1、第2节 基因在染色体上本节聚焦本节聚焦科学家发现基因与染色体有哪些平行关系科学家发现基因与染色体有哪些平行关系？摩尔根如何证明基因位于染色体上？摩尔根如何证明基因位于染色体上？摩尔根的果蝇杂交实验给我们哪些启示？摩尔根的果蝇杂交实验给我们哪些启示？怎样从基因和染色体的层面解释孟德尔遗传规律？怎样从基因和染色体的层面解释孟德尔遗传规律？在生物的体细胞中，控制同一性状的在生物的体细胞中，控制同一性状的 遗传因子遗传因子 成成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的对存在，不相融合；在形成配子时，成对的 遗传因子遗传因子 发生分离，分离后的发生分离，分离后的 遗传因子遗传因子 分别进入不同的配子中，分
2、别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。随配子遗传给后代。基基 因因 你觉得这样替换有问题吗？由此你联想到什么？你觉得这样替换有问题吗？由此你联想到什么？孟德尔分离定律孟德尔分离定律：基基 因因 基基 因因 同源染色体同源染色体同源染色体同源染色体同源染色体同源染色体同源染色体同源染色体发现问题：用蝗虫蝗虫作材料，研究精子和卵细胞的形成过程，发现孟德尔定律中基因的分离基因的分离与减数分裂中同源染色体的分离同源染色体的分离非常相似。非常相似。一、萨顿的假说一、萨顿的假说D dD dD D d d杂合子在形成配子时，等杂合子在形成配子时，等位位基因基因发生发生分离分离减数第一次分裂时，同源减数第一次
3、分裂时，同源染染色体色体发生发生分离分离推论：理由：基因位于基因位于 上。上。基因和染色体行为存在着明基因和染色体行为存在着明 关系关系平行平行染色体染色体基因的行为染色体的行为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在配子形成和受精时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杂交过程保持杂交过程保持:完整性和独立性完整性和独立性保持保持相对稳定的形态相对稳定的形态结构结构 等位基因等位基因分离分离 同源染色体同源染色体分开分开非等位基因非等位基因自由组合自由组合 非同源染色体非同源染色体自由组合自由组合 只有
4、成对基因中只有成对基因中一个一个 只有成对染色体中只有成对染色体中一条一条 成对成对成对成对一一 萨顿的假说萨顿的假说一一 萨顿的假说萨顿的假说萨顿运用萨顿运用“推理推理”的方法提出基因位于的方法提出基因位于染色体上的假说，对此我持怀疑态度，染色体上的假说，对此我持怀疑态度，我要相信的是实验证据，我要相信的是实验证据，那我该选择什那我该选择什么材料来做实验呢？么材料来做实验呢？摩尔根摩尔根基因真的在染色体上吗？基因真的在染色体上吗？摩尔根的这种摩尔根的这种大胆质疑，科学务实大胆质疑，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。2.2.遗传学实验材料遗传学实验材料果蝇
5、果蝇的优点：的优点：a.a.个体小，易饲养个体小，易饲养b.b.繁殖快，后代多繁殖快，后代多c.c.具有易于区分的相对性状具有易于区分的相对性状e.e.染色体少，易观察（染色体少，易观察（4 4对）对）果蝇饲养二、基因位于染色体上的实验证据二、基因位于染色体上的实验证据1.1.主要科学家：主要科学家：摩尔根摩尔根P P：F F1 1：红眼红眼 （雌、雄）（雌、雄）（一）摩尔根的果蝇杂交实验F F2 2：红（雌、雄）红（雌、雄）白白(雄雄)3/4 3/4 1/4 1/4F F1 1雌雄交配雌雄交配杂交实验杂交实验符合符合白眼性状的表现总是与性白眼性状的表现总是与性别相联系别相联系F F2 2中红
6、眼：白眼比是中红眼：白眼比是3 31 1观察现象，观察现象，提出问题提出问题 果蝇的红白眼显隐性如何？果蝇的红白眼显隐性如何？是否符合孟德尔遗传定律？为是否符合孟德尔遗传定律？为什么？什么？实验结果特殊在什么地方？实验结果特殊在什么地方？红眼为显性，白眼为隐性红眼为显性，白眼为隐性常染色体：常染色体：与性别决定无关的染色体。与性别决定无关的染色体。(、)性染色体：性染色体：与性别决定有关的染色体。与性别决定有关的染色体。雄果蝇：雄果蝇：XYXY雌果蝇：雌果蝇：XXXX二、基因位于染色体上的实验证据二、基因位于染色体上的实验证据如：雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分。如：雌雄同株的植物没有
7、常染色体和性染色体之分。摩尔根那个时代已有的理论基础：讨论与猜想:1.如果在性染色体上,那又有哪些可能呢？假设一：控制白眼的基因在Y染色体上，而X染色体上没有它的等位基因。白眼雄果蝇：XYW假设二：控制白眼的基因在X、Y染色体同源区段上。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。白眼果蝇：XwYw XwXw红眼果蝇：XWXW XWXw XWYW XWYw白眼果蝇：XwY XwXw红眼果蝇：XWXW XWXw XWY 、摩尔根的设想：、摩尔根的设想：如果控制白眼的基因（用如果控制白眼的基因（用w w表示）表示）在在X X染色染色体上，而体上，而Y Y染色体染色体不含有不
8、含有它的等位基因。它的等位基因。（二）经过推理、想象（二）经过推理、想象提出假说提出假说:F F1 1：X XW WX Xw w 红眼红眼X XW WY Y 红眼红眼X XW WY YX Xw w配子：配子：红眼红眼X Xw wY YP P：白眼白眼X XW WX XW W解释现象：解释现象：P PF F1 1F F2 2自由交配 红红 ：白：白 =3:1=3:1红眼白眼红眼红眼红眼X XW WY YX XW WY YX XW WX Xw w F F2 2：F F1 1：配子：配子：X XW WX XW W 红眼红眼X XW WX Xw w 红眼红眼X XW WY Y 红眼红眼X Xw wY
9、Y 白眼白眼红眼红眼X XW WX XW W3 31 1：P PF F1 1F F2 2自由交配 红红 ：白：白 =3:1=3:1红眼白眼红眼符合.假说：控制假说：控制白眼的基因白眼的基因在在X X、Y Y染色体的同源区段上。染色体的同源区段上。红红 ：白：白 =3=3：1 1 红眼雌果蝇红眼雌果蝇 X XW WX XW W白眼雄果蝇白眼雄果蝇 X Xw wY Yw w 比例比例 X XW WX Xw w红眼红眼雌雌 X XW WY Yw w红眼雄红眼雄 X XW WX XW W 红红雌雌 X XW WX Xw w 红雌红雌 X XW WY Yw w 红红雄雄 X Xw wY Yw w 白白雄
10、雄符符合合二、基因位于染色体上的实验证据二、基因位于染色体上的实验证据自由交配自由交配 红眼红眼白眼白眼红眼红眼你能运用上述果蝇杂交实验的知识设计一个实验，来验证他们的解释吗？你能运用上述果蝇杂交实验的知识设计一个实验，来验证他们的解释吗？摩尔根果蝇杂交实验摩尔根果蝇杂交实验 红眼（雄）红眼（雄）X Xw wX Xw wX XW WY YX XW WX Xw wX Xw wY YX Xw wX Xw w X XW WY YW WX XW WX Xw wX Xw wY YW W白眼基因只位于白眼基因只位于X X染色体上。染色体上。白眼基因位于白眼基因位于X X和和Y Y染色体同源区段上。染色体同
11、源区段上。二、基因位于染色体上的实验证据二、基因位于染色体上的实验证据正交正交反交反交符符合合不不符符合合 控制白眼的基因是在X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因。摩尔根通过实验观察，把一个特定的基因（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，最最终确定了基因在染色体上的结论。终确定了基因在染色体上的结论。二、基因位于染色体上的实验证据得出结论得出结论 从孟德尔理论的怀疑者成为孟德尔理论坚定的支持者。实验检验：实验检验：根据假说预期测交实验结果得出结论：得出结论：实验结果与预期结果一致，假说成立实验结果与预期结果一致，假说成立基因在基因在染色体上染色体上 控制白眼基因（w）在
12、X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因如何解释白眼性状的表现总是与性别相联系？提出问题：提出问题：作出假说：作出假说：回顾摩尔根的实验：回顾摩尔根的实验：演绎推理：演绎推理：进行测交实验假假说说演演绎绎法法摩尔根团队的其它研究成果：（1）发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法；（2）证明了基因在染色体上呈线性排列基因在染色体上呈线性排列；（3）发现了遗传第三大定律基因的连锁和互换定律基因的连锁和互换定律等。黄身黄身白眼白眼红宝石眼红宝石眼朱红眼朱红眼深红眼深红眼棒状眼棒状眼短硬毛短硬毛截翅截翅A AA A a aa aB BB Bb bb bA AA Aa aa aB BB Bb bb
13、 bA A、B B基因连锁基因连锁B B、b b基因互换基因互换三、孟德尔遗传规律的现代解释三、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_ _对_ _上的_，不同对的遗传因子就是位于_ _上的_；一一同源染色体同源染色体等位基因等位基因非同源染色体非同源染色体非等位基因非等位基因A A与与B B、C C与与D D同源染色体：非同源染色体：等位基因：非等位基因：A A与与C C（D D）、）、B B与与C C（D D）Y Y与与y y、R R与与r rY(y)Y(y)与与R(r)R(r)A AB BC C D DY Yy yR Rr rA Aa aa aA A1 1、分离定律、
14、分离定律三、孟德尔遗传规律的现代解释三、孟德尔遗传规律的现代解释 在在杂合子杂合子的细胞中，位于的细胞中，位于一对同源染色体一对同源染色体上的上的等位基因等位基因，具有一定独立性；在减数分裂形成配子时，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等位基因会随着同源染色体的分开而分离染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子传分别进入到两个配子中，独立地随配子传给后代给后代.A Aa aB Bb bA Ab ba aB BB BA Aa ab b2 2、自由组合定律、自由组合定律 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分离或组
15、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，同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合非同源染色体上的非等位基因自由组合。萨顿的假说萨顿的假说基因和染色体存在着明显的平基因和染色体存在着明显的平行关系行关系内容：基因在染色体上内容：基因在染色体上依据：依据：基因在染色体上的证基因在染色体上的证据据(现象现象假说假说推推理理验证验证结论结论)果蝇的杂交实验果蝇的杂交实验结论：基因在染色体上结论：基因在染色体上孟德尔遗传规律孟德尔遗传规律的现代解释的现代解释基因的分离定律的实质基因的分离定律的实质基因的自由组合定律的实质基因的自由组合定律的实质基因在染色体上基因在染色体上小结小结
