式体细胞中体细胞中配子中配子中体细胞中的体细胞中的来源来源形成配子时的形成配子时的分配特点分配特点在杂交过程保持在杂交过程保持完整性完整性和和独立性独立性在配子形成和受精过程中，在配子形成和受精过程中，也有相对也有相对稳定的形态结构稳定的形态结构 成对成对成对成对只有成对的只有成对的基因基因中的中的一个一个 只有成对的只有成对的染色体染色体中的中的一条一条成对的成对的基因基因一个来自一个来自父方父方，一个来自一个来自母方母方同源同源染色体染色
6、体一条来自一条来自父父方方，一条来自，一条来自母方母方等位基因等位基因分离分离非等位基因非等位基因自由组合自由组合 同源染色体同源染色体分离分离非同源染色体非同源染色体自由组合自由组合基因与染色体的平行关系基因与染色体的平行关系1.1.萨顿的假说萨顿的假说一一.基因在染色体上基因在染色体上受精卵受精卵亲代亲代配子配子子代子代染色体行为染色体行为基因行为基因行为DDDDddddD Dd dD Dd dD Dd d看不见的看不见的染色体染色体基因在染色体上基因在染色体上推理推理基因基因看得见的看得见的 平行关系平行关系高茎高茎矮茎矮茎高茎高茎矮茎矮茎思考与讨论思考与讨论用萨顿的假说解释孟德尔的一堆
7、相对性状的豌豆杂交实验用萨顿的假说解释孟德尔的一堆相对性状的豌豆杂交实验高 茎高 茎矮 茎高 茎D D d dD D D Dd d d d D D d d d d d d减数分裂受受 精精减数分裂高高 茎茎减数分裂P P配子配子F F1 1F F1 1配子高茎高茎F F2 2d dD Dd dD DD D D DD DD D d dd d 孟德尔的遗传理论和萨顿的假说孟德尔的遗传理论和萨顿的假说遭到同时代的遗传学遭到同时代的遗传学 家家摩尔根摩尔根（T.H.Morgan)T.H.Morgan)的强烈质疑。的强烈质疑。我更相信的是我更相信的是实验证实验证据据，我要通过确凿的，我要通过确凿的实验找
8、到遗传和染色实验找到遗传和染色体的关系！体的关系！摩尔根的这种摩尔根的这种大胆质疑大胆质疑，科学务实科学务实的研究精神是值得我们努力学习的。的研究精神是值得我们努力学习的。基因真的位于染色体上吗？基因真的位于染色体上吗？1909年起，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。摩尔根和他的学生在实验室里培养了许多野生型红眼果蝇，没发现其它眼色果蝇。1910年5月的一天，摩尔根在实验室中偶然发现一只白眼雄果蝇。白眼性状是如何遗传的？遗传学实验材料遗传学实验材料果蝇果蝇的优点：的优点：1.1.个体小，易饲养个体小，易饲养2.2.繁殖快，后代多繁殖快，后代多3.3.具有易于区分的相对性状具有易于区分的相对性状
9、4.4.染色体少，易观察（染色体少，易观察（4 4对）对）二二.基因基因位于染色体上的实验证据位于染色体上的实验证据性染色体常染色体果蝇果蝇体细胞染色体示意图体细胞染色体示意图染色体组成：染色体组成：3对对+XX（同型同型）：3对对+XY（异型异型）与性别决定无关与性别决定无关与性别决定有关与性别决定有关注：雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分。注：雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分。摩尔根运用“假说-演绎法”进行实验探究。(1)观察实验，发现问题观察实验，发现问题3/41/4P白眼（雄）白眼（雄）红眼（雌）红眼（雌）F1 红眼红眼F2白眼（雄）红眼（雌、雄）红眼（雌、雄）“F2红眼
10、和白眼之间的数量比是3:1，遵循分离定律。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？（雌、雄交配）（雌、雄交配）摩尔根摩尔根的果蝇杂交实验的果蝇杂交实验（2）分析问题，提出假说）分析问题，提出假说PF1F2红眼（雌、雄）红眼（雌、雄）白眼（雄）3/41/4 红眼红眼红眼（雌）红眼（雌）白眼（雄）白眼（雄）“如果控制白眼的基因（w）在X染色体上，而Y染色体上不含它的等位基因，上述现象可以得到合理解释”雌果蝇种类：红眼（w 、）白眼（WW）雄果蝇种类：红眼（）白眼（w）ww、w、w摩尔根摩尔根的果蝇杂交实验的果蝇杂交实验测测 交交(3)演绎推理，验证假说演绎推理，验证假说XW
11、Xw XwYXWX wXwYF1：P：配子：配子：红眼（雌）红眼（雌）白白眼（雄）眼（雄）XW XwXwYXwXw XWY红雌红雌白雌白雌红雄红雄白雄白雄XWY XwXwXWX w 红雌红雌XwYW白雄白雄F1：P：配子：配子：红眼（雄）红眼（雄）白眼（雌）白眼（雌）XWXwY测交测交1 1测交测交2 2摩尔根摩尔根的果蝇杂交实验的果蝇杂交实验实验验证实验验证（测交实验（测交实验）实验结果：测交1：测交2：子代中子代中雌蝇均为红眼雌蝇均为红眼，雄蝇均为白眼。，雄蝇均为白眼。控制果蝇白眼的基因只位于X染色体上，而Y染色体不含其等位基因，基因在染色体上。红雌红雌()白雌白雌()红雄红雄()白雄白雄
12、()X XWWX XwwX XwwX XwwX XWWY YX XwwY Y126120132115得出结论得出结论摩尔根摩尔根的果蝇杂交实验的果蝇杂交实验结论：结论：基因在染色体上呈线性排列。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：摩尔根和他的学生们，设计测量出：第一个果蝇第一个果蝇各种基因在染色体上排列图谱。各种基因在染色体上排列图谱。人只有人只有2323对染色体，却有约对染色体，却有约2.62.6万个基因。万个基因。一条染色体上应该有许多个基因。一条染色体上应该有许多个基因。果蝇只有果蝇只有4 4对染色体，携带的基因有对染色体，携带的基因有1.31.3万多个；万多个；短
13、硬毛棒状眼深红眼朱红眼截翅红宝石眼白眼黄身三三.基因基因与与染色体染色体上上的关系的关系d dB BB Ba aA AD D等位基因等位基因等位基因等位基因非同源非同源染色体染色体非等位基因非等位基因相相同同基基因因同源同源染色体染色体同源同源染色体染色体1.1.等位基因等位基因：同源同源染色体的染色体的相同位置相同位置上控制上控制相对性状相对性状的基因的基因1 12 23 34 4四四.孟德尔遗传规律的现代解释孟德尔遗传规律的现代解释分离定律的实质：分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定独立性；在减数分裂形成配子时，上的
14、等位基因，具有一定独立性；在减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个分别进入到两个配子中，独立地随配子传给后代。配子中，独立地随配子传给后代。Dd12Dd12DdD1Dd2ddDDd四四.孟德尔遗传规律的现代解释孟德尔遗传规律的现代解释基因自由组合定律的实质：基因自由组合定律的实质：位于非同源染色体上的非等位基因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，上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位
15、基因非同源染色体上的非等位基因自由组合自由组合。四四.孟德尔遗传规律的现代解释孟德尔遗传规律的现代解释细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？不是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；原核生物原核生物的基因的基因有的位于拟核区有的位于拟核区DNADNA分子上，有的分子上，有的位于细胞质的质粒位于细胞质的质粒上。上。常见问题常见问题 习题巩固1.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
16、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D2.果蝇体细胞中染色体组成可表示为（）A.3+X 或 3+Y B.6+X 或 6+Y C.3对+XX 或 3对+YY D.3对+XX 或 3对+XYD3.基因自由组合定律揭示了（）A.等位基因之间的关系B.非等位基因之间的关系C.非同源染色体之间的关系D.非同源染色体上的非等位基因之间的关系D 习题巩固4.下列关于基因和染色体在减数分裂过程中行为变化的描述，错误的是 （）A.同源染色体分离的同时，等位基因也随之分离B.非同源染色体自由组合，所有非等位基因之间也自由组合C.染色单体分开时，复制而来的两个基因也随之分开D.非同源染色体数量越多，非等位基因自由组合的种类也越多B 习题巩固5.右图示果蝇的原始生殖细胞，图中1、14、4 表示染色体,B、b、W、w分别表示控制不同性状的 基因。果蝇的红眼和白眼分别由位于X染色体上的W、w控制，请据图回答下列问题：（1）该细胞是_。（2）图中的_属常染色体，而_属性染色体。卵原细胞1、1、2、2、3、34、4（3）该细胞中有_个DNA分子。（4）该果蝇基因型可写成_。（5）经减数分裂它可产生_种基因型的配子。8BbXWXw4 习题巩固
