基因在染色体上(公开课).ppt

第 2节 基因在染色体上 问题探讨 孟 德尔分离定律： 在生物的体细胞中，控制同一性 状的 遗传因子 成对存在，不相融合； 在形成配子时，成对的 遗传因子 发生 分离，分离后的 遗传因子 分别进入不 同的配子中，随配子遗传给后代。 基 因 基 因 基 因 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 什么？ 任务 1：分析孟德尔的分离定律中 (等位基因） （遗传因子）的分离过程（ P7页） 自主学习、合作讨论：完成任务 基因 染色体 任务 2：分析减数分裂过程中 (同源 )染色体 的 分离过程（以精子的形成例 ,P17 P18页） 杂合子在形成配子时， 等位 基因 发生 分离 减数第一次分裂时，同 源 染色体 发生 分离 平行关系 孟德尔分离定律的核心 D d D d 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。 科 学 研 究 方 法 之 一 看不见 染色体 假说： 基因在染色体上 推理 基因 看得见 类比 平行关系 类 比 推 理 D d D d 一、萨顿的假说 1.内容 :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） 2.原因 : 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 关系呢？ 基因的行为 染色体的行为 在 配子形成 和受精时 体细胞中的 存在形式 配子中的存 在形式 在体细胞中 的来源 形成配子时 的组合方式 一个来自父方 一个来自母方 一条来自父方 一条来自母方 杂交过程保持 : 完整性和独立性 保持 相对稳定的形态 结构 类比 :基因和染色体之间具有 平行关系 等位基因 分离 同源染色体 分开 非等位基因 自由组合 非同源染色体 自由组合 只有成对基因中 一个 只有成对染色体中 一条 成对 成对 基因与染色体的关系 减数分裂 减数分裂 D D D D D D D D D d d D d d d d d d d d 高茎 矮茎 ： 配子： F1： 任务： 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 矮茎 萨顿经 类比推理 得出的结论 基因在 染色体上究竟是否正确？ 萨顿的假说 由于缺少实验证据 遭到同时代的 遗传学家摩尔根的强烈质疑。因此， 摩尔根 开始 了 寻找证据 之路。 注意 : 类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性。 其正确与否 ,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 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？ 科学家 :摩尔根 果蝇的优点： 1.相对性状多而明显 2.易饲养 3.繁殖快，后代数量多 4.染色体少易观察 P： F1： F2： 红（雌、雄） 白 (雄 ) 3/4 1/4 红眼 （雌、雄 ） （一）摩尔根的果蝇杂交实验 F1雌雄交配 杂交 实验 白眼果蝇都 是雄的 是否符合孟德尔遗传定律？ 如何解释？ 特殊在什么地方？ 当时，性染色体已经发现， 据此你能作出怎样的解释？ 符合 白眼性状的表现总是与 性别相联系 控制白眼性状的基因可 能在性染色体上 F2中红眼：白眼比是 3 1 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？ 3对常染色体 + 3对常染色体 + XX XY 染色体 的类型 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 X、 Y染色体 人 水稻 注意 :并不是所有生物都含有性染色体 常染色体 性染色体 男性染色体图 女性染色体图 (1)男女体细胞中染色体在组成上有什么不同？ (2)男女的性别是由什么决定的？ (3)男女体细胞中染色体的组成如何表示？ 思考 : XY两种性染色体 男性： 22对常 +XY 女性： 22对常 +XX 性别决定 雄性 雌性 zz zw (1)XY型 雄性：常染色体 +XY（异型） 雌性：常染色体 +XX（同型） b、生物类型 ： 人、哺乳动物、果蝇；一些雌雄异株的植物 (2)ZW型 雌性：常染色体 +ZW(异型） 雄性：常染色体 +ZZ(同型） b、生物类型 ： 鸟类、蛾类 （ 一 ）方式 （ 二 ）决定时间： 精子和卵细胞结合时 a、染色体组成 a、染色体组成 (3)其它决定方式 :如蜜蜂 基因的表示方法： 如果基因在常染色体上 ： DD、 dd 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： (XWXW)或 (XWXw) 雄果蝇基因型： （二 )经过推理、想象提出 假说 : 控制白眼的基因在 X染色体上 ,而 Y染色体 不含有它的等位基因 (XwXw) (XWY) (XwY) 红眼 白眼 白眼 红眼 X X X Y - - - 雌性： 雄性： 若用 w表示控制眼睛颜色的基因，红眼 W,白眼 w. P F1 F2 对实验现象的 解释 XWXW XwY XW Y Xw 配子 XWY XWXw Xw XW Y XW XWXW（雌） XWXw（雌） XWY（雄） XwY（雄） 3/4红眼（雌、雄） 1/4白眼（雄） 3/4红眼（雌、雄） 1/4白眼（雄） （三）、测交实验 F1 XWXw XwY Y Xw 配子 XW Xw XWXw XwXw XWY XwY 测交后代 雌红眼 雌白眼 雄白眼 雄红眼 测交后代：红眼 :白眼 = 1:1 F1雌个体与雄白眼交配 比例： 1: 1: 1: 1 红眼 红眼 白眼 白眼 雌 雌 雄 雄 126 132 120 115 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！ （四 )摩尔根等人亲自做了该实验，实验结果如下： F1 测交后代 测交结果： 红眼 ： 白眼 = 1 : 1 验证假说： 测交 得出结论： 基因在染色体上 若控制白眼基因（ w）在 X 染色体上，而 Y染色体上不 含有它的等位基因 白眼性状的表现总是与性 别相联系？ 提出问题： 作出假说： 假 说 演 绎 法 从此，摩尔根成了 理论的坚定支持者 孟德尔 回顾摩尔根的实验： 果蝇有 4对 染色体，携带的基因大约有 1.5万 个。 人有 23对 染色体，携带的基因大约有 3.5万 个。 资料分析： 基因与染色体在数量上还存在什么关系？ 基因在染色体 上呈 线性 排列 一条染色体上 有许多个基因 结论： 摩尔根的成功： 通过实验将一个特定的 基因 和 一条特定的 染色体 X染色体 联系 起来，从而找到了基因在染色体上 的实验证据。 地点：澳大利亚昆士兰医学研究院 时间： 2005年 7月 研究成果： “ 聪明 ” 基因 在人的第 2和 第 6号 染色体 上 摘自： 美国人类基因学 现代遗传学研究成果摘录： 摘自： 皮肤科学研究杂志 时间： 2004年 04月 07日 研究成果：中国科学家找到 “ 雀斑 ” 致 病 基因 在人的第 4号 染色体 上 地点：安徽医科大学皮肤病研究所 基 因 在 染 色 体 上 一、萨顿的假说 基因和染色体存在着 明显的平行关系 内容：基因在染色体上 原因： 二、基因位于染 色体上的证据 证据：果蝇的杂交实验 结论：基因在染色体上 （类比推理） （假说演绎法） 1、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 完成的？ 提出“性状是由遗传因子决定的”观点。 把“遗传因子”改为“基因”，并提出 “等位基因”概念。 提出“基因在染色体上”的假说。 用实验证明了“基因在染色体上”。 补充练习 ： 孟德尔 约翰逊 摩尔根 萨顿 2、已知果蝇的体细胞内有 4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 说法正确的是（ ） A、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 C、果蝇的 4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 D、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 D A a a A 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 1、分离定律 三、孟德尔遗传规律的现代解释 A a B b A b a B B A a b 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） 2、自由组合定律 萨顿的假说 基因和染色体存在着明显 的平行关系 内容：基因在染色体上 依据： 基因在染色体上的证 据 (现象 假说 推 理 验证 结论 ) 果蝇的杂交实验 结论：基因在染色体上 孟德尔遗传规律 的现代解释 基因的分离定律的实质 基因的自由组合定律的实质 基因在染色体上 1、下列关于基因和染色体关系的叙述， 错误的是（ ） A、染色体是基因的主要载体 B、基因在染色体上呈线性排列 C、一条染色体上有多个基因 D、染色体就是由基因组成的 D 练 习 2、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 可直接判断子代果蝇性别的一组是（ ） A、杂合红眼雌果蝇 红眼雄果蝇 B、白眼雌果蝇 红眼雄果蝇 C、杂合红眼雌果蝇 白眼雄果蝇 D、白眼雌果蝇 白眼雄果蝇 B 练 习 1、利用类比推理法， 推断基因与 DNA长链 有何关系？ （完成 P30技能训练） 作业 2、完成 课堂新坐 标 的相关练习 44常 +XY 44常 +XX 22常 +X 22常 +Y 22常 +X 44常 +XX 44常 +XY 1 ： 1 F1 讨论：为什么人类的性别比总是接近于 1： 1？ P 配子 性别决定 雄性 雌性 zz zw XY型 雄性：常染色体 +XY（异型） 雌性：常染色体 +XX（同型） b、生物类型 ： 人、哺乳动物、果蝇；一些雌雄异株的植物 ZW型 雌性：常染色体 +ZW(异型） 雄性：常染色体 +ZZ(同型） b、生物类型 ： 鸟类、蛾类 （ 1）方式 （ 2）决定时间： 精子和卵细胞结合时 a、染色体组成 a、染色体组成 人类探明基因神秘踪迹的历程 1903年萨顿研究蝗虫的 精子和卵细胞形成过程 1910年摩尔根进行 果蝇杂交实验 提出假说：基因在 染色体上 找到基因在染色体 上的实验证据 1866年孟德尔的 豌豆杂交实验 发现了遗传因子 （基因） 基因究竟是什么物质呢？ 假说 演绎 类比推理 假说 演绎