生物：22《遺傳的染色體學說》姚益娟

1902年，美國遺傳學家薩頓遺傳學家薩頓（WSutton，18771916）認識到豌豆產生配子時孟德爾的遺傳因子（基因）的行為和減數(shù)分裂中的一種物質的行為有著精確的平行關系。并在他的遺傳和染色體一文中發(fā)表了他的假說。一、薩頓的假說 基因是由染色體基因是由染色體攜帶著攜帶著從親代傳遞給從親代傳遞給下一代的，即基因在染色體上。下一代的，即基因在染色體上。依據(jù) 基因和染色體存在著明顯的平行關系基因和染色體存在著明顯的平行關系內容 在生物的體細胞中，控制同一形狀的在生物的體細胞中，控制同一形狀的同同源染色體源染色體成對存在，不相融合；成對存在，不相融合； 在形成配子時，成對的在形成配子時，成對的同源染色體同源染色體發(fā)生發(fā)生分離，分離后的分離，分離后的同源染色體同源染色體分別進入不同分別進入不同的配子中，隨配子遺傳給后代。的配子中，隨配子遺傳給后代。初級精母細胞初級精母細胞次級精母細胞次級精母細胞 精子精子孟德爾分離定律中成對的遺傳因子的行為與孟德爾分離定律中成對的遺傳因子的行為與同源染色體在減數(shù)分裂過程中的行為很相似同源染色體在減數(shù)分裂過程中的行為很相似嘗試分析基因與染色體的關系嘗試分析基因與染色體的關系基因的行為基因的行為染色體的行為染色體的行為體細胞中的體細胞中的存在形式存在形式配子中的存配子中的存在形式在形式在體細胞中在體細胞中的來源的來源形成配子時形成配子時的組合方式的組合方式傳遞中的性傳遞中的性質質成對成對成對成對成單成單成單成單一個來自父方，一個來一個來自父方，一個來自母方自母方一個來自父方，一個一個來自父方，一個來自母方來自母方自由組合自由組合非同源染色體自由組合非同源染色體自由組合雜交過程保持完整性雜交過程保持完整性獨立性獨立性在配子形成和受精過程在配子形成和受精過程中保持穩(wěn)定性中保持穩(wěn)定性類比類比:基因和染色體之間具有基因和染色體之間具有平行關系平行關系推理推理類比類比平行關系平行關系D dD d等位等位基因就是同源染色體基因就是同源染色體?孟德爾分離定律的核心孟德爾分離定律的核心減數(shù)分裂的核心減數(shù)分裂的核心雜合子在形成配子時，雜合子在形成配子時，等位等位基因基因的的分離分離減數(shù)第一次分裂時，減數(shù)第一次分裂時，同源同源染色體染色體的的分離分離等位等位基因在同源染色體上基因在同源染色體上?一對遺傳因子一對遺傳因子 位于一對同源染色位于一對同源染色體上的等位基因體上的等位基因不同對的遺傳因子不同對的遺傳因子 位于非同源染位于非同源染色體上的非等位基因色體上的非等位基因孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋減數(shù)減數(shù)分裂分裂受受 精精減數(shù)減數(shù)分裂分裂高高 莖莖減數(shù)減數(shù)分裂分裂高高 莖莖高高 莖莖高高 莖莖矮矮 莖莖P配子配子F1F1配子配子d dD DdDD ddDDdD dD dd dD D高莖高莖矮莖矮莖F23：1基因分離定律的實質：基因分離定律的實質： 位于一對同源染色體位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定上的等位基因，具有一定的獨立性，生物體在進行的獨立性，生物體在進行減數(shù)分裂形成配子時，等減數(shù)分裂形成配子時，等位基因會隨著同源染色體位基因會隨著同源染色體的分開而分離，分別進入的分開而分離，分別進入到兩個配子中到兩個配子中，獨立地隨，獨立地隨配子遺傳給后代。配子遺傳給后代。減數(shù)減數(shù)分裂分裂受受 精精減數(shù)減數(shù)分裂分裂減數(shù)減數(shù)分裂分裂P配子配子F1F1配子配子F2R RY YRYr ry yryryRYRYryrYRyRYryrYRYRyrY黃黃 圓圓綠綠 皺皺黃黃 圓圓9：3：3：1基因自由組合定律的實質基因自由組合定律的實質: 位于非同源染色體位于非同源染色體上的非等位基因的分離上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的?；蚪M合是互不干擾的。在細胞減數(shù)分裂形成配在細胞減數(shù)分裂形成配子的過程中子的過程中,同源染色體同源染色體上的等位基因彼此分離上的等位基因彼此分離的同時的同時,非同源染色體上非同源染色體上的非等位基因自由組合。的非等位基因自由組合。孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋AaBbABABABababab精原細胞精原細胞初級精母細胞初級精母細胞次級精母細胞次級精母細胞精細胞精細胞ABABababaABb如圖所示某生物卵原細胞中的染色體和染色體上如圖所示某生物卵原細胞中的染色體和染色體上的基因。請回答的基因。請回答A a12B b34（2）非同源染色體是）非同源染色體是 ；（3）等位基因是）等位基因是 ；（4）非等位基因是）非等位基因是 ；（5）按自由組合定律遺傳的基因是）按自由組合定律遺傳的基因是 ；（6）不能進入同一配子的基因是）不能進入同一配子的基因是 ；（7）形成配子時能進行自由組合的基因是）形成配子時能進行自由組合的基因是 ；（8）此圖除表示卵原細胞外，還可以表示）此圖除表示卵原細胞外，還可以表示 細胞細胞 和和 細胞。細胞。（1）同源染色體是）同源染色體是 ；和；和和；和和；和；和；和；和；和； 和和和和a；和；和b和；和和；和b ；a和和B ；a和和b和；和和；和b ；a和和B ；a和和b和和a；和；和b和；和和；和b ；精原精原體體a和和B ；a和和b1903年，薩頓的年，薩頓的遺傳中的染色體遺傳中的染色體假說假說-細胞核內的細胞核內的染色體染色體是是基因基因的載體的載體薩頓經類比推理薩頓經類比推理得出的結論得出的結論基基因在染色體上究竟因在染色體上究竟是否正確是否正確？由于由于缺少實驗證據(jù)缺少實驗證據(jù)美國科學家美國科學家摩爾根摩爾根等對此持懷疑態(tài)度等對此持懷疑態(tài)度二、基因位于染色二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)體上的實驗證據(jù)實驗者：實驗者：摩爾根摩爾根實驗材料：實驗材料：果蠅果蠅 1926年發(fā)表年發(fā)表基因基因論論創(chuàng)立了現(xiàn)代遺創(chuàng)立了現(xiàn)代遺傳學的基因學說。傳學的基因學說。 果蠅的特點果蠅的特點?個體小易飼養(yǎng)個體小易飼養(yǎng) 繁 殖 速 度 快 繁 殖 速 度 快 有各種易于區(qū)有各種易于區(qū)分的性狀等分的性狀等摩爾根通過實驗將一個特定的基摩爾根通過實驗將一個特定的基因因（控制白眼的基因（控制白眼的基因w w）和一條和一條特定的染色體特定的染色體（X X）聯(lián)系起來，聯(lián)系起來，從而證明了從而證明了基因在染色體上基因在染色體上。摩爾根摩爾根實驗證明了什么？實驗證明了什么？常染色體常染色體與決定性別無關的染色體與決定性別無關的染色體。性染色體性染色體決定性別的染色體。決定性別的染色體。對：對： ， 雌性同型：雌性同型： 雄性異型：雄性異型：(一一) 實驗實驗現(xiàn)象現(xiàn)象PF1F2紅眼（雌、雄）紅眼（雌、雄）白眼白眼(雄雄)3/41/41/4紅眼（雌、雄）紅眼（雌、雄）F2中紅眼：白眼中紅眼：白眼3：1，說明了什么？，說明了什么？雌果蠅種類：雌果蠅種類：紅眼（紅眼（）紅眼（紅眼（w w）白眼（白眼（W WW W）雄果蠅種類：雄果蠅種類：紅眼（紅眼（）白眼（白眼（w w）摩爾根及其同事設想，控制白眼的基因（摩爾根及其同事設想，控制白眼的基因（w）在）在X染色體上，而染色體上，而Y染色體不含有它的等位基因。染色體不含有它的等位基因。( (二二) ) 經過推理、想象提出經過推理、想象提出假說假說: :PF1F2（三）對實驗現(xiàn)象的（三）對實驗現(xiàn)象的解釋解釋XWXWXwYXWYXw配子配子XWYXWXwXwXWYXWXWXW（雌）（雌）XWXw（雌）（雌）XWY（雄）（雄）XwY（雄）（雄）3/4紅眼（雌、雄）紅眼（雌、雄） 1/4白眼（雄）白眼（雄）( (四四) ) 根據(jù)假說進行根據(jù)假說進行演繹推理演繹推理: :紅眼（雌、雄）紅眼（雌、雄）白眼（雌、雄）白眼（雌、雄）各占各占1/4各占各占1/41/4F1XWXwXwY( (五五) ) 實驗驗證實驗驗證摩爾根等人親自做了該實驗，實驗結果如下：摩爾根等人親自做了該實驗，實驗結果如下：證明了基因在染色體上證明了基因在染色體上紅眼紅眼紅眼紅眼白眼白眼白眼白眼雌雌雌雌雄雄雄雄126126132132120120115115與理論推測一致，完全符合假說，假說完全正確！與理論推測一致，完全符合假說，假說完全正確！ 摩爾根通過實驗，將一個特定的基因摩爾根通過實驗，將一個特定的基因（控制白眼的基因（控制白眼的基因w w）和一條特定的染色體和一條特定的染色體（X X染色體染色體）聯(lián)系起來。聯(lián)系起來。 從而用實驗證明了：從而用實驗證明了：基因在染色體上?；蛟谌旧w上。( (六六) ) 得出結論得出結論 人只有人只有23對染色體，卻有幾萬個基因，對染色體，卻有幾萬個基因，基因與染色體可能有什么對應關系？基因與染色體可能有什么對應關系？一條染色體一條染色體上有很多個上有很多個基因?；??；蛟谌旧w基因在染色體上呈線性排列上呈線性排列 利用一定的方法將一個基因確定到染色體利用一定的方法將一個基因確定到染色體的實際位置叫的實際位置叫基因定位基因定位基因在染色體上呈線性排列（板書：課題）果蠅一條染色體上的幾個基因果蠅一條染色體上的幾個基因基因的基因的概念概念：1、基因：是控制生物性狀的遺傳物質的功、基因：是控制生物性狀的遺傳物質的功能和結構單位。（功能）能和結構單位。（功能）2、基因是有、基因是有遺傳效應遺傳效應的的DNA片段。片段。 （本質）（本質）3、基因在染色體上呈線性排列，染色體是、基因在染色體上呈線性排列，染色體是基因的載體。基因的載體。4、基因中、基因中脫氧核苷酸脫氧核苷酸的排列順序代表了的排列順序代表了遺遺傳信息。傳信息。