1、第2节 基因在染色体上第2章 基因和染色体关系孟基 因 基 因 基 因 同源染色体同源染色体同源染色体将基因换成同源染色体，是否可行？思考 萨顿，美国遗传学家，萨顿，美国遗传学家，(1877-1916)(1877-1916)用用蝗虫蝗虫细胞细胞作材料，研究精子和卵细胞的形成过程，作材料，研究精子和卵细胞的形成过程，实验发现：实验发现：等位基因的分离等位基因的分离与减数分裂中与减数分裂中同源染色体的分离同源染色体的分离极为极为相似。相似。1.1.推论：推论：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因在染色体上。即基因在染色体上。基因的行为染色体的行为
2、杂交传递中的杂交传递中的性质性质体细胞中的存体细胞中的存在形式在形式配子中的存在配子中的存在形式形式在体细胞中的在体细胞中的来源来源形成配子时的形成配子时的组合方式组合方式成对成对成对成对一个来自父方，一个来自父方，一个来自母方一个来自母方一条来自父方，一条来自父方，一条来自母方一条来自母方保持：完整性独立性保持：完整性独立性保持：稳定性保持：稳定性通过类比，提出假说：基因位于染色体上。等位基因分离等位基因分离 同源染色体分开同源染色体分开非等位基因自由组合非等位基因自由组合 非同源染色体自由组合非同源染色体自由组合含成对基因中一个含成对基因中一个 含成对染色体中一条含成对染色体中一条 2.2
3、.依据：基因与染色体的行为存在明显的平行关系依据：基因与染色体的行为存在明显的平行关系P P配子配子F F1 1F F1 1配子配子矮矮 茎茎高高 茎茎减数减数分裂分裂受受 精精减数减数分裂分裂高高 茎茎减数减数分裂分裂高高 茎茎高高 茎茎高高 茎茎矮矮 茎茎请在图中染色体上标注基因符号，解释孟德尔杂交试验。请在图中染色体上标注基因符号，解释孟德尔杂交试验。D dD dd dD dD DDddDd dD DdD思考讨论F F2 2（看不见看不见）染色体假说：基因在染色体上推 理基因（看得见看得见）类 比平行关系D dD d3.科学研究方法 类比推理萨顿经萨顿经类比推理类比推理得出的结论得出的结
4、论并不具有逻辑的必然性，并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要实验的验证。其正确与否，还需要实验的验证。由于缺少实验证据，美国科学家由于缺少实验证据，美国科学家摩尔根等摩尔根等对此持怀对此持怀疑态度。疑态度。特点特点P30P30：易饲养、繁殖快、后代多、相对性状明显，易饲养、繁殖快、后代多、相对性状明显，染色体数目少等染色体数目少等美美摩尔根摩尔根（一）实验材料果蝇（二）实验过程：符合分离定律，说明其受一对等位基因控制符合分离定律，说明其受一对等位基因控制PF1F2红眼（雌、雄）红眼（雌、雄）白眼（雄）白眼（雄）3/41/4红眼（雌、雄）红眼（雌、雄）白眼（雄）白眼（雄）红眼（雌）红眼（雌）
5、提出问题：白眼总是和性别相联系，如何解释此现象？3 ：1显性果蝇的红眼果蝇的白眼1.1.实验现象实验现象性染色体常染色体补充：果蝇体细胞染色体示意图补充：果蝇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 控制白眼的基因（用控制白眼的基因（用w w表示）在表示）在X X染色体上，而染色体上，而Y Y染色体上不含有其染色体上不含有其等位基因。等位基因。2.2.提出假说提出假说红眼白眼红眼白眼XWXWXWXWXWXWXwYXwY基因型书写规律：“大写在前小写在后大写在前小写在后”“常染色在前，性染
6、色体在后常染色在前，性染色体在后”eg Aa eg AaX XB BX Xb b果蝇杂交实验分析图解果蝇杂交实验分析图解(图图2-102-10)PF1F2XWXWXwYXWYXw配子配子XWYXWXwXwXWYXWXWXW（雌）（雌）XWXw（雌）（雌）XWY（雄）（雄）XwY（雄）（雄）3/43/4红眼（雌、雄）红眼（雌、雄）1/41/4白眼（雄）白眼（雄）F1X Xw wY YX XWWX XWWX Xw w红眼红眼X XWWY Y红眼红眼X Xw wX Xw wX Xw w白眼白眼X Xw wY Y白眼白眼XWXw红眼红眼XwY 白眼白眼F23.3.演绎推理演绎推理测交方案一测交方案一分
7、析：分析：若若眼色的基因位于眼色的基因位于X X上：上：红眼：白眼：红眼：白眼红眼：白眼：红眼：白眼=1=1：1 1：1 1：1 1；若若眼色的基因位于常染色体上：眼色的基因位于常染色体上：也是红眼：白眼也是红眼：白眼=1=1：1 1红眼红眼:白眼白眼=1=1：1 1 X Xw wX Xw w白眼白眼 X XWWY Y 红眼红眼P X Xw w X XW W Y YF1X XWWX Xw w X Xw w Y Y 分析：分析：若若眼色的基因位于眼色的基因位于X X上：上：子代雌果蝇全为红眼，雄果蝇全为白眼；子代雌果蝇全为红眼，雄果蝇全为白眼；若若眼色的基因位于常染色体上：眼色的基因位于常染色体
8、上：子代雌雄果蝇均有红眼和白眼。子代雌雄果蝇均有红眼和白眼。3.3.演绎推理演绎推理测交方案二测交方案二 摩尔根等人把摩尔根等人把一个特定的基因一个特定的基因和和一条特定的染色体一条特定的染色体XX染色体染色体联系起来，从而用实验联系起来，从而用实验证明了基因在染色体上证明了基因在染色体上。4.4.实验验证与得出结论实验验证与得出结论从此，摩尔根成了 理论的坚定支持者。孟德尔验证假说：测交：白眼测交：白眼 F F1 1红眼红眼 白眼白眼 红眼红眼得出结论：基因在染色体上基因在染色体上若控制白眼基因（若控制白眼基因（w w）在）在X X染色体上，染色体上，而而Y Y染色体上不含有它的等位基因染色
9、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？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（三）摩尔根的研究方法：假说-演绎法2.2.位置关系：基因在染色体上呈线性排列位置关系：基因在染色体上呈线性排列、1.1.数量关系：一条染色体上有很多个基因数量关系：一条染色体上有很多个基因3.3.基因的载体：基因的载体：（1 1）核基因：染色体）核基因：染色体（2 2）质基因：叶绿体、线粒体）质基因：叶绿体、线粒体4.4.非等位基因的位置非等位基因的位置（1 1）位于同一条染色体上；）位于同一条染色体上；（2 2）位于同源染色体的不同位置；）位于同源染色体的不同位置；（3 3）
10、位于非同源染色体上。）位于非同源染色体上。DdegA与与B，a与与begA与与b，a与与BegA与与D，a与与d，A与与d，a与与D等等才能发生自由组合孟德尔的分离定律：孟德尔的分离定律：在生物的体细胞中，在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；成对存在，不相融合；在在形成配子形成配子时，时，成对的遗传因子成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别发生分离，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。进入不同的配子中，随配子遗传给后代。一对同源染色体上的等位基因 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
11、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。基因的分离定律的实质是：孟德尔的自由组合定律：孟德尔的自由组合定律：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互补干扰的；在控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互补干扰的；在形成配子形成配子时，决定同一性状的遗传因子彼此分离，决定时，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不同性状的遗传因子自由组合。自由组合。非同源染色体上的非等位基因 位于位于非同源染色体上的非等位基因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；在的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂减数分裂过程中，同源染色体上
12、的等位基因分离的过程中，同源染色体上的等位基因分离的同时同时，非同源染色体非同源染色体上的非等位基因上的非等位基因自由组合。自由组合。基因的自由组合定律的实质是：唐氏综合征唐氏综合征患者的染色体组成患者的染色体组成正常人正常人的染色体组成的染色体组成补充：染色体数目异常情况分析补充：染色体数目异常情况分析21-21-三体综合征三体综合征补充：染色体数目异常情况分析补充：染色体数目异常情况分析体细胞2n配子n正常情况正常情况1.1.当减数分裂当减数分裂一对同源染色体移向同一极时一对同源染色体移向同一极时，形成的，形成的4 4个子细胞均个子细胞均 不正常；不正常；（减（减不正常，子细胞均不正常不正常，子细胞均不正常）2.2.当减数分裂当减数分裂姐妹染色单体形成的子染色体移向同一极时姐妹染色单体形成的子染色体移向同一极时，形成的，形成的4 4个子细胞个子细胞2 2个正常，个正常，2 2个不正常。个不正常。（减（减不正常，子细胞一半不正常不正常，子细胞一半不正常）补充：染色体数目异常情况分析补充：染色体数目异常情况分析
