基因在染色体上(2013年公开课).ppt

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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讨问题探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

2、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

3、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类比比推推理理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-类比推理类比推理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？基因的行

4、基因的行为为染色体的行染色体的行为为在在配子形成配子形成和受精和受精时时 体体细细胞中的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在体细细胞中胞中的来源的来源形成配子形成配子时时的的组组合方式合方式 一个来自父方一个来自父方一个来自母方一个来自母方一条来自父方一条来自父方一条来自母方一条来自母方杂交过程保持杂交过程保持:完整性和独立性完整性和独立性保持保持相对稳定的形态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 等位基因等位基因分离分离 同源染色体同源染色体分开分开非等位基因非等位基因自由组合自由组合 非同源染色体非同源染色体自由

5、组合自由组合 只有成对基因中只有成对基因中一个一个 只有成对染色体中只有成对染色体中一条一条 成对成对成对成对基因与染色体的关系基因与染色体的关系矮矮 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高茎用高茎用D表示，矮茎表示，矮茎d表示表示思考与讨论：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

6、出的结论基因在基因在染色体上究竟是否正确？染色体上究竟是否正确？萨顿的假说萨顿的假说由于缺少实验证据由于缺少实验证据遭到同时代的遭到同时代的遗传学家摩尔根的强烈质疑。因此，遗传学家摩尔根的强烈质疑。因此，摩尔根摩尔根开始开始了了寻找证据寻找证据之路。之路。注意注意:类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性。类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性。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.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：红眼果蝇和白眼果蝇实验材料：红眼果蝇和白眼果蝇摩尔根成功选择的试验材料是什么？摩尔根成功选择的试验材料是什么？科学家

7、科学家:摩尔根摩尔根果蝇的优点：果蝇的优点：1.相对性状多而明显相对性状多而明显 2.易饲养易饲养3.繁殖快，后代数量多繁殖快，后代数量多 4.染色体少易观察染色体少易观察P：F1：F2：红（雌、雄）红（雌、雄）白白(雄雄)3/4 1/4红眼红眼 （雌、雄（雌、雄）（一）摩尔根的果蝇杂交实验（一）摩尔根的果蝇杂交实验F1雌雄交配雌雄交配杂交杂交实验实验白眼果蝇都白眼果蝇都是雄的是雄的是否符合孟德尔遗传定律？是否符合孟德尔遗传定律？如何解释？如何解释？特殊在什么地方？特殊在什么地方？当时，性染色体已经发现，当时，性染色体已经发现，据此你能作出怎样的解释？据此你能作出怎样的解释？符合符合白眼性状的

8、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染染 色色 体体的的 类类 型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

9、体上不含染色体上不含有它的有它的等位基因。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）

10、（雌）P P 基因的表示方法：基因的表示方法：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 X Y

11、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（雄）白眼（雄）（四）、验证假说（四

12、）、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 =1:1F F1 1雌个体与雄白眼交配雌个体与雄白眼交配雌个体与雄白眼交配雌个体与雄白眼交配比例：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

13、正确！与理论推测一致，完全符合假说，假说完全正确！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：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

14、回顾摩尔根的实验：回顾摩尔根的实验：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？基因在染色体基因在染色体上呈上呈线性线性排列排列一条染色体上一条染色体上有许多个基因有许多个基因结论：结论：摩尔根的成功：摩尔根的成功：通过实验将一个特定的通过实验将一个特定的基因基因和一和一条特定的条特定的染色体染色体X X染色体染色体联系起联系起来，从而找到了基因在染色体上的实来，

15、从而找到了基因在染色体上的实验证据。验证据。地点：澳大利亚昆士兰医学研究院地点：澳大利亚昆士兰医学研究院时间：时间：20052005年年7 7月月研究成果：研究成果：“聪明聪明”基因基因在人的第在人的第2 2和和第第6 6号号染色体染色体上上摘自：摘自：美国人类基因学美国人类基因学现代遗传学研究成果摘录：现代遗传学研究成果摘录：摘自：摘自：皮肤科学研究杂志皮肤科学研究杂志时间：时间：20042004年年0404月月0707日日研究成果：中国科学家找到研究成果：中国科学家找到“雀斑雀斑”致致病病基因基因在人的第在人的第4 4号号染色体染色体上上地点：安徽医科大学皮肤病研究所地点：安徽医科大学皮肤

16、病研究所基基因因在在染染色色体体上上一、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

17、。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

18、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D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

19、：女性：22对常对常+XXA Aa aa aA A 一对同源染色体上的等位基因随一对同源染色体上的等位基因随同源染色体的分开而分离同源染色体的分开而分离1 1、分离定律、分离定律三、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A Aa aB Bb bA Ab ba aB BB BA Aa ab b 不同对的遗传因子位于非同源染色体上，不同对的遗传因子位于非同源染色体上，非同源染色非同源染色体体上的非等位基因自由组合（分离与组合的上的非等位基因自由组合（分离与组合的同时性和独立性同时性和独立性）2 2、自由组合定律、自由组合定律萨顿的假说萨顿的假说基因和染色体存在着明显基因和染色体存在着

20、明显的平行关系的平行关系内容：基因在染色体上内容：基因在染色体上依据：依据：基因在染色体上的证基因在染色体上的证据据(现象现象假说假说推推理理验证验证结论结论)果蝇的杂交实验果蝇的杂交实验结论：基因在染色体上结论：基因在染色体上孟德尔遗传规律孟德尔遗传规律的现代解释的现代解释基因的分离定律的实质基因的分离定律的实质基因的自由组合定律的实质基因的自由组合定律的实质基因在染色体上基因在染色体上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

21、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，其隐性性、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，通过眼色即状为白眼，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是（可直接判断子代果蝇性别的一组是（）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1 1、利用类

22、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 44常常+XY44常常+XX22常常+X22常常+Y22常常+X44常常+XX44常常+XY1 ：1F1XY型性别决定讨论：为什么人类的性别比总是接近于讨论：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

23、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