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1、第第2 2节节 基因在染色体上基因在染色体上问题探问题探讨讨孟孟德尔分离定律：德尔分离定律： 在生物的体细胞中，控制同一性在生物的体细胞中，控制同一性状的状的 遗传因子遗传因子 成对存在，不相融合；成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的在形成配子时，成对的 遗传因子遗传因子 发生发生分离，分离后的分离，分离后的 遗传因子遗传因子 分别进入不分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。同的配子中，随配子遗传给后代。 基基 因因 基基 因因 基基 因因 同源染色体同源染色体同源染色体同源染色体同源染色体同源染色体l减数分裂的过程与孟德尔的分离定减数分裂的过程与孟德尔的分离定律和自由组合定律有没有联系
2、？律和自由组合定律有没有联系？l人类基因组测序表明，人类基因组人类基因组测序表明，人类基因组大约由大约由3232亿对碱基构成，其中有亿对碱基构成，其中有3 3至至4 4万个基因，是线虫或果蝇的两万个基因，是线虫或果蝇的两倍。倍。l人只有人只有2323对染色体，却有几万个基对染色体，却有几万个基因，基因和染色体之间可能有对应因，基因和染色体之间可能有对应关系吗？关系吗？时间：时间：19031903年年 人物：萨顿人物：萨顿萨顿的发现萨顿的发现一种蝗虫的一种蝗虫的体细胞体细胞中有中有2424条染色体，条染色体，生殖生殖细胞细胞中只有中只有1212条染色体。条染色体。精子和卵细胞结合形成的精子和卵细
3、胞结合形成的受精卵受精卵，又具有，又具有2424条染色体。条染色体。蝗虫子代体细胞中的染色体数目与双亲的蝗虫子代体细胞中的染色体数目与双亲的体细胞染色体数目一样。体细胞染色体数目一样。子代体细胞中的这子代体细胞中的这2424条染条染 色体，按形态结构来分，色体，按形态结构来分， 两两成对两两成对，共，共1212对，每对对，每对 染色体中染色体中一条来自父方，一条来自父方， 一条来自母方一条来自母方。推论：推论：基因和染色体行为存在着明显的平行关系基因和染色体行为存在着明显的平行关系! 基因在染色体上，基因是由染基因在染色体上，基因是由染色体携带着从亲代传递给子代的。色体携带着从亲代传递给子代的
4、。推论的原因推论的原因:受精作用受精作用受精卵亲代 配子子代染色体行为染色体行为基因行为基因行为DDddDdDdDd受精作用受精作用对比：对比：联想：联想： 分离定律中分离定律中成对的基因成对的基因的的行为与行为与同源染色体同源染色体在减数分裂过在减数分裂过程中的行为很程中的行为很相似相似。染色体染色体基因基因在体细胞在体细胞中的存在中的存在方式方式（ ）存在存在（ ） 存在存在 来源来源一个来自个来自 （ ） 一个来自一个来自 （ ）一个来自一个来自 （ ）一个来自一个来自 （ ）配子中配子中的数目的数目是体细胞的（是体细胞的（ ）是体细胞的（是体细胞的（ ）配子中配子中的组合的组合非同源染
5、色体非同源染色体（ ）非非 等等 位位 基基 因因（ ） 成对成对成对成对父方父方母方母方父方父方母方母方一半一半一半一半自由组合自由组合自由组合自由组合基因在染色体上基因在染色体上是因为基因行为和染色体行为是因为基因行为和染色体行为有明显的有明显的平行平行关系。关系。假说：假说：萨顿的假说萨顿的假说运用了运用了类比推理类比推理 的方法的方法矮矮 茎茎高高 茎茎减数减数分裂分裂受受 精精减数减数分裂分裂高高 茎茎减数减数分裂分裂高高 茎茎高高 茎茎高高 茎茎矮矮 茎茎P配子配子F1F1配子配子矮矮 茎茎高高 茎茎减数减数分裂分裂受受 精精减数减数分裂分裂高高 茎茎减数减数分裂分裂高高 茎茎高高
6、 茎茎高高 茎茎矮矮 茎茎P配子配子F1F1配子配子dDD dDdd ddD dD Dd dD dD DD萨顿经萨顿经类比推理类比推理得出的结论得出的结论基基因在染色体上究竟是否正确？因在染色体上究竟是否正确？由于缺少实验证据美国科学家由于缺少实验证据美国科学家摩尔根等摩尔根等对此持怀疑态度对此持怀疑态度时间：时间：19101910年年 人物：人物：摩尔根摩尔根二二.基因位于染色体上的实验证据基因位于染色体上的实验证据摩尔根的果蝇实验摩尔根的果蝇实验果蝇的特点：果蝇的特点： 稳定的相对性状稳定的相对性状易饲养易饲养相对性状明显相对性状明显繁殖周期短繁殖周期短后代数量多后代数量多F2 3 ： 1
7、白眼果蝇白眼果蝇都是雄的都是雄的（雌、雄）（雌、雄）PF1红眼（雌、雄）红眼（雌、雄）F1雌雄交配雌雄交配摩摩尔尔根根的的果果蝇蝇杂杂交交实实验验果蝇体细胞染色体图解果蝇体细胞染色体图解雌雄果蝇体细胞中染色体组成有何异同？雌雄果蝇体细胞中染色体组成有何异同？3对常染色体对常染色体+3对常染色体对常染色体+XXXY讨论与猜想讨论与猜想: :如果按照萨顿的理论如果按照萨顿的理论:基因在染色基因在染色体上体上,那么那么,控制白眼的基因是在常控制白眼的基因是在常染色体上还是在性染色体上呢染色体上还是在性染色体上呢?如果在性染色体上如果在性染色体上,那又有哪些可那又有哪些可能呢？能呢？雌性雌性雄性雄性性
8、染色体性染色体常染色体常染色体摩尔根那个时代已有的理论基础：摩尔根那个时代已有的理论基础：常染色体和性染色体的认识常染色体和性染色体的认识20雌雄个体细胞中不相同，决定性别的染色体雌雄个体细胞中不相同，决定性别的染色体(有1对性染色体。女性XX表示，男性XY表示) 常染色体常染色体性染色体性染色体雌雄个体细胞中相同，不决定性别的染色体雌雄个体细胞中相同，不决定性别的染色体 （人有（人有22对常染色体）对常染色体）21正常男性的染色体分组图正常男性的染色体分组图正常女性的染色体分组图正常女性的染色体分组图PF1F2红眼（雌、雄）红眼（雌、雄）3/43/41/41/4白眼白眼（雄）（雄）红眼红眼(
9、雌雌.雄雄)(一一) 观察实验观察实验、提出问题、提出问题偶尔在一群偶尔在一群红眼果蝇中红眼果蝇中发现了一只发现了一只白眼果蝇白眼果蝇红眼是显红眼是显性性状性性状3 3：1 1的分离比的分离比符合分离定律符合分离定律提出假设提出假设 假设二：控制白眼的基因在假设二：控制白眼的基因在X、Y染染色体上色体上 假设一：控制白眼的基因是在假设一：控制白眼的基因是在Y染色染色体体上，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（）红眼（
10、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）( (二二) ) 经过推理、想象提出经过推理、想象提出假说假说: :控制白眼的基因在控制白眼的基因在X X染色体上染色体上PF1F2（三）对实验现象的（三）对实验现象的解释解释XWXWXwYXWYXw配子配子XWYXWXwXwXWYXWXWXW（雌）（雌）XWXw（雌）（雌）XWY（雄）（雄）XwY（雄）（雄）3/4红眼（雌、雄）红眼（雌、雄） 1/4白眼（雄）白眼（雄）( (四四) ) 根据假说进行根据假说进行演绎推理演绎推理: :红眼（雌、雄）红眼（雌、雄）白眼（雌、雄）白眼（雌、雄）各占各占
11、1/4各占各占1/4F1XWXwXwY( (五五) ) 实验验证实验验证摩尔根等人亲自做了该实验，摩尔根等人亲自做了该实验，实验结果如下：实验结果如下：证明了基因在染色体上证明了基因在染色体上红眼红眼红眼红眼白眼白眼白眼白眼雌雌雌雌雄雄雄雄126126132132120120115115与理论推测一致，完全符合假说，假说完全正与理论推测一致，完全符合假说，假说完全正确！确！果蝇有果蝇有4 4对对染色体，携带的基因大约有染色体，携带的基因大约有1.51.5万万个。个。 人有人有2323对对染色体，携带的基因大约有染色体，携带的基因大约有3.53.5万万个。个。资料分析：资料分析：基因与染色体在数
12、量上还存在什么关系？基因与染色体在数量上还存在什么关系？一条染色体上含有多个基因一条染色体上含有多个基因一条染色体上有许多个基因一条染色体上有许多个基因基因在染色体上呈基因在染色体上呈线性线性排列排列三、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；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，在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同等位基因会随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
13、立的随配子遗传给后代。独立的随配子遗传给后代。任务：任务：两对相对性状（独立遗传）的生物体的两对相对性状（独立遗传）的生物体的配子如何产生的呢？以配子如何产生的呢？以AaBbAaBb为例，画出为例，画出细胞的减数分裂图。细胞的减数分裂图。孟德尔遗传规律的现代解释孟德尔遗传规律的现代解释AaaA等位基因随同源染色体的分开而分离等位基因随同源染色体的分开而分离分离定律分离定律AaBbAbaBBAab非同源染色体上的非等位基因自由组合非同源染色体上的非等位基因自由组合自由组合定律自由组合定律三、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
14、：位于位于非同源染色体上的非等位基因的分离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；或组合是互不干扰的；在减数分裂过在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，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。人类探明基因神秘踪迹的历程人类探明基因神秘踪迹的历程1903年萨顿研究蝗虫的年萨顿研究蝗虫的精子和卵细胞形成过程精子和卵细胞形成过程1910年摩尔根进行年摩尔根进行果蝇杂交实验果蝇杂交实验提出假说：基因在提出假说：基因在染色体上染色体上找到基因在染色体找到基因在染色体上的实验证据上的实验证据1866年孟
15、德尔的年孟德尔的豌豆杂交实验豌豆杂交实验发现了遗传因子发现了遗传因子 （基因）（基因）基因究竟是什么物质呢？基因究竟是什么物质呢？假说假说演绎演绎类比推理类比推理假说假说演绎演绎基基因因在在染染色色体体上上萨顿的假说萨顿的假说假说核心：基因在染色体假说核心：基因在染色体证证据据：基基因因与与染染色色体体存存在在明明显显的的平行关系平行关系基因位于染色体基因位于染色体上的实验证据上的实验证据果蝇杂交实验果蝇杂交实验果蝇杂交实验基因分析图解果蝇杂交实验基因分析图解果蝇体细胞的染色体图解果蝇体细胞的染色体图解基因在染色体上呈线性排列基因在染色体上呈线性排列孟德尔遗传规律的现代解释孟德尔遗传规律的现代
16、解释课堂小结课堂小结雌果蝇种类：雌果蝇种类：红眼（红眼（）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）P 红眼红眼 白眼白眼F1 XXXYw wXXXYw w白眼白眼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 D 练练 习习2 2、果绳的红眼为伴性显性遗传，其隐
17、性、果绳的红眼为伴性显性遗传，其隐性性状为白眼，在下列杂交组合中，通过性状为白眼，在下列杂交组合中，通过眼色即可直接判断子代果蝇性别的一组眼色即可直接判断子代果蝇性别的一组是是 （ ）A A、杂合红眼雌果蝇、杂合红眼雌果蝇红眼雄果蝇红眼雄果蝇 B B、白眼雌果蝇、白眼雌果蝇红眼雄果蝇红眼雄果蝇C C、杂合红眼雌果蝇、杂合红眼雌果蝇白眼雄果蝇白眼雄果蝇 D D、白眼雌果蝇、白眼雌果蝇白眼雄果蝇白眼雄果蝇 B B 练练 习习 3. 3.能能证明基因与染色体之明基因与染色体之间存在平行关系的存在平行关系的实验( () )A A摩摩尔尔根的果根的果蝇杂交交实验B B孟德孟德尔尔的一的一对相相对性状的豌
18、豆性状的豌豆杂交交实验C C孟德孟德尔尔的两的两对相相对性状的豌豆性状的豌豆杂交交实验D D细胞全能性的胞全能性的实验解析：孟德尔的实验是得出分离定律和自由组合定解析：孟德尔的实验是得出分离定律和自由组合定律。细胞全能性实验证明细胞中含有全套的遗传物律。细胞全能性实验证明细胞中含有全套的遗传物质。摩尔根的果蝇杂交实验证明了基因位于染色体质。摩尔根的果蝇杂交实验证明了基因位于染色体上。上。A特别提醒：提出特别提醒：提出“基因在染色体上基因在染色体上”的假的假说的是萨顿，但证明基因在染色体上的是说的是萨顿，但证明基因在染色体上的是美国生物学家摩尔根，他通过果蝇的杂交美国生物学家摩尔根，他通过果蝇的
19、杂交实验，把一个特定的基因和一条特定的染实验，把一个特定的基因和一条特定的染色体联系起来，从而用实验证明了基因在色体联系起来，从而用实验证明了基因在染色体上染色体上。方法技巧：假设方法技巧：假设演绎是判断基因在染色演绎是判断基因在染色体上的位置常用的方法。在观察和分析的基体上的位置常用的方法。在观察和分析的基础上先提出假设，然后再通过遗传图解来验础上先提出假设，然后再通过遗传图解来验证假设，如果结果与预期相符，说明假设正证假设，如果结果与预期相符，说明假设正确，反之，则说明假设是错误的。确，反之，则说明假设是错误的。4、右图示果蝇的原始生殖细胞，图中1、14、4 表示染色体,B、b、W、w分别表示控制不同性状的基因。果蝇的红眼和白眼分别由位于X染色体上的W、w控制，请据图回答下列问题：（1）该细胞是_。（2）图中的_属常染色体，而_属性染色体。卵原细胞1和1， 2和2， 3和3 4和4 (3)该细胞中有_个DNA分子。（4）该果蝇基因型可写成_。（5）经减数分裂它可产生_种基因型的配子。8BbXWXw4
