基因在染色体上公开课

1、基因在染色体上公开课基因在染色体上公开课 基因在染色体上公开课基因在染色体上公开课 基因在染色体上公开课基因在染色体上公开课 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？ 基因在染色体上公开课基因在染色体上公开课 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

2、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） 基因在染色体上公开课基因在染色体上公开课 杂合子在形成配子时，杂合子在形成配子时， 等位基因发生分离等位基因发生分离 减数第一次分裂时，同减数第一次分裂时，同 源染色体发生分离源染色体发生分离 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 d D 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。 基因在染色体上公开课基因在染色体上公开课 科科 学学 研研 究究

3、方方 法法 之之 一一 看不见看不见 染色体染色体 假说：基因在染色体上假说：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 d D d 基因在染色体上公开课基因在染色体上公开课 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 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？ 基因在染色体上公开课基因

4、在染色体上公开课 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

5、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 基因与染色体的关系基因与染色体的关系 基因在染色体上公开课基因在染色体上公开课 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 d D D d D D d d D D d D d D d d d D D F F2 2 高茎用高茎用D表示，矮茎表示，矮茎d表示表示 思考

6、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 基因在染色体上公开课基因在染色体上公开课 萨顿经类比推理得出的结论萨顿经类比推理得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, ,

7、还需要观察和实验的检验还需要观察和实验的检验. . 基因在染色体上公开课基因在染色体上公开课 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 基因在染色体上公开课基因在染色体上公开课 P： F1： ： F2： ： 红（雌、雄）红（雌、雄）白白 (雄雄) 3/4 3/4 1

8、/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 基因在染色体上公开课基因在染色

9、体上公开课 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 色 体染 色 体 的 类 型的 类 型 常染色体：与性别决定无关的染色体常染色体：与性别决定无关的染色体 性染色体：与性别决定有关的染色体，如性染色体：与性别决定有关的染色体，如X、Y染色体染色体 基因在染色体上公开课基因在染色体上公开课 假设三：控制白眼的基因在假设三：控制白眼的基因在X X染色体上，而染色体上，而Y Y染色体上不含有它的染色体上不含有它的 等位基因。等位基因。 假设二：控制白眼的基因在假

10、设二：控制白眼的基因在Y Y染色体上，而染色体上，而X X染色体上不含有它染色体上不含有它 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：控制白眼的基因在假设一：控制白眼的基因在X X、Y Y染色体上。染色体上。 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 基因在染色体上公开课基因在染色体上公

11、开课 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：先写性染色体后写基因如果基因在性染色体上：先写性染色体后写基因 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、想象提出假说经过推理、想象提出假说: : 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

12、眼红眼 白眼白眼白眼白眼 红眼红眼 X XX XX YX 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. 基因在染色体上公开课基因在染色体上公开课 P F1 F2 对实验现象的解释对实验现象的解释 X XW WX XW W X Xw wY Y X XW WY YX Xw w 配子配子 X XW WY YX XW WX Xw w X Xw w X XW W Y YX XW W X XW WX XW W（雌）（雌） X XW WX Xw w（雌）（雌） X XW WY Y（雄）（雄） X Xw wY Y（

13、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） 基因在染色体上公开课基因在染色体上公开课 （四）、验证假说（四）、验证假说: :测交实验测交实验 F1X XW WX Xw w X Xw wY Y Y YX Xw w配子配子X XW WX Xw w X 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 基因在染色体上公开课基因在染

14、色体上公开课 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 基因在染色体上公开课基因在染色体上公开课 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

15、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： 基因在染色体上公开课基因在染色体上公开课 果蝇有果蝇有4 4对染色体，携带的基因大约有对染色体，携带的基因大约有1.51.5万个。万个。 人有人有2323对染色体，携带的基因大约有对染色体，携带的基因大约有3.53.5万个。万个。 资料分析：资料分析： 基因与染色体在数量

16、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 上呈线性排列上呈线性排列 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： 基因在染色体上公开课基因在染色体上公开课 摩尔根的成功：摩尔根的成功： 通过实验将一个特定的基因和通过实验将一个特定的基因和 一条特定的染色体一条特定的染色体X X染色体联系染色体联系 起来，从而找到了基因在染色体上的起来，从而找到了基因在染色体上的 实验证据。实验证据。 基因在染色体上公开课基因在染色体上公开课 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

17、成果：研究成果：“聪明聪明”基因在人的第基因在人的第2 2和和 第第6 6号染色体上号染色体上 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： 基因在染色体上公开课基因在染色体上公开课 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 病基因在人的第病基因在人的第4 4号染色体上号染色体上 地点：安徽医科大学皮肤病研究所地点：安徽医科大学皮肤病研究所 基因在染色体上公开课基因在染色体上公开课 基因在染色体上基因在染色体上 一、萨顿的

18、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） 基因在染色体上公开课基因在染色体上公开课 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

19、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 基因在染色体上公开课基因在染色体上公开课 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、

20、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 D 基因在染色体上公开课基因在染色体上公开课 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？

21、 (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 基因在染色体上公开课基因在染色体上公开课 A A a a a a A 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 基因在染色体上公开课基因在染色体上公开课 A Aa a B Bb b A A b b a a B B B B A A a a b b 不同对的遗

22、传因子位于非同源染色体上，非同源染色不同对的遗传因子位于非同源染色体上，非同源染色 体上的非等位基因自由组合（分离与组合的同时性和独立性）体上的非等位基因自由组合（分离与组合的同时性和独立性） 2 2、自由组合定律、自由组合定律 基因在染色体上公开课基因在染色体上公开课 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

23、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 基因在染色体上公开课基因在染色体上公开课 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 基因在染色体上公开课基因在染色体上公开课 2 2、果绳的红眼为伴性显性遗传，其隐性性、果