第二章

基因和染色體的關系2.2基因在染色體上本節聚焦1、科學家發現基因與染色體有哪些平行關系？2、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？3、怎樣從基因和染色體的層面解釋孟德爾遺傳規律一.薩頓的假說1903年，美國遺傳學家薩頓用蝗蟲細胞作材料，研究精子和卵細胞的形成過程。他發現孟德爾假設的一對遺傳因子，也就是等位基因，它們的分離與減數分裂中同源染色體的分離非常相似。薩頓一.薩頓的假說24條受精卵新個體♀♂24條24條24條12條12條減數分裂兩兩成對,共12對,每對染色體中一條來自父方,一條來自母方.基因(遺傳因子)是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的。減數分裂受精作用推論：基因就在染色體上。依據：因為基因和染色體的行為存在著明顯的平行關系。基因成對存在只有成對的基因中的一個成對的同源染色體一條來自父方，一條來自母方。成對的基因一個來自父方，一個來自母方。基因行為染色體行為體細胞染色體成對存在只有成對染色體中的一條配子來源P配子F1P配子F1♂♀DdDdDD♂dd♀××配子形成和受精過程中有相對穩定的結構。雜交過程中基因保持完整性和獨立性。傳遞性質一.薩頓的假說針對的是染色體上的基因Rr非等位基因在形成配子時自由組合基因行為染色體行為行為變化非同源染色體在減數分裂Ⅰ后期自由組合YyRrYyYRYryRyr等位基因分離非等位基因自由組合同源染色體分離非同源染色體自由組合看得見的染色體基因在染色體上類比推理基因看不見的

平行關系一.薩頓的假說高莖高莖矮莖高莖DdDDddDddd×減數分裂受精減數分裂減數分裂P配子F1F1配子高莖矮莖F2dDdDD

DDDdd1DD2Dd1dd?高莖DdDD×dd一.薩頓的假說按照薩頓假說，在圖中的染色體上標注基因符號，解釋孟德爾一對相對性狀的雜交實驗（圖中染色體上的黑色橫線代表基因的位置）（1）類比推理：是根據兩個或兩類對象有部分屬性相同，從而推出它們的其他屬性也相同的推理。

一.薩頓的假說（2）并非所有基因都位于染色體上。在真核生物中，細胞核基因位于染色體，但細胞質基因位于線粒體和葉綠體DNA上;在原核生物中，細胞內無染色體，其基因位于擬核區的DNA上或者質粒上；病毒中有基因，但無染色體。孟德爾的遺傳理論薩頓假說摩爾根T.H.Morgan(1866-1945)二.基因位于染色體上的實驗證據我更相信的是實驗證據，我要通過確鑿的實驗找到遺傳和染色體的關系！我要用什么作為實驗材料呢？白眼雄果蠅野生紅眼果蠅二.基因位于染色體上的實驗證據

昆蟲綱雙翅目，體長3—4mm。在制醋和腐爛水果的地方常常可以看到。常用作遺傳學研究的實驗材料。個體小、易飼養繁殖快、后代多：在室溫下10多天就繁殖一代一只雌果蠅一生能產生幾百個后代具有多對易于區分的相對性狀染色體少，易觀察（3對常染色體，1對性染色體）雌性雄性性染色體常染色體3對常染色體+3對常染色體+XXXY染色體的類型常染色體：與性別決定無關的染色體(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)性染色體：與性別決定有關的染色體，如X、Y染色體染色體的類型性別決定的常見方式性別決定方式：①XY型②ZW型體細胞染色體組成（只有雌雄異體的生物才有性染色體）雌性：常染色體+兩條同型性染色體（XX）雄性：常染色體+兩條異型性染色體（XY）雌性：常染色體+兩條異型性染色體（ZW）雄性：常染色體+兩條同型性染色體（ZZ）思考：配子中含有X染色體就是雌配子嗎？白眼性狀是如何遺傳的？F2中，紅:白≈3:1，符合分離定律，白眼和紅眼受一對等位基因控制F2中，白眼果蠅均為雄性。PF1F2×

紅眼（雌、雄）

紅眼

白眼3/41/4（雌、雄）（雄）紅眼白眼F1雌雄交配二.基因位于染色體上的實驗證據①突然出現的白眼性狀是顯性還是隱性？②對于紅眼和白眼這一對相對性狀的遺傳是否遵循孟德爾的分離定律呢？③果蠅眼色的遺傳有何特殊之處？假說—演繹法白眼性狀的表現總是與性別相關聯，如何解釋這一現象呢？二.基因位于染色體上的實驗證據假設控制白眼性狀的基因用w表示，控制紅眼性狀的基因用W表示提出假說假說①：控制白眼的基因是在常染色體上假說②：控制白眼的基因是在Y染色體上（用w表示），

X染色體上沒有它的等位基因。Y非同源區(Ⅱ1)XY同源區段(Ⅰ)X非同源區段(Ⅱ2)XYX

Y-雄性：XY-雄性：X

X--雌性：X

Y-雄性：-二.基因位于染色體上的實驗證據解釋現象紅眼(♀)白眼(♂)X

XX

YwP：配子：F1XYwXX

YwX

X紅眼雌白眼雄比例1

:1不能解釋摩爾根的果蠅雜交實驗結果。×假說②：控制白眼的基因是在Y染色體上，X染色體上沒有它的等位基因。假說③：控制白眼的基因位于X和Y染色體的同源區段假說④：控制白眼的基因是在X染色體上（用w表示），Y染色體上沒有它的等位基因。Y非同源區(Ⅱ1)XY同源區段(Ⅰ)X非同源區段(Ⅱ2)XYX

Y-雄性：XY-雄性：X

X--雌性：X

Y-雄性：-提出假說二.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解釋現象P：紅眼(♀)白眼(♂)XWXWXwYwXWYwXwXWYwXWXw♀♂XWXwXWYw♂♀XWXW

紅眼(♀)

XWXw

紅眼(♀)XWYw

紅眼(♂)XwYw

白眼(♂

)配子：F1F2紅眼：白眼♂=3:1假說③：控制白眼的基因位于X和Y染色體的同源區段二.基因位于染色體上的實驗證據P：×紅眼(♀)白眼(♂)XWXWXwY配子：XWYXwXWYXWXwF1XWXwXWYXWXwXWY♂♀XWXW

紅眼(♀)

XWXw

紅眼(♀)XWY

紅眼(♂)XwY

白眼(♂

)♀♂紅眼：白眼♂=3:1F2解釋現象假說④：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。判斷一種設想或假說是否正確，僅能解釋已有的實驗現象是不夠的，還應該能預測另外設計的實驗結果，再通過實驗來檢驗二.基因位于染色體上的實驗證據如何設計實驗來驗證呢？實驗1：F1

紅眼（♀）x白眼（♂）實驗2：F1

紅眼（♂)x白眼（♀）設計測交實驗：雜合子與隱性純合個體雜交二.基因位于染色體上的實驗證據演繹推理XWXwXwYXwYXWXw

F1紅眼（♀）

×白眼（♂）XWXwXWYXwXwXwY紅眼(♀)白眼(♂)紅眼(♂)1:1:1:1實驗驗證白眼(♀)實驗1：F1

紅眼（♀）x白眼（♂）紅眼雌性紅眼雄性白眼雌性白眼雄性126132120115

F1紅眼（♀）

×白眼（♂）XWXwXwYwXwYwXWXwXWXwXWYwXwXwXwYw紅眼(♀)白眼(♀)白眼(♂)紅眼(♂)1:1:1:1根據假說③和假說④二.基因位于染色體上的實驗證據

F1紅眼（♂）

×白眼（♀）XWYXwXwXWXwYXWXwXwY紅眼(♀)白眼(♂)演繹推理1:1實驗2：F1

紅眼（♂)x白眼（♀）實驗驗證雌果蠅全為紅眼，雄果蠅全為白眼↓PF1白眼（♀）紅眼（♂）XWYWXwXw×XWXw紅眼(♀)XwYW紅眼（♂）根據假說③和假說④假說-演繹法演繹推理根據假說進行演繹推理，推出實驗結果得出結論基因在染色體上白眼性狀的表現總是與性別相聯系提出問題假說演繹法作出假說控制白眼基因（w）在X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因實驗驗證進行測交實驗從此，摩爾根成了

孟德爾

理論的堅定支持者。二.基因位于染色體上的實驗證據完成優化方案P45典題通關結論：基因在染色體上呈線性排列。摩爾根和他的學生們：第一幅果蠅各種基因在染色體上的排列圖譜。人只有23對染色體，卻有約2.6萬個基因。一條染色體上應該有許多個基因。果蠅只有4對染色體，攜帶的基因有1.3萬多個；短硬毛棒狀眼深紅眼朱紅眼截翅紅寶石眼白眼黃身三.基因與染色體的關系果蠅X染色體上一些基因的示意圖1.基因分離定律的實質在雜合子的細胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的_________，_____________________時，__________會隨著____________的分開而分離，分別進入到兩個配子中，獨立地隨配子遺傳給后代。減數分裂Ⅰ分裂間期AaAAaaaaAA減數分裂ⅡAAaa同源染色體減數分裂形成配子等位基因獨立性等位基因：位于同源染色體上同一位置，控制相對性狀的基因。

四、孟德爾遺傳定律的現代解釋2.基因自由組合定律的實質位于_______________上______________的分離或組合是互不干擾的；在減數分裂過程中，______________上的____________分離的同時，________________上的________________自由組合。

等位基因非同源染色體非等位基因同源染色體非同源染色體非等位基因減數分裂Ⅰ分