内容正文:
第二章 染色体与遗传
第二节 基因伴随染色体传递
1、1866年孟德尔提出了遗传学的重要规律:分离定律和自由组合定律
2、1887年魏斯曼提出了著名的论断:卵细胞和精子成熟的过程中,必然要发生一种染色体数目减少一半的特殊细胞分裂。
3、1905年,弗默和穆尔首先创用了“减数分裂”一词,详细地描述了有性生殖的性细胞成熟过程中染色体减少一半的情形,证明了生命的连续性主要是通过染色体来实现的。
一、基因位于染色体上
1. 遗传的染色体学说
1903年,美国遗传学家萨顿(Walter Stanborough Sutton, 1877-916)在研究蝗虫精子和卵细胞形成的过程中发现,孟德尔假设的遗传因子,即基因分离和组合的行为与减数分裂中染色体的行为之间存在着平行关系。
(1)遗传的染色体学说的假说内容:细胞核内的染色体可能是基因的载体,说明基因在染色体上。
(2)依据:类比推论说明基因和染色体在行为上存在着明显的平行关系、一致性关系:
减数分裂中染色体行为 孟德尔定律中基因行为
独立的遗传单位 染色体在细胞分裂各期中保持着一定的形态特征。 基因在杂交实验中始终保持其独立性和完整性
体细胞中来源 成对存在,其中一条来自母方,另一条来自父方。 成对存在,其中一个来自母方,另一个来自父方。
形成配子时 同源染色体的两条染色体彼此分离,不成对的非同源染色体随机地进入配子。 等位基因互相分离,非等位基因自由组合地进入配子。
遗传的染色体学说---类比推理
(3)基因的载体: 染色体 (主要载体)、 线粒体 、 叶绿体 。
(4)证明人: 摩尔根 通过 果蝇眼色 杂交实验证明了基因在染色体上,实验方法是 假说-演绎法 。
细胞核内的染色体可能是基因载体的假说,说明基因在染色体上。
二、摩尔根的果蝇眼色遗传实验
(1)果蝇作为遗传实验材料的优点:个体小、繁殖快、生育力强、容易饲养、具多个容易区分的相对性状。
(2)果蝇染色体组成:果蝇体细胞中有 4 对同源染色体,其中 3 对是常染色体, 1 对是性染色体。
雌果蝇:体细胞染色体组成: 6+XX,
卵细胞染色体组成: 3+X。
雄果蝇:
体细胞染色体组成: 6+XY ,
雄精子染色体组成: 3+X 、 3+Y。
3. 并非所有生物都有性染色体,性染色体只存在于由 性染色体 决定性别的生物体内。
4. 人和果蝇都是 XY型 性别决定的生物,雌性性染色体组成为 XX ,雄性性染色体组成为 XY 。
(2)摩尔根的发现及眼色遗传实验
(3)摩尔根的假说
①依据:果蝇细胞中有4对同源染色体,其中有1对同源染色体与果蝇的性别相关,称为性染色体。雌果蝇具有两条同型的性染色体,记为XX;雄果蝇具有两条异型的性染色体,记为XY。
②提出假说:白眼基因(w)是隐性基因,位于X染色体上,而Y染色体上没有它的等位基因。用“+”表示红眼显性基因,则白眼果蝇基因型为XwXw(雌)、XwY(雄),红眼果蝇基因型为X+X+(雌)、X+Xw(雌)、X+Y(雄)。
②提出假说:白眼基因(w)是隐性基因,位于X染色体上,而Y染色体上没有它的等位基因。用“+”表示红眼显性基因,则白眼果蝇基因型为XwXw(雌)、XwY(雄),红眼果蝇基因型为X+X+(雌)、X+Xw(雌)、X+Y(雄)。
红眼 × 白眼
P
XAXA XaY
配子
F1
XA
XAXa
XAY
红眼
红眼
×
配子
F2
1/2XA
1/2Y
1/2XA
1/2Xa
1/4XAXA
1/4XA Xa
1/4XAY
1/4XaY
红眼
红眼
红眼
白眼
Xa
Y
(4)演绎推理——设计测交实验
(5)实验结论:果蝇的白眼性状遗传与性别有关,而且控制该性状的基因确实位于X染色体上。
1. 果蝇的白眼性状遗传确实与性别有关,而且控制该性状的基因确实位于性染色体上。
2. 再次证明了孟德尔定律的正确性。
3.历史上第一位将基因(白眼基因w)定位在一条特定的染色体(X染色体)上的科学家,为遗传的染色体学说作出杰出贡献。
基因在染色体上
现代分子技术将基因定位在在染色体上
果蝇某条染色体上的几个基因
二、遗传的染色体学说可以解释孟德尔定律
1. 分离定律:在减数分裂过程中,同源染色体分离,同源染色体上的等位基因也发生分离,一个进入这个配子中,另一个进入另一配子中。
2. 自由组合定律:在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因分离,非同源染色体非等位基因自由组合,从而实现性状的自由组合。
分离定律示意图 自由组合示意图
三、关于两对等位基因位于一对或两对同源染色体上的分析
1. 若两对等位基因位于一对同源染色体上,在减数分裂时,两对等位基因均随着同源染色体分开而分离,这种现象称为基因的连锁现象。如图甲所示个体,只能产生两种类型的配子,即AB和ab,比例为1∶1。
2. 若两对等位基因位于两对同源染色体上,在减数第一次分裂后期,同源染色体分离的同时等位基因也分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合,如图乙所示个体可以形成4(种)配子,即AB、Ab、aB、ab,比例为1∶1∶1∶1,基因的遗传遵循自由组合定律。
1.某生物有两对同源染色体,假设每一对同源染色体上各有一对等位基因,根据遗传的染色体学说,从基因组成看,这种生物产生的配子有多少种类型?
A. 4 B. 8 C. 16 D. 32
2.某植株进行自花授粉时,产生的配子类型及其比例是Ab:aB:AB:ab=3:3:2:2,那么该植株在进行减数分裂时,发生在A/a、B/b之间交叉互换的原始生殖细胞的百分比是( )
A. 20% B. 40% C.60% D. 80%
A
B
课后练习:
$$