基因在染色体上、基因是有遗传效应的DNA片段.pptx

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1、基因在染色体上、基因是有遗传效应的DNA片段JLSSYBYH基因在染色体上基因在染色体上萨顿假说萨顿假说类比推理类比推理摩尔根实验证明摩尔根实验证明假说演绎假说演绎一、萨顿的假说一、萨顿的假说（类比推理）（类比推理）发现问题：用蝗虫作材料，研究精子和卵细胞的发现问题：用蝗虫作材料，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形成过程，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。分裂中同源染色体的分离非常相似。推论：基因位于染色体上。推论：基因位于染色体上。理由：基因和染色体行为存在着明显的平理由：基因和染色体行为存在着明显的平行关系。行关系。遗传因子遗传因子

2、 成对存在，不相成对存在，不相融合融合；在在形成配子时形成配子时，成，成对的对的 遗传遗传因子因子 发生发生分离分离，分离，分离 和组合互不干扰和组合互不干扰 不成对的不成对的 遗传因子遗传因子 自由自由组合组合;分离分离后的后的 遗传因子遗传因子 分别进入不同的配子中，分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。随配子遗传给后代。1860 1860年年.孟德尔孟德尔 遗传定律遗传定律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同源染色体同源染色体替换替换DDd dd dd dD D d dD D DDD D d dDDd dd dDDF2 2配子配子d dDDd dddddDDD

3、DDDP F1 1配子配子 1891 1891 减数分裂减数分裂染色体的行为染色体的行为项目项目基因基因染色体染色体体细胞中数目体细胞中数目配子中数目配子中数目 杂交杂交 形成配子、受精形成配子、受精体细胞中来源体细胞中来源在配子形成时在配子形成时成对存在成对存在 成对成对存在存在含成对基因中一个含成对基因中一个 含成对染色体中含成对染色体中一条一条 保持完整性独立性保持完整性独立性 相对稳定的形态结相对稳定的形态结构构一个来自父方一个来自母方一个来自父方一个来自母方 一个来自父方一个来自母一个来自父方一个来自母方方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

4、基因自由组合 非同源染色体自由组非同源染色体自由组合合 根据两个对象有根据两个对象有部分属性相同部分属性相同的前提，推的前提，推论出他们的论出他们的其他属性也相同其他属性也相同的结论。科学家的结论。科学家利用类比推理得出了很多重要的结论。利用类比推理得出了很多重要的结论。类比推理有科学的必然性么？类比推理有科学的必然性么？类比推理的正确性相当程度上取决类比推理的正确性相当程度上取决于两个对象共同属性的多少？于两个对象共同属性的多少？类比推理类比推理 二、二、实验证据实验证据（摩尔根与他的果蝇）（摩尔根与他的果蝇）果蝇的特点：果蝇的特点：易饲养、繁殖快易饲养、繁殖快、后代后代多、相对性状明显多、

5、相对性状明显P红眼（雌）红眼（雌）白眼（雄）白眼（雄）F1红眼（红眼（雄雌）雄雌）F23红眼（雌雄）：红眼（雌雄）：1白眼（雄）白眼（雄）果蝇成对的两个染色体大果蝇成对的两个染色体大小、形态相差悬殊。这个小、形态相差悬殊。这个白眼基因会在哪个位置呢白眼基因会在哪个位置呢？用用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,白眼白眼w.1.1.基因位于基因位于X染色体特有染色体特有区段区段(XW Xw ,Xw Y)2.2.基因位于基因位于X和和Y染色体同源染色体同源区段区段(XW Xw,XW Yw ,Xw YW)3.3.基因位于基因位于Y染色体特有区段染色体特有区段(X YW ,X

6、 Yw)同源区段同源区段非同源区段非同源区段白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交得白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交得Xw YWXWXW红眼（雌）红眼（雌）XwY白眼（雄）白眼（雄）XWYXwXWY红眼（雄）红眼（雄）XWXw红眼（雌）红眼（雌）PF2F1配子配子XwXWYXWXWXW红眼（雌）红眼（雌）XWXw红眼（雌）红眼（雌）XWY红眼（雄）红眼（雄）XwY白眼（雄）白眼（雄）摩尔根设想，控制白眼的基因（摩尔根设想，控制白眼的基因（w w）在）在X X染色染色体上，体上，Y Y染色体不含其等位基因。染色体不含其等位基因。演绎演绎测交验证测交验证XWXw红眼（雌）红眼（雌）XwY白眼（雄）白眼（雄）XwXWYXwX

7、WXw红眼红眼（雌）（雌）XwXw白眼白眼（雌）（雌）XWY红眼（雄）红眼（雄）XwY白眼（雄）白眼（雄）PF1 摩尔根首次把一个特定的基因（如决定果摩尔根首次把一个特定的基因（如决定果蝇眼睛颜色的基因）和一个特定的染色体联系蝇眼睛颜色的基因）和一个特定的染色体联系起来，从而用实验证明染色体是基因的载体：起来，从而用实验证明染色体是基因的载体：基因在染色体上！基因在染色体上！实验证据实验证据（摩尔根与他的果蝇）（摩尔根与他的果蝇）孟德尔遗传规律的现代解释孟德尔遗传规律的现代解释分离规律分离规律在生物的体细胞中，在生物的体细胞中，控制控制同一性状同一性状的遗传的遗传因子成对存在，不相因子成对存在

8、，不相融合；在形成配子时，融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生成对的遗传因子发生分离分离，分离后的遗传，分离后的遗传因子分别进入不同的因子分别进入不同的配子中，随配子遗传配子中，随配子遗传给后代给后代在杂合子的细胞中，在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体位于一对同源染色体上的等位基因，具有上的等位基因，具有一定的独立性；在减一定的独立性；在减数分裂形成配子时，数分裂形成配子时，等位基因会随着同源等位基因会随着同源染色体的分开而分离，染色体的分开而分离，分别进入到两个配子分别进入到两个配子中，独立地随配子传中，独立地随配子传给后代给后代.基因自由组合定律的实质基因自由组合定律的实质控制不同性状

9、控制不同性状的遗传因子的的遗传因子的分离和组合是分离和组合是互不干扰的；互不干扰的；在形成配子时，在形成配子时，决定同一性状决定同一性状的成对的遗传的成对的遗传因子彼此分离，因子彼此分离，决定不同性状决定不同性状的遗传因子自的遗传因子自由组合由组合位于非同源染位于非同源染色体上的非等色体上的非等位基因的分离位基因的分离或组合是互不或组合是互不干扰的；干扰的；在减数分裂过在减数分裂过程中，同源染程中，同源染色体上的等位色体上的等位基因彼此分离基因彼此分离的同时，的同时，非同非同源染色体上的源染色体上的非等位基因自非等位基因自由组合由组合。新的疑问？新的疑问？人只有人只有23对染色体，却有无数基因

10、，基对染色体，却有无数基因，基因与染色体可能有这种对应关系吗？因与染色体可能有这种对应关系吗？l基因在染色体上呈线性排列基因在染色体上呈线性排列基因是什么基因是什么？基因在染色体上呈线性排列基因在染色体上呈线性排列基因定位：基因定位：摩尔根和他的学生们摩尔根和他的学生们通通连锁互换测定基因在染色体连锁互换测定基因在染色体上的相对位置上的相对位置现代分子技术现代分子技术用特定的分用特定的分子与某一基因结合，这个分子子与某一基因结合，这个分子又能被带有荧光标记的物质识又能被带有荧光标记的物质识别，通过荧光显示，可以确定别，通过荧光显示，可以确定基因在染色体上的位置基因在染色体上的位置1、大肠杆菌细

11、胞的拟核有、大肠杆菌细胞的拟核有1个个DNA分子，长度约为分子，长度约为4700000个碱基对，在个碱基对，在DNA分子上分布着分子上分布着4400个个基因，每个基因的平均长度约为基因，每个基因的平均长度约为1000个碱基对。个碱基对。2、人类基因组计划测定的是人类基因组计划测定的是24条染色体条染色体（22条常染色体条常染色体+X+Y）上的）上的DNA的碱基序的碱基序列。其中，每条染色体上有一个列。其中，每条染色体上有一个DNA分子。分子。这这24个个DNA分子大约有分子大约有31.6亿个碱基对，其亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过

12、超过2%。说明基因是说明基因是DNADNA的片段。基因不是连续分布在的片段。基因不是连续分布在DNADNA上，而是由碱基序列将其分隔开的。上，而是由碱基序列将其分隔开的。基因是一段基因是一段DNADNA，但是一段，但是一段DNADNA不一定是基因。不一定是基因。3 3、把海蜇的绿色荧光基因转入鼠把海蜇的绿色荧光基因转入鼠的体内，的体内，鼠鼠体内出现了以前没有体内出现了以前没有的荧光。的荧光。说明说明基因可切除，可拼接到其他生物的基因可切除，可拼接到其他生物的DNADNA上去，说明基上去，说明基因是特定的因是特定的DNADNA片段，并有特定的遗传效应片段，并有特定的遗传效应,可独立起作可独立起作

13、用，从而获得某种性状的表达，故基因是遗传物质的结构用，从而获得某种性状的表达，故基因是遗传物质的结构和功能单位和功能单位，基因是有遗传效应的特定的基因是有遗传效应的特定的DNADNA片段。片段。4 4、没有、没有HMGICHMGIC基因，就没有肥胖基因，就没有肥胖的表现，有的表现，有HMGICHMGIC基因就有肥胖基因就有肥胖表现。表现。说明基因能控制生物的性状说明基因能控制生物的性状(功功能单位能单位)，即基因具有遗传效应。，即基因具有遗传效应。l基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段片段染色体染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸、基因、脱氧核苷酸之间的关系之间的关系染色体染色体DNA基

14、因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸染色体染色体是是DNADNA的的主要载体主要载体每每个个染染色色体体上上有有一一个个DNADNA分子分子基因基因是有遗传效应是有遗传效应的的DNADNA片断片断每个每个DNADNA分子分子上有许多基因上有许多基因基基因因中中的的脱脱氧氧核核苷苷酸酸排排列列顺顺序序代代表表着着遗遗传传信息信息每每个个基基因因由由许许多多脱脱氧核苷酸组成氧核苷酸组成DNADNA是主要的是主要的遗传物质遗传物质 基基 因因 排列种数排列种数 1个碱基对个碱基对 412个碱基对个碱基对44（42）。N个碱基对个碱基对4N结论结论1：DNA分子的多样性！分子的多样性！3个碱基对个碱基对444（

15、43）探究探究结论结论2：DNA分子的特异性！分子的特异性！基因是碱基对随机排列得基因是碱基对随机排列得DNA片段吗？片段吗？每个基因都是每个基因都是特定特定的的DNA片段片段 具有具有特定特定的碱基排列顺序的碱基排列顺序 具有具有特定特定的遗传效应的遗传效应上面的探究是建立在所有碱基对的随即排列都上面的探究是建立在所有碱基对的随即排列都能构成基因这一假设上的。事实上大部分随即能构成基因这一假设上的。事实上大部分随即排列的碱基序列从来不曾出现在生物体内，而排列的碱基序列从来不曾出现在生物体内，而有些序列却重复千百次。有些序列却重复千百次。碱基排列顺序多样性DNA分子多样性生物多样性碱基排列顺序

16、特异性DNA分子特异性生物特异性遗传信息遗传信息基因基因特定特定的碱基（碱基对、脱氧核苷酸）排列顺序的碱基（碱基对、脱氧核苷酸）排列顺序基因的本质和特点基因与基因与DNADNA和染色体以及脱氧核苷酸间的关系和染色体以及脱氧核苷酸间的关系 染色体染色体基因基因1基因基因2非非非非编编编编码码码码区区区区 编编编编码码码码区区区区 非非非非编编编编码码码码区区区区下图中下图中a ad d表示果蝇表示果蝇X X染色体上的几个基因染色体上的几个基因 非基因非基因片段片段非基因非基因片段片段非基因非基因片段片段基因基因1片段片段基因基因2片段片段基因基因3片段片段基因基因4片段片段编码区编码区非编码区非

17、编码区非编码区非编码区启动子启动子启动子启动子与与与与RNARNARNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶结合位点结合位点结合位点结合位点终止子终止子终止子终止子原核基因原核基因编码区编码区非编码区非编码区非编码区非编码区启动子启动子启动子启动子与与与与RNARNARNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶结合位点结合位点结合位点结合位点外显子外显子外显子外显子内含子内含子内含子内含子终止子终止子终止子终止子真核基因真核基因关系关系内容内容基因与脱基因与脱氧核苷酸氧核苷酸基因的基本基因的基本组成成单位是脱氧核苷酸，每个基因含有成百位是脱氧核苷酸，每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。上千个脱氧核苷酸。基因中

18、脱氧核苷酸的排列基因中脱氧核苷酸的排列顺序称序称为遗传信息信息基因与基因与DNA基因是有基因是有遗传效效应的的DNA片段，每个片段，每个DNA分子上有很分子上有很多个基因多个基因 基因与染基因与染色体色体基因在染色体上呈基因在染色体上呈线性排列，性排列，染色体是基因的主要染色体是基因的主要载体，体，基因基因还存在于叶存在于叶绿体和体和线粒体中粒体中基因与生基因与生物性状物性状基因不基因不仅可以通可以通过复制把复制把遗传信息信息传递给下一代，下一代，还可可使使遗传信息以一定的方式反映到蛋白信息以一定的方式反映到蛋白质的的分子分子结构上来，构上来，从而使后代表从而使后代表现出与出与亲代相似的性状，

19、代相似的性状，遗传学上把学上把这过程叫做程叫做基因的表达基因的表达1DNA上上有有很很多多片片段段，其其中中有有遗遗传传效效应应的的片片段段才叫基因，没有遗传效应的片段不叫基因。才叫基因，没有遗传效应的片段不叫基因。2对对于于真真核核细细胞胞来来说说，染染色色体体是是基基因因的的主主要要载载体；线粒体和叶绿体是基因的次要载体。体；线粒体和叶绿体是基因的次要载体。3对对于于原原核核细细胞胞来来说说，基基因因在在拟拟核核中中的的DNA分分子子或或质质粒粒上上，DNA是是裸裸露露的的，并并没没有有与与蛋蛋白白质质一一起起构构成染色体因此，没有染色体这一载体。成染色体因此，没有染色体这一载体。4位位于

20、于染染色色体体上上的的基基因因随随染染色色体体传传递递给给子子代代，其遗传遵循孟德尔遗传定律。其遗传遵循孟德尔遗传定律。5位位于于线线粒粒体体和和叶叶绿绿体体中中的的基基因因随随线线粒粒体体和和叶叶绿体传给后代，是细胞质遗传的基础。绿体传给后代，是细胞质遗传的基础。4基因的基本功能基因的基本功能(1)遗遗传传信信息息的的传传递递：发发生生在在传传宗宗接接代代过过程程中中，通通过过复制实现遗传信息由亲代到子代的传递。复制实现遗传信息由亲代到子代的传递。(2)遗遗传传信信息息的的表表达达：发发生生在在生生物物生生命命活活动动过过程程中中，是是通通过过转转录录和和翻翻译译控控制制蛋蛋白白质质合合成成的的过过程程，通通过过遗遗传传信信息的表达控制生物的性状息的表达控制生物的性状。