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1、第二章第二章 染色体与遗传染色体与遗传第二节第二节 遗传的染色体学说遗传的染色体学说1 1、一个基因型是、一个基因型是AaBbAaBb的个体，在进行减的个体，在进行减数分裂时可能产生几种配子？数分裂时可能产生几种配子？2 2、若一个生物体的体细胞内有两对同源、若一个生物体的体细胞内有两对同源染色体，在减数分裂时产生的配子最多有染色体，在减数分裂时产生的配子最多有几种？几种？问题问题试比较基因遗传和染色体行为的相同之处：试比较基因遗传和染色体行为的相同之处：在体细胞中是否成对存在？在体细胞中是否成对存在？成对的双方，一个来自成对的双方，一个来自 ，另一个来自，另一个来自 。形成配子时形成配子时
2、分离，分离，自由组合。自由组合。基因和染色体的行为具有一致性基因和染色体的行为具有一致性(平行关系）。平行关系）。细胞核中的染色体是基因的载体。细胞核中的染色体是基因的载体。一、遗传的染色体学说一、遗传的染色体学说依据：依据：1 1、基因在杂交过程中保持、基因在杂交过程中保持完整性完整性和和独立性独立性。染色体也具。染色体也具有有相对稳定性相对稳定性。2 2、体细胞中基因是、体细胞中基因是成对成对的的,染色体也是成对的。体细胞中染色体也是成对的。体细胞中成对的基因成对的基因一个来自父方一个来自母方一个来自父方一个来自母方，同源染色体也是。，同源染色体也是。3 3、在形成配子时，等位基因、在形成
3、配子时，等位基因互相分离互相分离。同源染色体也是。同源染色体也是彼此分离。彼此分离。4 4、在形成配子时，非等位基因、在形成配子时，非等位基因自由组合自由组合。非同源染色体。非同源染色体也是自由组合。也是自由组合。二、孟德尔定律的细胞学解释二、孟德尔定律的细胞学解释1 1、分离定律、分离定律F1F1细胞内的一对同源染色体细胞内的一对同源染色体,带有带有等位基因等位基因R R和和r,r,分别来自父母双方分别来自父母双方初级性母细胞初级性母细胞次级性母细胞次级性母细胞,同源染色体已同源染色体已分离分离,等位基因同时分离等位基因同时分离两种配子，比例为两种配子，比例为1 1：1 1 在杂合子的细胞中
4、，位于一对同源染色体在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性，生物体在上的等位基因，具有一定的独立性，生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着同进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。独立地随配子遗传给后代。基因分离定律的实质基因分离定律的实质YyRrYRyrYYyRRrry2 2、自由组合定律、自由组合定律F F1 1初级性母细胞初级性母细胞YyYYrrrrRYyyyRRR2 2、自由组合定律、自由组合定律 减减后期后期,等位基因随同源染色体的分开而分离；
5、等位基因随同源染色体的分开而分离；同时非同源染色体的非等位基因表现为自由组合同时非同源染色体的非等位基因表现为自由组合基因自由组合定律的实质基因自由组合定律的实质 位于两对（或两对以上）非同源染色体上的位于两对（或两对以上）非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是非等位基因的分离或组合是互不干扰互不干扰的。在进的。在进行行减数分裂形成配子的过程中，同源染色体上减数分裂形成配子的过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离，同时非同源染色体上的的等位基因彼此分离，同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。非等位基因自由组合。讨论讨论:一对同源染色体上是否存在非等位基因？一对同源染色体上是否存在非等位基因
6、？如果有，是否能自由组合？如果有，是否能自由组合？*连锁和互换定律连锁和互换定律 托马斯托马斯亨特亨特摩尔根是美国生物学家，摩尔根是美国生物学家，毕生从事胚胎学和遗传学研究，在孟德尔定毕生从事胚胎学和遗传学研究，在孟德尔定律的基础上，创立了现代遗传学的律的基础上，创立了现代遗传学的“基因学基因学说说”。他最负盛名的是利用果蝇进行的遗传。他最负盛名的是利用果蝇进行的遗传学研究，他和他的助手从中发现了伴性遗传学研究，他和他的助手从中发现了伴性遗传规律，并发现了连锁、交换和不分开现象等，规律，并发现了连锁、交换和不分开现象等，从而发展了染色体遗传学说。为表彰他在创从而发展了染色体遗传学说。为表彰他在
7、创立染色体遗传理论（认为遗传基因是在染色立染色体遗传理论（认为遗传基因是在染色体上作直线排列）方面的功绩，诺贝尔基金体上作直线排列）方面的功绩，诺贝尔基金会授予他会授予他19331933年度生理学及医学奖金年度生理学及医学奖金,是第是第一位以一位以遗传学成就而荣获诺贝尔生理学医学遗传学成就而荣获诺贝尔生理学医学奖的科学家。奖的科学家。(THMorgan,1866-1945)三、对染色体学说的证明（摩尔根实验）三、对染色体学说的证明（摩尔根实验）1 1、实验材料：果蝇、实验材料：果蝇 体长体长3 34mm4mm。在腐烂水果的附近常常可以看到。在腐烂水果的附近常常可以看到。有众多容易有众多容易区分
8、的相对性状。区分的相对性状。易饲养，易饲养，1010多天就繁殖一代多天就繁殖一代。常用作遗传学。常用作遗传学研究的实验材料。研究的实验材料。：1 1对对3 3对对 19101910年年5 5月的一天，在摩尔根的实验室中月的一天，在摩尔根的实验室中诞生了一只白色眼睛的雄性果蝇，而它的兄诞生了一只白色眼睛的雄性果蝇，而它的兄弟姐妹的眼睛都是红色的。显然它是一个变弟姐妹的眼睛都是红色的。显然它是一个变异体，后来它成为遗传史上著名的动物异体，后来它成为遗传史上著名的动物!意外的发现意外的发现 白眼白眼（雄）（雄）红眼红眼（雌）（雌）红眼红眼（雌）（雌）红眼红眼（雄）（雄）PF1F2红眼红眼雌果蝇雌果蝇
9、红眼红眼雄果蝇雄果蝇白眼白眼雄果蝇雄果蝇2 :1 :1问题：问题：是否符合孟德尔是否符合孟德尔遗传定律？遗传定律？特殊在什么地方？特殊在什么地方？怎样解释这个杂怎样解释这个杂交实验现象？交实验现象？2 2、杂交实验：、杂交实验：红眼红眼F1 白眼基因（白眼基因（w）是隐性，位于）是隐性，位于X染色体上，而染色体上，而Y染色体上没有它的等位基因。染色体上没有它的等位基因。3、摩尔根对实验现象的解释（假设）摩尔根对实验现象的解释（假设）同源区段同源区段非同源区段非同源区段 雄果蝇的基因型：雄果蝇的基因型：XY、XwY 雌果蝇的基因型：雌果蝇的基因型：XX、XXw、XwXw X XX X X Xw
10、wY Y X XX Xw w X XY Y 均为红眼均为红眼红眼雌蝇红眼雌蝇白眼雄蝇白眼雄蝇PF1配子配子 X X X Xw w Y Y X XX Xw w X XY Y X XX X X XX Xw w X XY XY Xw wY Y 红眼雌蝇红眼雌蝇 红眼雌蝇红眼雌蝇 红眼雄蝇红眼雄蝇 白眼雄蝇白眼雄蝇F2红眼雌蝇红眼雌蝇红眼雄蝇红眼雄蝇F1配子配子X X X Xw w X X Y Y 2 ：1 ：14 4、对假设的验证、对假设的验证X XX Xw w X Xw wY Y 红眼雌蝇红眼雌蝇白眼雄蝇白眼雄蝇F1配子配子X X X Xw w X Xw w Y Y X XX Xw w X Xw
11、wX Xw w X XY XY Xw wY Y 红眼雌蝇红眼雌蝇 白眼雌蝇白眼雌蝇 红眼雄蝇红眼雄蝇 白眼雄蝇白眼雄蝇Ft 1 ：1 ：1 ：15、实验结论：、实验结论：假设成立。说明细胞核中的染色体是基因的载体。假设成立。说明细胞核中的染色体是基因的载体。果蝇被人们研究过的基因就达数百个，果蝇被人们研究过的基因就达数百个，体细胞内却只有体细胞内却只有4 4对染色体；人只有对染色体；人只有2323对染对染色体，却有几万个基因，这些都说明色体，却有几万个基因，这些都说明一条一条染色体上应该有许多个基因。染色体上应该有许多个基因。基因是否就是染色体？基因是否就是染色体？四、基因在染色体上呈线性排列
12、四、基因在染色体上呈线性排列 现代分子生物学技术将基因定位在染色体上现代分子生物学技术将基因定位在染色体上果蝇的性状连锁遗传：果蝇的性状连锁遗传：摩尔根用灰身长翅纯系果蝇与黑身残翅纯系果蝇杂交，F1都表现灰身长翅。让F1的雌蝇与黑身残翅雄蝇交配，测交后代（Ft）的表现型类型及其数目是：21灰长（42%），4灰残（8%），4黑长（8%），21黑残（42%）。在上述测交子代群体中，亲本型（灰长和黑残）占84%，明显多于占16%的重组型（灰残和黑长）。显然F1雌蝇产生的四种类型的配子数目是不等的，即亲本型配子远多于重组型配子。不符合孟德尔的自由组合定律。摩尔根等人用基因的连锁和交换理论解释性状连锁遗
13、传现象，其基本要点如下：控制不同性状的非等位基因，位于同一对同源染色体上的不同基因座位上。同一条染色体上彼此连锁的基因群，称为一个连锁群连锁群。连锁基因常常联系在一起不相分离，随配子共同传递到下一代。这种位于同一染色体上的基因相伴遗传的现象称为基因连锁基因连锁。在减数分裂中，可能发生同源染色体的非姊妹染色单体之间对应片段的交换，一旦交换发生在连锁基因之间，使位于交换片段上的等位基因互换，从而导致非等位基因间的基因重组。由于同源染色体之间发生交换，而使原来在同一染色体的基因不再伴同遗传的现象称为基因交换基因交换。连锁的基因之间能够发生交换，称为不完全连锁不完全连锁。例如，F1灰身长翅雌蝇的基因型
14、为BV/bv，在形成配子时，如果在BV之间发生交换，那么它将产生BV、bv、Bv、bV四种配子。如果连锁基因之间发生一次交换（单交换），该交换只涉及同源染色体的两条非姊妹染色单体，那么，F1每个发生交换的性母细胞将只会产生一半重组型配子，另一半是亲本型配子。但是交换是较少发生的事件，进行减数分裂的全部性母细胞，不可能都发生完全相同的交换重组过程。因此F1产生的配子总数中，大部分（上例中为84%）是两种亲本型配子，少部分（上例中为16%）为两种重组型配子。也就是说，连锁状态的两对基因杂种产生的重组型配子总是少于亲本型配子，即少于配子总数的1/2。完全连锁：如果用上述果蝇杂交的F1灰身长翅雄蝇与黑
15、身残翅雌蝇进行测交，其后代只有灰长和黑残两种类型果蝇，而且各占一半。F1中只有灰身长翅和黑身残翅两种亲本组合，说明F1雄蝇只形成了两种亲本型配子，而没有产生重组型配子。也就是说F1雄蝇在减数分裂时同源染色体之间没有发生基因交换，使连锁的基因不出现重组。这种连锁基因之间不发生交换，从而不出现基因重组的基因连锁称为完全连锁完全连锁。细胞中数以万计的基因存在于为数不多的染色体上，基因连锁是必然的。同时连锁对于生命的延续也属必要，这样能够保证在细胞分裂过程中每一个子细胞都能准确地获得每一个基因。然而，完全连锁的现象是非常罕见的，迄今为止，只发现雄果蝇和雌家蚕表现完全连锁。减数分裂前期减数分裂前期同源染色体的非姐妹同源染色体的非姐妹染色单体之间的染色体片段的交换染色单体之间的染色体片段的交换,是基因连锁互换定律的细胞学基础是基因连锁互换定律的细胞学基础
