1、第2節 基因在染色體上本節聚焦本節聚焦科學家發現基因與染色體有哪些平行關系科學家發現基因與染色體有哪些平行關系？摩爾根如何證明基因位于染色體上？摩爾根如何證明基因位于染色體上？摩爾根的果蠅雜交實驗給我們哪些啟示？摩爾根的果蠅雜交實驗給我們哪些啟示？怎樣從基因和染色體的層面解釋孟德爾遺傳規律？怎樣從基因和染色體的層面解釋孟德爾遺傳規律？ 在生物的體細胞中，控制同一性狀的在生物的體細胞中，控制同一性狀的 遺傳因子遺傳因子 成成對存在，不相融合；在形成配子時，成對的對存在，不相融合；在形成配子時，成對的 遺傳因子遺傳因子 發生分離，分離后的發生分離，分離后的 遺傳因子遺傳因子 分別進入不同的配子中，

2、分別進入不同的配子中，隨配子遺傳給后代。隨配子遺傳給后代。 基基 因因 你覺得這樣替換有問題嗎？由此你聯想到什么？你覺得這樣替換有問題嗎？由此你聯想到什么？孟德爾分離定律孟德爾分離定律： 基基 因因 基基 因因 同源染色體同源染色體同源染色體同源染色體同源染色體同源染色體同源染色體同源染色體發現問題： 用蝗蟲蝗蟲作材料，研究精子和卵細胞的形成過程，發現孟德爾定律中基因的分離基因的分離與減數分裂中同源染色體的分離同源染色體的分離非常相似。非常相似。一、薩頓的假說一、薩頓的假說D dD dD D d d雜合子在形成配子時，等雜合子在形成配子時，等位位基因基因發生發生分離分離減數第一次分裂時，同源減

3、數第一次分裂時，同源染染色體色體發生發生分離分離推論：理由：基因位于基因位于 上。上。基因和染色體行為存在著明基因和染色體行為存在著明 關系關系平行平行染色體染色體基因的行為染色體的行為體細胞中的存在形式配子中的存在形式在體細胞中的來源形成配子時的組合方式在配子形成和受精時一個來自父方一個來自父方一個來自母方一個來自母方一條來自父方一條來自父方一條來自母方一條來自母方雜交過程保持雜交過程保持: : 完整性和獨立性完整性和獨立性保持保持相對穩定的形態相對穩定的形態結構結構 等位基因等位基因分離分離 同源染色體同源染色體分開分開非等位基因非等位基因自由組合自由組合 非同源染色體非同源染色體自由組合

4、自由組合 只有成對基因中只有成對基因中一個一個 只有成對染色體中只有成對染色體中一條一條 成對成對成對成對一一 薩頓的假說薩頓的假說一一 薩頓的假說薩頓的假說薩頓運用薩頓運用“推理推理” ” 的方法提出基因位于的方法提出基因位于染色體上的假說，對此我持懷疑態度，染色體上的假說，對此我持懷疑態度，我要相信的是實驗證據，我要相信的是實驗證據，那我該選擇什那我該選擇什么材料來做實驗呢？么材料來做實驗呢？ 摩爾根摩爾根基因真的在染色體上嗎？基因真的在染色體上嗎？摩爾根的這種摩爾根的這種大膽質疑，科學務實大膽質疑，科學務實的研究精神是值得我們努力學習的。的研究精神是值得我們努力學習的。2.2.遺傳學實驗

5、材料遺傳學實驗材料果蠅果蠅的優點：的優點： a. a. 個體小，易飼養個體小，易飼養b. b. 繁殖快，后代多繁殖快，后代多c.c.具有易于區分的相對性狀具有易于區分的相對性狀e.e.染色體少，易觀察（染色體少，易觀察（4 4對）對）果蠅飼養二、基因位于染色體上的實驗證據二、基因位于染色體上的實驗證據1. 1. 主要科學家：主要科學家：摩爾根摩爾根P P：F F1 1：紅眼紅眼 （雌、雄）（雌、雄）（一）摩爾根的果蠅雜交實驗F F2 2：紅（雌、雄）紅（雌、雄）白白( (雄雄) )3/4 3/4 1/4 1/4F F1 1雌雄交配雌雄交配雜交實驗雜交實驗符合符合白眼性狀的表現總是與性白眼性狀的

6、表現總是與性別相聯系別相聯系F F2 2中紅眼：白眼比是中紅眼：白眼比是3 31 1觀察現象，觀察現象， 提出問題提出問題 果蠅的紅白眼顯隱性如何？果蠅的紅白眼顯隱性如何？ 是否符合孟德爾遺傳定律？為是否符合孟德爾遺傳定律？為什么？什么？ 實驗結果特殊在什么地方？實驗結果特殊在什么地方？紅眼為顯性，白眼為隱性紅眼為顯性，白眼為隱性常染色體：常染色體：與性別決定無關的染色體。與性別決定無關的染色體。(、)性染色體：性染色體：與性別決定有關的染色體。與性別決定有關的染色體。雄果蠅：雄果蠅：XYXY雌果蠅：雌果蠅：XXXX二、基因位于染色體上的實驗證據二、基因位于染色體上的實驗證據如：雌雄同株的植物

7、沒有常染色體和性染色體之分。如：雌雄同株的植物沒有常染色體和性染色體之分。摩爾根那個時代已有的理論基礎：討論與猜想:1.如果在性染色體上,那又有哪些可能呢？假設一： 控制白眼的基因在Y染色體上，而X染色體上沒有它的等位基因。白眼雄果蠅：XYW假設二：控制白眼的基因在X、Y染色體同源區段上。假設三：控制白眼的基因在X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因。白眼果蠅：XwYw XwXw紅眼果蠅：XWXW XWXw XWYW XWYw白眼果蠅：XwY XwXw紅眼果蠅：XWXW XWXw XWY 、摩爾根的設想：、摩爾根的設想：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

8、X染色染色體上，而體上，而Y Y染色體染色體不含有不含有它的等位基因。它的等位基因。（二）經過推理、想象（二）經過推理、想象提出假說提出假說: :F F1 1：X XW WX Xw w 紅眼紅眼X XW WY Y 紅眼紅眼X XW WY YX Xw w配子：配子：紅眼紅眼X Xw wY YP P：白眼白眼X XW WX XW W解釋現象：解釋現象：P PF F1 1F F2 2自由交配 紅紅 ：白：白 = 3 : 1= 3 : 1紅眼白眼紅眼紅眼紅眼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 紅眼紅眼X XW

9、 WX Xw w 紅眼紅眼X XW WY Y 紅眼紅眼X Xw wY Y 白眼白眼紅眼紅眼X XW WX XW W3 31 1：P PF F1 1F F2 2自由交配 紅紅 ：白：白 = 3 : 1= 3 : 1紅眼白眼紅眼符合. .假說：控制假說：控制白眼的基因白眼的基因在在X X、Y Y染色體的同源區段上。染色體的同源區段上。紅紅 ：白：白 = 3 = 3 ：1 1 紅眼雌果蠅紅眼雌果蠅 X XW WX XW W白眼雄果蠅白眼雄果蠅 X Xw wY Yw w 比例比例 X XW WX Xw w紅眼紅眼雌雌 X XW WY Yw w紅眼雄紅眼雄 X XW WX XW W 紅紅雌雌 X XW

10、WX Xw w 紅雌紅雌 X XW WY Yw w 紅紅雄雄 X Xw wY Yw w 白白雄雄符符合合二、基因位于染色體上的實驗證據二、基因位于染色體上的實驗證據自由交配自由交配 紅眼紅眼白眼白眼紅眼紅眼你能運用上述果蠅雜交實驗的知識設計一個實驗，來驗證他們的解釋嗎？你能運用上述果蠅雜交實驗的知識設計一個實驗，來驗證他們的解釋嗎？摩爾根果蠅雜交實驗摩爾根果蠅雜交實驗 紅眼（雄）紅眼（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

11、于X X染色體上。染色體上。白眼基因位于白眼基因位于X X和和Y Y染色體同源區段上。染色體同源區段上。二、基因位于染色體上的實驗證據二、基因位于染色體上的實驗證據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染色體上，Y染色體上沒有它的等位基因。 摩爾根通過實驗觀察，把一個特定的基因（控制白眼的基因w）和一條特定的染色體（X染色體）聯系起來，最最終確定了基因在染色體上的結論。終確定了基因在染色體上的結論。二、基因位于染色體上的實驗證據得出結論得出結論 從孟德爾理論的懷疑者成為孟德爾理論堅定的支持者。實驗檢驗：實驗檢驗：根據假說預期測交實驗結果得出結論：得出結論： 實驗結果與預期結

12、果一致，假說成立實驗結果與預期結果一致，假說成立基因在基因在染色體上染色體上 控制白眼基因（w）在X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因如何解釋白眼性狀的表現總是與性別相聯系？提出問題：提出問題：作出假說：作出假說：回顧摩爾根的實驗：回顧摩爾根的實驗：演繹推理：演繹推理：進行測交實驗假假說說演演繹繹法法摩爾根團隊的其它研究成果：（1）發明了測定基因位于染色體上的相對位置的方法；（2）證明了基因在染色體上呈線性排列基因在染色體上呈線性排列；（3）發現了遺傳第三大定律基因的連鎖和互換定律基因的連鎖和互換定律等。黃身黃身白眼白眼紅寶石眼紅寶石眼朱紅眼朱紅眼深紅眼深紅眼棒狀眼棒狀眼短硬毛短硬毛截翅

13、截翅A AA A a aa aB BB Bb bb bA AA Aa aa aB BB Bb bb bA A、B B基因連鎖基因連鎖B B、b b基因互換基因互換三、孟德爾遺傳規律的現代解釋三、孟德爾遺傳規律的現代解釋 孟德爾所說的一對遺傳因子就是位于_ _對_ _上的_，不同對的遺傳因子就是位于_ _上的_；一一同源染色體同源染色體等位基因等位基因非同源染色體非同源染色體非等位基因非等位基因A A與與B B、C C與與D D同源染色體：非同源染色體：等位基因：非等位基因：A A與與C C（D D）、）、B B與與C C（D D）Y Y與與y y、R R與與r rY(y)Y(y)與與R(r)R

14、(r)A AB BC C D DY Yy yR Rr rA Aa aa aA A1 1、分離定律、分離定律三、孟德爾遺傳規律的現代解釋三、孟德爾遺傳規律的現代解釋 在在雜合子雜合子的細胞中，位于的細胞中，位于一對同源染色體一對同源染色體上的上的等位基因等位基因，具有一定獨立性；在減數分裂形成配子時，具有一定獨立性；在減數分裂形成配子時，等位基因會隨著同源等位基因會隨著同源染色體的分開而分離染色體的分開而分離，分別進入到兩個配子中，獨立地隨配子傳分別進入到兩個配子中，獨立地隨配子傳給后代給后代. .A Aa aB Bb bA Ab ba aB BB BA Aa ab b2 2、自由組合定律、自由組合定律 位于位于非同源染色體上的非等位基因非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的分離或組合是互不干擾的；在減數分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的的；在減數分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時，同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合非同源染色體上的非等位基因自由組合。薩頓的假說