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1、基因在染色体上基因在染色体上第二章第二章 第第2 2节节回到回到1919世纪世纪 孟孟 德德 尔尔发发现现了了遗遗传传的的两两大大定定律律 人们才意识到人们才意识到 遗传因子遗传因子（基因）（基因）是客观存在的是客观存在的基因在哪里？基因在哪里？一、萨顿的假说一、萨顿的假说发现问题发现问题：1903年，美国遗传学家萨顿用年，美国遗传学家萨顿用蝗虫蝗虫作材料，研究精子和卵细胞的形成过程，作材料，研究精子和卵细胞的形成过程，发现孟德尔定律中基因的分离与减数分裂中发现孟德尔定律中基因的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。同源染色体的分离非常相似。DdDd一、萨顿的假说一、萨顿的假说萨顿发现萨顿
2、发现, ,有一种蝗虫的体细胞中有有一种蝗虫的体细胞中有2424条染条染色体色体, ,生殖细胞中只有生殖细胞中只有1212条染色体。精子和卵细条染色体。精子和卵细胞结合形成的受精卵胞结合形成的受精卵, ,又具有了又具有了2424条染色体。蝗条染色体。蝗虫子代体细胞中的染色体数目虫子代体细胞中的染色体数目, ,与双亲的体细胞与双亲的体细胞染色体数目一样。子代体细胞中的这染色体数目一样。子代体细胞中的这2424条染色体条染色体, ,按形态结构来分按形态结构来分, ,两两成对两两成对, ,共共1212对对, ,每对染色体每对染色体中的一条来自父方中的一条来自父方, ,另一条来自母方。另一条来自母方。一
3、、萨顿的假说一、萨顿的假说推论推论：理由理由：一、萨顿的假说一、萨顿的假说基因是由染色体携带着从基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。亲代传递给下一代的。也也就是说就是说基因就在染色体上基因就在染色体上基因和染色体行为存在着基因和染色体行为存在着明显的明显的平行关系平行关系。 基因的行为基因的行为 染色体的行为染色体的行为杂交过程中杂交过程中保持：保持：_也有：也有：_体细胞中存在体细胞中存在形式形式_存在存在_存在存在在配子中在配子中只有成对基因只有成对基因中的中的_只有成对染色体只有成对染色体中的中的_体细胞中的体细胞中的来源来源成对的基因成对的基因一个来自一个来自_一个来自一个来自_
4、同源染色体同源染色体一条来自一条来自_一条来自一条来自_形成配子时形成配子时组合方式组合方式非等位基因：非等位基因：_非同源染色体：非同源染色体：_成对成对成对成对一个一个一条一条父方父方母方母方父方父方母方母方自由组合自由组合自由组合自由组合完整性和独立性完整性和独立性相对稳定相对稳定的形态结构的形态结构看不见看不见染色体染色体基因在染色体上基因在染色体上推理推理基因基因看得见看得见DdDd平行关系平行关系方法方法:类比推理法类比推理法科科学学研研究究方方法法之之一一减数分裂减数分裂减数分裂减数分裂DDDDDDDDDddDdddddddd高茎高茎矮茎矮茎：配子：配子：F1：任务：任务：矮茎矮
5、茎F2受受 精精高茎高茎矮矮茎茎高高茎茎高高茎茎高高茎茎如果你也认如果你也认为基因在染为基因在染色体上，请色体上，请完成图中染完成图中染色体上的基色体上的基因标注，解因标注，解释孟德尔一释孟德尔一对相对性状对相对性状的杂交实验的杂交实验。笑话笑话:加拿大外交官朗宁曾在竞选省议员时，加拿大外交官朗宁曾在竞选省议员时，由于他幼儿时期吃过中国奶妈的奶水一事，由于他幼儿时期吃过中国奶妈的奶水一事，受到政敌的攻击，说他身上一定有中国血受到政敌的攻击，说他身上一定有中国血统。朗宁反驳说：统。朗宁反驳说：“你们是喝牛奶长大的，你们是喝牛奶长大的，你们身上一定有牛的血统了你们身上一定有牛的血统了。”类比推理类
6、比推理 由两个或两类对象在某些属性上相同的现由两个或两类对象在某些属性上相同的现象，推断出它们在另外的属性上也相同的一种象，推断出它们在另外的属性上也相同的一种推理方法。推理方法。类比推理法类比推理法 据科学史上的记载，物理学家曾将光和声这两类现象进行比较。性 质声直线传播反射折射有波动性光直线传播反射折射也可能有波动性基因真的位于染色体上吗？基因真的位于染色体上吗？注意注意: : 类比推理得出的结论并不具有逻辑的必类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性然性. .其正确与否其正确与否, ,还需要观察和实验的检验还需要观察和实验的检验类比推理类比推理不具有逻辑的必然性，不具有逻辑的必然性，萨顿的
7、假说萨顿的假说遭到同时代的遗传学家遭到同时代的遗传学家摩尔根（摩尔根（T.H.Morgan)的强烈质疑。的强烈质疑。摩尔根的这种摩尔根的这种大胆质疑大胆质疑，科学务实科学务实的研究精神是值的研究精神是值得我们努力学习的。得我们努力学习的。我不相信孟德尔，更难以相信萨顿那家伙毫无事实根据的臆测！我更相信的是实验证据，我要通过确凿的实验找到遗传和染色体的关系！基因又是怎么回事。19091909年年二、基因位于染色体上的实验证据二、基因位于染色体上的实验证据“材料选对了就等于实验成功了一半材料选对了就等于实验成功了一半”果蝇果蝇昆虫纲双翅目，昆虫纲双翅目，体长体长34mm。在制。在制醋和腐烂水果的地
8、方醋和腐烂水果的地方常常可以看到。常常可以看到。寻找证据之路寻找证据之路用什么作实验材料呢？用什么作实验材料呢？实验材料实验材料:果蝇果蝇腐烂水果周围飞舞的果蝇吸引了他和他的学生的注意。作为实验动物，果蝇有很多优点。作为实验动物，果蝇有很多优点。首先是饲养容易首先是饲养容易. 用一只牛奶瓶，放一些捣烂的香蕉，用一只牛奶瓶，放一些捣烂的香蕉，就可以饲养数百甚至上千只果蝇。就可以饲养数百甚至上千只果蝇。繁殖快繁殖快. . 在在2525左右温度下左右温度下十几天十几天就繁殖就繁殖一代，一只雌果蝇一生能繁殖数百一代，一只雌果蝇一生能繁殖数百只。孟德尔以豌豆为实验材料，只。孟德尔以豌豆为实验材料，一一年
9、才种植一代。年才种植一代。果蝇只有四对染色体，果蝇只有四对染色体，数量少而数量少而且形状有明显差别，便于观察且形状有明显差别，便于观察.雌性雌性雄性雄性常染色体常染色体性染色体性染色体XXXY染色体与性别决定的关系及分类染色体与性别决定的关系及分类 常染色体：常染色体：性染色体：性染色体：雌性个体与雄性个体雌性个体与雄性个体相同相同的染色体的染色体（即与性别决定（即与性别决定无关无关的染色体）的染色体）雌性个体与雄性个体雌性个体与雄性个体不同不同的染色体的染色体（即与性别决定（即与性别决定有关有关的染色体）的染色体）特别提醒： 并不是所有生物都有性染色体，在雌雄同株的植物中就没有性染色体，如豌
10、豆、水稻、玉米等。亲代体细胞的亲代体细胞的性染色体组成性染色体组成 亲代产生的配子亲代产生的配子性染色体组成性染色体组成XY型型雌雌 雄雄ZW型型雌雌雄雄XX XX XYXYZWZWZZZZX X型卵细胞型卵细胞 X X型精子型精子 Y Y型精子型精子 Z Z型卵细胞型卵细胞 W W型卵细胞型卵细胞 Z Z型精子型精子 性染色体与性别决定类型性染色体与性别决定类型 性别决性别决定类型定类型 P P： XXXX（） XY XY（）配子：配子：X X Y Y XX XX （） XY XY （） 1/2 1/2 1/21/2XY型性别决定型性别决定 X XF FP P： ZZZZ（） ZW ZW（）
11、配子：配子：Z Z W W ZZ ZZ （） ZW ZW （） 1/2 1/2 1/21/2ZW型性别决定型性别决定 Z ZF F亲代体细亲代体细胞的性染胞的性染色体组成色体组成 亲代产生的配子亲代产生的配子性染色体组成性染色体组成后代性后代性别决定别决定于于 XYXY型型雌雌 雄雄ZWZW型型雌雌雄雄XX XX XYXYZWZWZZZZX X型卵细胞型卵细胞 X X、Y Y型精子型精子 Z Z、W W型卵细胞型卵细胞 Z Z型精子型精子 父方父方 母方母方 性染色体与性别决定类型性染色体与性别决定类型 有许多易于区分的相对性状有许多易于区分的相对性状长翅长翅残翅残翅 从1909年开始，摩尔根
12、开始潜心研究果蝇的遗传行为。实验材料实验材料:果蝇果蝇科学家科学家:摩尔根摩尔根1910年年5月的一天，在摩尔根的实验室中诞生了月的一天，在摩尔根的实验室中诞生了一只白色眼睛的雄性果蝇，而它的兄弟姐妹的眼睛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。显然它是一个变异体，后来他成为科都是红色的。显然它是一个变异体，后来他成为科学史上最著名的动物学史上最著名的动物!意外的发现意外的发现PF1F2 红眼红眼（雌、雄）（雌、雄）摩尔根的果蝇杂交实验摩尔根的果蝇杂交实验红眼是显红眼是显性性状性性状3 3：1 1的性的性状分离比状分离比符合分离符合分离定律定律 红眼红眼 白眼白眼3/43/41
13、/41/4（雌、雄）（雌、雄）（雄）（雄）白眼果蝇白眼果蝇都是雄的都是雄的？为什么为什么白眼性状的表现，白眼性状的表现，总是与性别相联系？如总是与性别相联系？如何解释这一现象呢？何解释这一现象呢？讨论与猜想讨论与猜想: :如果按照萨顿如果按照萨顿的理论的理论:基因在染基因在染色体上色体上,那么那么,控制控制白眼的基因是在白眼的基因是在常染色体上还是常染色体上还是在性染色体上呢在性染色体上呢?如果在性染色体上如果在性染色体上,那又有哪那又有哪些可能呢？些可能呢？提出假设提出假设假设二：控制白眼的基因在假设二：控制白眼的基因在X、Y染色染色体上体上假设一：控制白眼的基因是在假设一：控制白眼的基因是
14、在Y染色体染色体上，而上，而X染色体上没有染色体上没有它的等位基因它的等位基因假设三：控制白眼的基因在假设三：控制白眼的基因在X染色体上，染色体上，而而Y上不含有它的等位基因。上不含有它的等位基因。雌果蝇种类：雌果蝇种类：红眼红眼( () )( (w w) )白眼白眼( (w ww w) )雄果蝇种类：雄果蝇种类：红眼红眼( () )白眼白眼( (w w) )摩尔根及其同事的假说摩尔根及其同事的假说: :控制白眼的基因控制白眼的基因( (w w) )位位于于X X染色体上，且染色体上，且Y Y染色体不含它的等位基因染色体不含它的等位基因。注：常染色体上的基因不需标明其位于常染注：常染色体上的基
15、因不需标明其位于常染色体上色体上( ( 例例DDDD、dddd) )，而性染色体上的基因需，而性染色体上的基因需标明（性染色体要大写）标明（性染色体要大写）红眼红眼XWYXWYXWF1：P P：配子：配子：XWXwXWY白眼白眼XWXW摩尔根的杂交试验分析图解：摩尔根的杂交试验分析图解：红眼红眼红眼红眼红眼红眼XWYXWYXWXwF2：F1：配子：配子：XWXWXWXwXWYXwY红眼红眼XWXW红眼红眼红眼红眼红眼红眼白眼白眼X XX Xw126126 132 132120120 115 115统计的结果与理论上的推测一致则假统计的结果与理论上的推测一致则假说就是正确的！说就是正确的！摩尔根
16、对该解释的摩尔根对该解释的验证验证：XWXwXwXwXWYXwY测测 交交F1测交测交测测交交后代后代红眼红眼白眼白眼X XwY Y红眼红眼红眼红眼白眼白眼白眼白眼理论比：理论比：1 : 1 ： 1 : 1实际比：实际比：摩摩尔尔根根通通过过实实验验，将将一一个个特特定定的的基基因因( (控控制制白白眼眼的的基基因因w w) )和和一一条条特特定定的的染染色色体体( (X X染染色色体体) )联联系系起起来来，从从而而用用实实验验证证明明了了：基基因在染色体上。因在染色体上。验证假说：验证假说：测交测交得出结论：得出结论：基因在染色体上基因在染色体上若控制白眼基因（若控制白眼基因（w）在）在X
17、染色体上，而染色体上，而Y染色体上不染色体上不含有它的等位基因含有它的等位基因白眼性状的表现总是与性白眼性状的表现总是与性别相联系？别相联系？提出问题：提出问题：作出假说：作出假说：假假说说演演绎绎法法从此，摩尔根成了从此，摩尔根成了 理论的坚定支持者理论的坚定支持者孟德尔孟德尔回顾摩尔根的实验：回顾摩尔根的实验：基因在哪里？基因在哪里？类比推理类比推理萨顿假说：萨顿假说：基因在染色体上基因在染色体上 摩尔根：摩尔根： 果蝇杂交实验果蝇杂交实验 证据证据 果蝇的果蝇的4 4对对染色体上却有染色体上却有数百个数百个基因基因基因在染色体上呈线性排列基因在染色体上呈线性排列一条染色体上有许多个基因一
18、条染色体上有许多个基因摩尔根又进一步研究：摩尔根又进一步研究：1 1、分离定律的内容、分离定律的内容在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子_，不相，不相_；在形成配子时，成；在形成配子时，成对的遗传因子发生对的遗传因子发生_，_后的遗传因后的遗传因子分别进入不同的配子中，随子分别进入不同的配子中，随_遗传给后代遗传给后代成对存在成对存在融合融合分离分离分离分离配子配子三、孟德尔遗传规律的现代解释三、孟德尔遗传规律的现代解释: :2 2、基因分离定律的实质是：、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上在杂合体的细胞中，位于一对同源染
19、色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，成配子的过程中，_会随会随_的分开而分离，的分开而分离，分别进入两个配子中，独立的随分别进入两个配子中，独立的随配子遗传给后代配子遗传给后代等位基因同源染色体等位基因随同源等位基因随同源染色体的分开而染色体的分开而分离分离, ,分别进入两分别进入两个配子中。个配子中。aaaaAAAAAAaa基因分离定律的实质基因分离定律的实质3 3、自由组合定律的内容、自由组合定律的内容控制不同性状的遗传因子的分离和组合是_的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此_，决定不同性状的遗传因子_。互
20、不干扰互不干扰分离分离自由组合自由组合4 4、基因的自由组合定律的实质是：、基因的自由组合定律的实质是： 非同源染色体上的非等位基因的分离或组合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，是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体同源染色体上的等位基因分离的同时上的等位基因分离的同时，非同源染色体上的非非同源染色体上的非等位基因自由组合。等位基因自由组合。YYyyRRrrYYrryyRRYYRRyyrrRRYYRRyyrrYYrryy同源染色体上的等位基因同源染色体上的等位基因分离，非同源染色体上的分离，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基因自由组合
21、定律的实质基因自由组合定律的实质DdeE同源染色体上的非等位基同源染色体上的非等位基因，能自由组合吗？因，能自由组合吗？1 1、下列关于基因和染色体关系的叙述，、下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的是（错误的是（ ）A.A.染色体是基因的主要载体染色体是基因的主要载体B.B.基因在染色体上呈线性排列基因在染色体上呈线性排列C.C.一条染色体上有多个基因一条染色体上有多个基因D.D.染色体就是由基因组成的染色体就是由基因组成的D练习练习：2 2、下列生理活动，能使基因、下列生理活动，能使基因A A和基因和基因a a分别进入分别进入两个子细胞中的是（两个子细胞中的是（ ）A.A.有丝分裂有丝分裂
22、 B. B. 减数分裂减数分裂 C. C. 细胞分化细胞分化 D.D.受精作用受精作用3 3、下列各项中，肯定含有、下列各项中，肯定含有Y Y染色体的是（染色体的是（ ）A.A.受精卵和初级精母细胞受精卵和初级精母细胞B.B.受精卵和次级精母细胞受精卵和次级精母细胞C.C.精子和男性口腔上皮细胞精子和男性口腔上皮细胞D.D.初级精母细胞和男性小肠上皮细胞初级精母细胞和男性小肠上皮细胞BD4 4、下列各项中，能证明基因与染色体具有平行关、下列各项中，能证明基因与染色体具有平行关系的实验是（系的实验是（ ）A A、摩尔根的果蝇杂交实验、摩尔根的果蝇杂交实验B B、孟德尔的豌豆杂交实验、孟德尔的豌豆
23、杂交实验5 5、豌豆的杂交实验中，高茎与矮茎杂交，、豌豆的杂交实验中，高茎与矮茎杂交，F2F2中高中高茎和矮茎的比为茎和矮茎的比为787787：277277，上述实验结果的实质，上述实验结果的实质是（是（ ） A A、高茎基因对矮茎基因是显性的、高茎基因对矮茎基因是显性的 B B、F1F1自交，后代出现了性状分离自交，后代出现了性状分离 C C、控制高茎和矮茎的基因不在一条染色体上、控制高茎和矮茎的基因不在一条染色体上 D D、等位基因随同源染色体的分离而分开、等位基因随同源染色体的分离而分开 A D6 6、右图示果蝇的原始生殖细胞，、右图示果蝇的原始生殖细胞，图中图中1 1、114 4、4
24、4 表示染表示染色体色体,B,B、b b、W W、w w分别表示控制分别表示控制不同性状的基因。果蝇的红眼不同性状的基因。果蝇的红眼和白眼分别由位于和白眼分别由位于X X染色体上的染色体上的W W、w w控制，请据图回答下列问题：控制，请据图回答下列问题：（1 1）该细胞是）该细胞是_。（2 2）图中的）图中的_属常染属常染色体，而色体，而_属性染色体。属性染色体。卵原细胞卵原细胞1 1和和11， 2 2和和22， 3 3和和33 4 4和和4 4 (3)(3)该细胞中有该细胞中有_个个DNADNA分子。分子。（4 4）该果蝇基因型可写成）该果蝇基因型可写成_。（5 5）经减数分裂它可产生）经
25、减数分裂它可产生_种基因型的配种基因型的配子。子。8 8BbXBbXW WX Xw w4 47 7 .性染色体存在于性染色体存在于 （ ） A.A.精子精子 B. B. 卵细胞卵细胞 C.C.体细胞体细胞 D. D. 以上三种细胞以上三种细胞D8 .1903年年，美国遗传学家萨顿美国遗传学家萨顿( )提出提出“基因位于染色体上基因位于染色体上”的假说的假说A.通过做实验研究通过做实验研究B.运用假说运用假说演绎法演绎法C.运用类比推理运用类比推理D.运用系统分析法运用系统分析法C9 9、在、在XYXY型性别决定中，对性别起决定作用的型性别决定中，对性别起决定作用的细胞是（细胞是（ ） A A、精子、精子 B B、卵细胞、卵细胞 C C、初级精母细胞、初级精母细胞 D D、初级卵母细胞、初级卵母细胞 A1010、猴的下列各组细胞中，肯定含有、猴的下列各组细胞中，肯定含有Y Y染色体染色体的是（的是（ ） A A、受精卵、受精卵 B B、次级精母细胞、次级精母细胞 C C、初级精母细胞、初级精母细胞 D D、雄猴的神经元、雄猴的神经元 E E、精子、精子 F F、雄猴的肠上皮细胞、雄猴的肠上皮细胞 C、D、F
