基因在染色体上(2011年公开课).ppt

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1、问题探讨问题探讨孟孟 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你觉得这样替换有问题吗？由此你联想到你觉得这样替换有问题吗？由此你联想到什么？什么？任务任务1：分析孟德尔的分离定律中：分析孟德尔的分离定律中(等位基因）等位基因）（遗传因子）的分离过程（遗传因子）的分离过程（P7页）页）自主学习、合作讨论：完成任务自主学习、合作讨论：完成任务基因基因染色体染色体任务任务2：分析减数分裂过程中：分析减数分裂过程中(同源同源)染色体染色体的的分离过程（以精子的形成例分离过程（以精子的形成例,P17P18页）页）杂合子在形成配子时，杂合子在形成配子

2、时，等位等位基因基因发生发生分离分离减数第一次分裂时，同减数第一次分裂时，同源源染色体染色体发生发生分离分离平行关系平行关系孟德尔分离定律的核心孟德尔分离定律的核心D dD d减数分裂的核心减数分裂的核心 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。科科学学研研究究方方法法之之一一 看不见看不见染色体染色体假说：假说：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类比类比平行关系平行关系类比推理类比推理D dD d一、萨顿的假说1 1、内容、内容: :基因在染色体上基因在染色体上 （基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的）（基因是由染色体携带着从亲代

3、传递给下一代的）2 2、原因、原因: : 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那么基因和染色体行为主要有哪些平行那么基因和染色体行为主要有哪些平行关系呢？关系呢？基因与染色体的关系基因与染色体的关系基因的行为基因的行为染色体的行为染色体的行为在在配子形成配子形成和受精时和受精时 体细胞中的体细胞中的存在形式存在形式配子中的存配子中的存在形式在形式在体细胞中在体细胞中的来源的来源形成配子时形成配子时的组合方式的组合方式一个来自父方，一一个来自父方，一个来自母方个来自母方一条来自父方，一一条来自父方，一条来自母方条来自母方杂交过程保持完整杂交过程保持完整性和独立

4、性性和独立性保持相对稳定的形态保持相对稳定的形态结构结构 类比类比:基因和染色体之间具有基因和染色体之间具有平行关系平行关系 等位基因分离等位基因分离 同源染色体分开同源染色体分开非等位基因自由组合非等位基因自由组合 非同源染色体自由组合非同源染色体自由组合 只有成对基因中一个只有成对基因中一个 只有成对染色体中一条只有成对染色体中一条 成对成对成对成对矮矮 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 P配子配子F F1 1F F1 1 配子配子d dD DdDD ddDDdD dD dd dD DF F2 2高

5、茎用高茎用D表示，矮茎表示，矮茎d表表示示思考与讨论：思考与讨论：请用萨顿的假说解释孟德尔的一请用萨顿的假说解释孟德尔的一对相对性状的豌豆杂交实验对相对性状的豌豆杂交实验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科学家科学家:摩尔根摩尔根二、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实验材料实验材料:果蝇果蝇果蝇的优点：果蝇的优点： 易饲养易饲养相对性状多而明显相对性状多而明显繁殖快，后代数量多繁殖快，后代数量多染色体少易观

6、察染色体少易观察F2 3 ： 1白眼果蝇白眼果蝇都是雄的都是雄的红红（雌、雄）雌、雄）PF1红眼红眼（雌、雄）（雌、雄）F1雌雄交配雌雄交配（一）摩尔根的果蝇杂交实验（一）摩尔根的果蝇杂交实验白（雄）白（雄） 是否符合孟德尔遗传定是否符合孟德尔遗传定律？如何解释？律？如何解释？ 特殊在什么地方？特殊在什么地方？ 当时，性染色体已经发当时，性染色体已经发现，据此你能作出怎样现，据此你能作出怎样的解释？的解释？符合符合白眼性状的表现总是与白眼性状的表现总是与性别相联系性别相联系控制白眼性状的基因可控制白眼性状的基因可能在性染色体上能在性染色体上F2中红眼：白眼比是中红眼：白眼比是31果蝇体细胞染色

7、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染 色 体染 色 体的 类 型的 类 型常染色体常染色体：与性别决定无关的染色体：与性别决定无关的染色体性染色体性染色体：与性别决定有关的染色体，如：与性别决定有关的染色体，如X、Y染色体染色体假设三：假设三：控制白眼的基因控制白眼的基因在在X X染色体上，而染色体上，而Y Y染色体上不含染色体上不含有它有它的等位基因。的等位基因。假设二：假设二：控制白眼的基因在控制白眼的基因在Y Y染色体染色体上，而上，而X X染色体上不含染色体上不含有它

8、有它的等位基因。的等位基因。白眼的遗传和性别相联系，但果蝇成对的两个性染色体大小、白眼的遗传和性别相联系，但果蝇成对的两个性染色体大小、形态相差悬殊。这个白眼基因会在哪个位置呢？形态相差悬殊。这个白眼基因会在哪个位置呢？假设一：假设一：控制白眼的基因在控制白眼的基因在X X、Y Y染色体染色体上。上。分析各种情况，并画出遗传图解分析各种情况，并画出遗传图解（二（二) )、 对实验现象的解释对实验现象的解释白眼白眼（雄）（雄）红眼红眼（雌）（雌）P P 只有当控制白眼的基因在只有当控制白眼的基因在X X染色体上，而染色体上，而Y Y没有的时候解释才合理没有的时候解释才合理基因的表示方法：基因的表

9、示方法： 如果基因在常染色体上如果基因在常染色体上 ： DDDD、dddd 如果基因在性染色体上：先写如果基因在性染色体上：先写性染色体后写基因性染色体后写基因雌果蝇基因型：雌果蝇基因型： (X(XW WX XW W) )或或( (X XW WX Xw w) )雄果蝇基因型：雄果蝇基因型： 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, ,而而Y Y染色体染色体不含有它的等位基因不含有它的等位基因 ( (X Xw wX Xw w) ) (X(XW WY)Y) ( (X Xw wY Y) )红眼红眼白眼白眼白眼白眼红眼红眼X XX XX

10、 X Y Y- - - -雌性：雌性：雄性：雄性：若用若用w w表示控制眼睛颜色的基因，红眼表示控制眼睛颜色的基因，红眼W W, ,白眼白眼w w. .PF1F2对实验现象的对实验现象的解释解释X XW WX XW WX Xw wY YX XW WY YX Xw w配子配子X XW WY YX XW WX Xw wX Xw wX XW WY YX XW WX XW WX XW W（雌）（雌）X XW WX Xw w（雌）（雌）X XW WY Y（雄）（雄）X Xw wY Y（雄）（雄）3/4红眼（雌、雄）红眼（雌、雄） 1/4白眼（雄）白眼（雄）3/4红眼（雌、雄）红眼（雌、雄） 1/4白眼（

11、雄）白眼（雄）四）、验证假说四）、验证假说: :测交实验测交实验F1X XW WX Xw wX Xw wY YY YX Xw w配子配子X XW WX Xw wX XW WX Xw wXw wXw wX XW WY YX Xw wY Y测交后代测交后代雌红眼雌红眼雌白眼雌白眼雄白眼雄白眼雄红眼雄红眼 测交后代：红眼测交后代：红眼:白眼白眼 = 1:1比例：比例： 1: 1: 1: 1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证明了基因在染色体上证明了基因在染色体上与理论推测一致，完全符合假说，假说完全正确！与理论推测一致，完全符合假说，假说

12、完全正确！摩尔根等人亲自做了该实验，实验结果如下：摩尔根等人亲自做了该实验，实验结果如下：F1测交后代测交后代测交结果：测交结果： 红眼红眼 ： 白眼白眼= 1 : 1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

13、验：基因是不是就是染色体呢？基因是不是就是染色体呢？一条染色体上一条染色体上有许多个基因有许多个基因基因在染色体基因在染色体上呈线性排列上呈线性排列 荧光标记荧光标记基因在染色体上的位置基因在染色体上的位置摩尔根的连锁图摩尔根的连锁图基因在染色体上基因在染色体上一、萨顿的假说一、萨顿的假说基因和染色体存在着基因和染色体存在着明显的平行关系明显的平行关系内容：基因在染色体上内容：基因在染色体上 原因：原因：二、基因位于染二、基因位于染色体上的证据色体上的证据证据：果蝇的杂交实验证据：果蝇的杂交实验结论：基因在染色体上结论：基因在染色体上（类比推理）（类比推理）（假说演绎法）（假说演绎法）1、回顾

14、科学史：在基因研究中，有许多科学、回顾科学史：在基因研究中，有许多科学家取得成就。下列成就分别是由哪些科学家来家取得成就。下列成就分别是由哪些科学家来完成的？完成的？提出提出“性状是由遗传因子决定的性状是由遗传因子决定的”观点。观点。把把“遗传因子遗传因子”改为改为“基因基因”，并提出，并提出“等位基因等位基因”概念。概念。提出提出“基因在染色体上基因在染色体上”的假说。的假说。用实验证明了用实验证明了“基因在染色体上基因在染色体上”。补充练习补充练习：孟德尔孟德尔约翰逊约翰逊摩尔根摩尔根萨顿萨顿2、已知果蝇的体细胞内有、已知果蝇的体细胞内有4对同源染色体，根据对同源染色体，根据萨顿的假说，关

15、于该动物减数分裂产生的配子的萨顿的假说，关于该动物减数分裂产生的配子的说法正确的是（说法正确的是（ ） A、果蝇的精子中含有成对的基因、果蝇的精子中含有成对的基因B、果蝇的体细胞中含有一个基因、果蝇的体细胞中含有一个基因 C、果蝇的、果蝇的4对同源染色体上含有的基因可以同时对同源染色体上含有的基因可以同时来自父方，也可同时来自母方来自父方，也可同时来自母方D、在体细胞中，基因成对存在的，在配子中只、在体细胞中，基因成对存在的，在配子中只有成对基因中的一个有成对基因中的一个D1 1、利用类比推理法，、利用类比推理法，推断基因与推断基因与DNADNA长链长链有何关系？有何关系？（完成（完成P30技

16、能训练）技能训练） 作业作业2 2、完成、完成课堂新坐课堂新坐标标的相关练习的相关练习男性染色体图男性染色体图女性染色体图女性染色体图(1)(1)男女体细胞中染色体在组成上有什么不同？男女体细胞中染色体在组成上有什么不同？ (2)(2)男女的性别是由什么决定的？男女的性别是由什么决定的？(3)(3)男女体细胞中染色体的组成如何表示？男女体细胞中染色体的组成如何表示？思考思考: :XY两种性染色体两种性染色体男性：男性：22对常对常+XY女性：女性：22对常对常+XX 44常常+XY44常常+XX22常常+X22常常+Y22常常+X44常常+XX44常常+XY1 ： 1F1讨论：为什么人类的性别

17、比总是接近于讨论：为什么人类的性别比总是接近于1：1？P配子配子 性别决定性别决定雄性 雌性zzzwXY型型 雄性：常染色体雄性：常染色体+XY（异型）（异型）雌性：常染色体雌性：常染色体+XX（同型）（同型）b、生物类型、生物类型：人、哺乳动物、果蝇；一些雌雄异株的植物人、哺乳动物、果蝇；一些雌雄异株的植物ZW型型雌性：常染色体雌性：常染色体+ZW(异型）异型）雄性：常染色体雄性：常染色体+ZZ(同型）同型）b、生物类型、生物类型：鸟类、蛾类鸟类、蛾类（1）方式）方式（2）决定时间：）决定时间：精子和卵细胞结合时精子和卵细胞结合时 a、染色体组成、染色体组成 a、染色体组成、染色体组成人类探

18、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2 2、在、在XYXY型性别决定中，对性别起决定作用的细胞是：型性别决定中，对性别起决定作用的细胞是：（ ） 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3 3、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染色体的是染色体的是（ ） 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ACDF