第2节 基因在染色体上(上课课件)

假设三：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。
摩尔根及其同事设想，控制白眼的基因（w）在 X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因。
雌果蝇种类：
红眼（ＸＷＸＷ） 白眼（ＸWＸW） 雄果蝇种类： 红眼（ＸＷＹ） 白眼（ＸwＹ）
红眼（ＸＷＸw）
P
XWXW红眼（雌）
×
XwY白眼（雄）
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
A B
A A a a A A A a B b B Bb b a a b b a b a b B B A B
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
A
b
A A b b A A a B b B b a a B B a
A
b
a B
a B
任务：
利用类比推理 法，推断基因 与DNA长链有 何关系？
配子
XW XWXw红眼（雌） XW
×
Xw
Y
F1
XWY红眼（雄） Y XWY红眼（雄）
F2
XW Xw
XWXW红眼（雌）
XWXw红眼（雌）
XwY白眼（雄）
摩尔根通过实验，将一个特定的基因
（控制白眼的基因w）和一条特定的染 色体（X染色体）联系起来，从而用实
验证明了：基在染色体上。
思考？
人的体细胞只有23对染色体，却有3～3.5万个基 因，基因与染色体可能有怎样的对应关系呢？
结论：
一条染色体上应该 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，等位基因会随 同源染色体的分开而分离，分 别进入两个配子中，独立地随 配子遗传给后代。
矮 茎
减数 分裂
×
高 茎 减数 分裂
受 精
高 减数 茎 分裂
高 茎 高 茎
矮 茎 高 茎
P
配子
F1
F1配子
矮 茎 dd
减数 分裂
d 受 精 Dd 高 减数 茎 分裂 d
×
高 茎 DD 减数 分裂 D
高 矮 茎 dd 茎 Dd 高 DD 茎 Dd 高 茎
D
P
配子
F1
F1配子
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？ 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。
二、基因位于染色体上的实验证据
美国生物学家： 摩尔根
果蝇的特点?
摩尔根的果蝇杂交实验
同样是受精卵,为什么后来有的发育成雌性 个体,有的发育成雄性个体?
是指雌雄个体决定性别的方式。 性别决定：
常染色体 性染色体
与决定性别无关的染色体。 决定性别的染色体。
性别决定的方式
XY型：其中雌性为XX，雄性为XY。
性染色体 的类型
ZW型：其中雌性为ZW，雄性为ZZ。
雄性: 异型的性染色体: XY 雌性： 同型的性染色体: XX
♀女：
22对(常)+XX(性)
男♂
22对(常)+XY(性)
正常男性的染色体分组图
正常女性的染色体分组图
果蝇体细胞染色体
常染色体
性染色体
３对：ⅡⅡ，Ⅲ Ⅲ，Ⅳ 雌性同型：ＸＸ 雄性异型：ＸＹ
d
推 理
推论：基因在染色体上
类比推理
由两个或两类对象在某些属性上相同的现象， 推断出它们在另外的属性上也相同的一种推 理方法。 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。”
尝试分析基因与染色体的关系
基因的行为
体细胞中的 存在形式 配子中的存 在形式 成对 成单
染色体的行为
成对
成单 一个来自父方，一个 来自母方 非同源染色体自由组合 在配子形成和受精过程 中保持稳定性
在体细胞中 一个来自父方，一个来 的来源 自母方 形成配子时 的组合方式 自由组合 传递中的性 杂交过程保持完整性、 质 独立性
一、萨顿的假说
发现问题：用蝗虫细胞作材料，研究精子和卵 细胞的形成过程。他发现：孟德尔假设的一对 遗传因子，即等位基因的分离与减数分裂中同 源染色体的分离非常相似。
理由：基因和染色体行为存在着明显的平 行关系。
推论：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代 的。假说：基因位于染色体上。
Dd
D
看得见 染色体 看不见 基因
• 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。
A
a
B
b
非同源染色体上的非等位基因 自由组合。
E D d
e
同源染色体上的非等位基 因，能自由组合吗？
两对相对性状（独立遗传）的生物 任务： 体的配子如何产生的呢？以AaBb为 例，画出细胞的减数分裂图。
1、孟德尔的分离定律，以及减数分裂的过程 （以精子的形成为例）？ 2、等位基因与同源染色体的行为有何相似之 处呢？ 3、基因与染色体到底是什么关系呢？
问题探讨
• 请你试一试，把孟德尔分离定律中的遗传 因子换成同源染色体，把分离定律念一遍， 你觉得这个替换有问题吗？由此你联想到 什么？ • 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？
Ⅳ
理论依据：
1、基于对果蝇体 细胞染色体的认识 2、基于对萨顿 假说的认识
——基因在染色体上
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
假设一：控制白眼的基因在X、Y染色体上。 假设二：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。
练 习
下列关于基因和染色体关系的叙述，错误 的是（ D ） A、染色体是基因的主要载体
B、基因在染色体上呈线性排列
C、一条染色体上有多个基因
D、染色体就是由基因组成的
• 画一对同源染色体（假设其上有一对等 位基因）和二对同源染色体（假设其上 有二对等位基因）的精原细胞的减数分 裂示意图
类比:基因和染色体之间具有平行关系
基因
项目 体细胞中数目
染色体
成对存在
含成对基因中一个
成对存在
含成对染色体中一条
配子中数目
杂交
形成配子、受精
保持完整性独立性 相对稳定的形态结构
一个来自父方一个来自母方 一个来自父方一个来自母方
体细胞中来源
在配子形成时 等位基因分离
非等位基因自由组合
同源染色体分开
非同源染色体自由组合
第二章 基因与染色体的关系
第2节 基因在染色体上
萨顿：基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
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。 在配子中只有成对的基因中的一个，同样，也 只有成对的染色体中的一条。 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。