基因和染色体的关系

美国细胞学家萨顿（W.Sutton，1877-1916）在他的《遗传和染色体》（1903）一文中概括，父本和母本的染色体联合成对及它们在减数分裂中的分离构成孟德尔定律的基础。就是说，在雌雄配子形成和受精过程中，染色体的行为与孟德尔遗传因子（即基因）的行为是平行的。他推论：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。萨顿把细胞学和遗传学的资料结合起来，开创了细胞遗传学研究运用类比推理的方法1.假说的内容基因在染色体上。2.假说的依据基因和染色体存在着明显的平行关系。基因的行为染色体的行为传递中的性质体细胞中的存在形式配子中的存在形式在体细胞中的来源形成配子时的组合方式成对成对成单成单一个来自父方，一个来自母方一个来自父方，一个来自母方非等位基因自由组合非同源染色体自由组合杂交过程中保持完整性、独立性在配子形成和受精过程中也有相对稳定的形态结构3.类比推理根据两个或两类对象有部分属性相同，从而推出它们的其他属性也相同的推理。萨顿通过类比推理后得出结论：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。矮茎高茎减数分裂减数分裂减数分裂受精高茎高茎高茎矮茎高茎F1配子PF1配子F2ddDDdDdDddDDdDdDdDDd1、果蝇适于做遗传材料的优点：①相对性状多、明显，②染色体数目少，便于观察，③易饲养，④繁殖快，且产生的后代数量多。2、摩尔根的果蝇杂交实验及其结果分析红眼(♀)白眼(♂)F1PF2红眼(♀、♂)F1雌雄交配红眼(♀、♂)白眼(♂)¾¼F2中红：白=3：1，符合分离定律。但F2中白眼全为雄性，其现与性别相联系。摩尔根根据以下实验得出结论： P    红眼（雌） ×  白眼（雄） 　　　　　　　　　↓ F1         红眼（雌、雄）  　　　　　　　　　↓F1雌雄交配 F2   红眼（雌、雄）  白眼（雄）        3/4             1/4果蝇的红眼对白眼为显性，而F2中红眼和白眼数量之比为3:1，这也是符合遗传分离规律的，也表明果蝇的红眼和白眼由一对等位基因来控制。并且白眼性状总与性别相关联。 于是摩尔根及其同事设想，控制红眼和白眼的基因在X染色体上，而Y染色体不含它的等位基因。以上实验我们可以轻易的排除控制红眼和白眼的基因在Y染色体上,而X染色体不含它的等位基因。那么摩尔根当初是如何排除控制红眼和白眼的基因在X染色体上和Y染色体的同源段及常染色体上的呢？3、现象的解释染色体常染色体性染色体同型：XX♀异型：XY♂常染色体：与决定性别无关的染色体。果蝇有3对常染色体（人类有22对常染色体）性染色体：决定性别的染色体，雌果蝇有1对性染色体，为同型的性染色体XX，雄果蝇为异型的性染色体XY。（人类也有1对性染色体，其中女性为同型的性染色体XX，男性为异型的性染色体XY）XWXW红眼（雌）×XwY白眼（雄）XWYXwXWY红眼（雄）XWXw红眼（雌）PF2F1配子XwXWYXWXWXW红眼（雌）XWXw红眼（雌）XWY红眼（雄）XwY白眼（雄）摩尔根设想，控制白眼的基因（w）在X染色体上，Y染色体不含其等位基因。×XWXw红眼（雌）XWY红眼（雄）实验结论:摩尔根通过实验将一个特定的基因（控制白眼的基因w）和一条特定的染色体（X）联系起来，从而证明了基因在染色体上。果蝇有4对染色体，被人们研究过的基因就达数百个。人有23对染色体，携带的基因大约有几万个。说明，一条染色体上应该有许多个基因。所得的F1中的红眼雌蝇和白眼雄蝇进行杂交。 P   红眼（雌） × 白眼（雄） 　　　　　　　　↓  F1   红眼（雌、雄） 白眼（雌、雄）  摩尔根又将上述所得白眼雌蝇和正常红眼雄蝇进行杂交 P   白眼（雌） × 红眼（雄） 　　　　　　　　↓ F1    红眼（雌） 白眼（雄） 以上实验就可以推断出控制红眼和白眼的基因在X染色体上，而Y染色体不含它的等位基因。基因在染色体上呈线性排列基因分离定律的实质是：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立的随配子遗传给后代。基因的自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。DdaABbAaBbABABABababab精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精细胞ABABababaABb两对相对性状（独立遗传）的生物体的配子如何产生的呢？以AaBb为例，画出细胞的减数分裂图。AaBbABABababAAbbaaBBAaBb精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精细胞ABab体体Aa12Bb34如图所示某生物卵原细胞中的染色体和染色体上的基因。请回答（2）非同源染色体是　；（3）等位基因是；（4）非等位基因是；（5）按自由组合定律遗传的基因是；（6）不能进入同一配子的基因是；（7）形成配子时能进行自由组合的基因是　；（8）此图除表示卵原细胞外，还可以表示细胞和细胞。（1）同源染色体是；知识检测１和２；３和４１和３；１和４；２和３；２和４Ａ和a；Ｂ和bＡ和Ｂ；Ａ和b；a和B；a和bＡ和Ｂ；Ａ和b；a和B；a和bＡ和a；Ｂ和bＡ和Ｂ；Ａ和b；a和B；a和b精原细胞体细胞AabBDd(A).如图，图A为某动物的精原细胞，图B为该精原细胞减数分裂形成的精细胞之一。请根据图回答：1、该精原细胞在减数分裂过程中，基因A（a)和B(b)之间是否发生了互换？2、该精原细胞形成的精子可有多少种？基因型如何？ABd(B)