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第二节第二节 基因在染色体上基因在染色体上回到19世纪 孟德尔发现了遗传的两大定律 人们意识到人们意识到 遗传因子（基因）是客观存在的遗传因子（基因）是客观存在的1 1、写出高茎豌豆（、写出高茎豌豆（DDDD）与矮茎豌豆（）与矮茎豌豆（dddd）杂交得到杂交得到F F1 1（用交叉法），再由（用交叉法），再由F F1 1自交得自交得到到F F2 2（用棋盘法）的遗传图解。（用棋盘法）的遗传图解。2 2、把整个过程的遗传因子换成同源染色、把整个过程的遗传因子换成同源染色体体, ,图解怎么画？图解怎么画？ 一个基因型是一个基因型是AaBbAaBb的个体，在进行减数分裂时有可能产生的个体，在进行减数分裂时有可能产生多少种配子？多少种配子？ 一个体细胞内有两对同源染色体的个体，在减数分裂时产一个体细胞内有两对同源染色体的个体，在减数分裂时产生的配子最多有多少种？生的配子最多有多少种？ 基因的行为基因的行为 染色体的行为染色体的行为杂交过程中杂交过程中/ /配子配子形成和受精中形成和受精中保持：保持：_也有：也有：_体细胞中存在体细胞中存在形式形式_存在存在_存在存在在配子中存在在配子中存在形式形式只有成对基因只有成对基因中的中的_只有成对染色体只有成对染色体中的中的_体细胞中的体细胞中的来源来源成对中的基因成对中的基因一个来自一个来自_一个来自一个来自_同源染色体同源染色体一条来自一条来自_一条来自一条来自_形成配子时形成配子时组合方式组合方式非等位基因：非等位基因：_非同源染色体：非同源染色体：_成对成对成对成对一个一个一条一条父方父方母方母方父方父方母方母方自由组合自由组合自由组合自由组合完整性和独立性完整性和独立性 相对稳定的相对稳定的形态结构形态结构分析基因与染色体的关系分析基因与染色体的关系一、萨顿的假说一、萨顿的假说 19031903年，美国遗传学家萨顿用蝗虫细胞作年，美国遗传学家萨顿用蝗虫细胞作材料材料, ,研究精子和卵细胞的形成过程。他研究精子和卵细胞的形成过程。他发现孟德尔假设的一对遗传因子，也就是发现孟德尔假设的一对遗传因子，也就是等位基因等位基因，它们的分离与减数分裂中，它们的分离与减数分裂中同源同源染色体染色体的分离非常相似。的分离非常相似。基因与染色体行为存在明显的基因与染色体行为存在明显的平行关系平行关系！ 假说内容：假说内容： 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。 即即基因就在染色体上基因就在染色体上。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配子配子F1F1配子配子d dD DdDD ddDDdD dD dd dD D高茎高茎矮茎矮茎F2看不见看不见染色体染色体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D dD d 平行关系平行关系方法方法: :类比推理法类比推理法由两个或两类对象在由两个或两类对象在某些属性上相同某些属性上相同的现象，的现象，推断出它们推断出它们在另外的属性上也相同在另外的属性上也相同的一种推的一种推理方法。科学家利用类比推理得出了很多重理方法。科学家利用类比推理得出了很多重要的结论。要的结论。类比推理类比推理 加拿大外交官朗宁曾在竞选省议员时，由于他加拿大外交官朗宁曾在竞选省议员时，由于他幼儿时期吃过中国奶妈的奶水一事，受到政敌的幼儿时期吃过中国奶妈的奶水一事，受到政敌的攻击，说他身上一定有中国血统。朗宁反驳说：攻击，说他身上一定有中国血统。朗宁反驳说：“你们是喝牛奶长大的，你们身上一定有牛的血你们是喝牛奶长大的，你们身上一定有牛的血统了统了。” 笑笑话话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基因在染色体上因在染色体上一定正确吗？一定正确吗？因缺少实验证据美国科学家因缺少实验证据美国科学家摩尔根摩尔根等对此持怀疑态度。等对此持怀疑态度。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科学家科学家: :摩尔根摩尔根实验材料实验材料: :果蝇果蝇我不相信孟德尔，更难我不相信孟德尔，更难以相信萨顿那家伙毫无以相信萨顿那家伙毫无事实根据的臆测！事实根据的臆测！我更相信的是实验证据，我更相信的是实验证据，我要通过确凿的实验找到我要通过确凿的实验找到遗传和染色体的关系！遗传和染色体的关系！“材料选对了就等于实验成功了一半”证据寻找之路证据寻找之路 果蝇的特点：果蝇的特点： 易饲养易饲养相对性状明显相对性状明显繁殖快繁殖快后代数量多后代数量多 1910 1910年年5 5月的一天，在摩尔根的实验室中诞生了一月的一天，在摩尔根的实验室中诞生了一只白色眼睛的雄性果蝇，而它的兄弟姐妹的眼睛都是红只白色眼睛的雄性果蝇，而它的兄弟姐妹的眼睛都是红色的。显然它是一个变异体，后来它成为科学史上著名色的。显然它是一个变异体，后来它成为科学史上著名的动物的动物! !意外的发现意外的发现 F2 3 ： 1白眼果白眼果蝇都是蝇都是雄的雄的红红（雌、雄）雌、雄）PF1红眼（雌、雄）红眼（雌、雄）F1雌雄交配雌雄交配摩尔根的果蝇杂交实验摩尔根的果蝇杂交实验白（雄）白（雄） 是否符合孟德尔遗是否符合孟德尔遗传定律？传定律？ 特殊在什么地方？特殊在什么地方？ 果蝇的性别由什么果蝇的性别由什么决定呢？决定呢？符合符合白眼性状的表现总白眼性状的表现总是与性别相联系是与性别相联系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？雌性雌性雄性雄性性染色体与常染色体：性染色体与常染色体：与与性别决定有关性别决定有关的染色体就是的染色体就是性染色体性染色体;与与性别决定无关性别决定无关的染色体是的染色体是常染色体常染色体。雌性雌性雄性雄性性染色体性染色体常染色体常染色体果蝇有果蝇有4对染色体，其中对染色体，其中3对是对是常染色体常染色体，1对是对是性染色体。其中性染色体。其中用用XXXX表示，用表示，用XYXY表示。表示。 1 1 ： 1 1 X XY Y配配 子子X XXXXX子子 代代XYXY受精卵受精卵亲亲 代代果蝇的性别决定过程：比比 例例 1 1 ： 1 1 XXXXXYXY小知识:人的染色体人的染色体(23对对)常染色体常染色体性染色体性染色体:22对对(1号号22号号):1对对女性女性男性男性:同型的同型的(用用XX表示表示):异型的异型的(用用XY表示表示)男性染色体图男性染色体图女性染色体图女性染色体图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: :男性：男性：22对常对常+XY女性：女性：22对常对常+XX22+X22+X22+Y22+Y配配 子子22+X22+X2222对对+XX+XX子子 代代2222对对+XY+XY受精卵受精卵 2222对对+XY+XY2222对对+XX+XX亲亲 代代人的性别决定过程：比比 例例 1 1 ： 1 1 1 1 ： 1 1 雌雄果蝇体细胞染色体图解雌雄果蝇体细胞染色体图解怎样解释怎样解释F2代白眼果蝇全部为雄性这一代白眼果蝇全部为雄性这一与性别相联系的现象？与性别相联系的现象？ 控制白眼控制白眼（ w w）的的基因在什么染色体上呢？基因在什么染色体上呢？注：常染色体上的基因不需标明其位于常染注：常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上色体上( ( 例例DDDD、dddd) )，而性染色体上的基因需，而性染色体上的基因需标明（性染色体要大写）标明（性染色体要大写）红眼（雌）红眼（雌）白眼（雄）白眼（雄）XWXWXwY练习：练习：写出摩尔根果蝇杂交实验的遗传图解写出摩尔根果蝇杂交实验的遗传图解 摩尔根的假设：摩尔根的假设：控制白眼的基因控制白眼的基因（w）在在X X染色体上，染色体上，Y Y染色体不含有它的等位基因。染色体不含有它的等位基因。XWXW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）对摩尔根实验的解释对摩尔根实验的解释实验验证实验验证: :测交测交雌红雌红1/4F1XWXwXwYXWXwXwYXWYXwXw雄红雄红1/4雌白雌白1/4 雄白雄白1/4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：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 摩尔根通过实验将一个特定的基摩尔根通过实验将一个特定的基因因（控制白眼的基因（控制白眼的基因w w）和一条特定和一条特定的染色体的染色体（X X）联系起来，从而联系起来，从而证明证明了基因在染色体上。了基因在染色体上。实验结论：实验结论：从此，摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者。从此，摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者。验证假设：验证假设：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控制白眼基因（控制白眼基因（w）在）在X染染色体上，而色体上，而Y染色体上不含染色体上不含有它的等位基因有它的等位基因白眼性状的表现为什么白眼性状的表现为什么总是与性别相联系？总是与性别相联系？科学实验，科学实验，提出问题：提出问题：作出假设：作出假设：假假说说演演绎绎法法回顾摩尔根的实验：回顾摩尔根的实验： 果蝇被人们研究过的基因就达数百个，体细胞内果蝇被人们研究过的基因就达数百个，体细胞内却只有却只有4 4对染色体；人只有对染色体；人只有2323对染色体，却有几万对染色体，却有几万个基因！这说明了什么？个基因！这说明了什么？新的疑惑新的疑惑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基因在染色体上的位置染色体上的位置果蝇某一条染色果蝇某一条染色体上的几个基因体上的几个基因三、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一对遗传因子一对遗传因子就是位于一对同源染色就是位于一对同源染色体上的体上的等位基因等位基因。不同对的遗传因子不同对的遗传因子就是位于非同源染就是位于非同源染色体上的色体上的非等位基因非等位基因。等位基因随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中。a a a aA A A AA Aa a基因分离定律的实质基因分离定律的实质分离规律分离规律在生物的体细胞中，控在生物的体细胞中，控制制同一性状同一性状的遗传因子的遗传因子成对存在，不相融合；成对存在，不相融合；在形成配子时，在形成配子时，成对的成对的遗传因子发生分离遗传因子发生分离，分，分离后的遗传因子分别进离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配入不同的配子中，随配子遗传给后代子遗传给后代在杂合子的细胞中，位在杂合子的细胞中，位于于 上的上的等位基因，具有一定的等位基因，具有一定的独立性；在独立性；在 形形成配子时，等位基因随成配子时，等位基因随着着 而分而分离，分别进入到两个配离，分别进入到两个配子中，独立地随配子传子中，独立地随配子传给后代给后代.一对同源染色体一对同源染色体减数分裂减数分裂同源染色体的分开同源染色体的分开Y Yy yR Rr rY Yr ry yR RY YR Ry yr rR RYYRRyyr rYYr ryy同源染色体上的等位基因分离同源染色体上的等位基因分离非同源染色体上的非等位基因自由组合非同源染色体上的非等位基因自由组合自由组合定律的实质自由组合定律的实质控制不同性状的遗传因控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不子的分离和组合是互不干扰的；干扰的；在形成配子时，决定同在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组性状的遗传因子自由组合合位于位于 的的非等位基因的分离或组非等位基因的分离或组合是互不干扰的；合是互不干扰的；在在 过程中，过程中， 上的等位上的等位基因彼此分离的同时，基因彼此分离的同时， 上的非等上的非等位基因自由组合。位基因自由组合。同源染色体同源染色体减数分裂减数分裂非同源染色体非同源染色体非同源染色体上非同源染色体上DdeE同源染色体上的非等位基同源染色体上的非等位基因，能自由组合吗？因，能自由组合吗？基基因因在在染染色色体体上上萨顿的假说萨顿的假说假说核心：基因在染色体上假说核心：基因在染色体上原因原因：基因与染色体存在明基因与染色体存在明显的平行关系显的平行关系基因位于染色体基因位于染色体上的实验证据上的实验证据果蝇杂交实验果蝇杂交实验果蝇杂交实验基因分析图解果蝇杂交实验基因分析图解果蝇体细胞的染色体图解果蝇体细胞的染色体图解基因在染色体上呈线性排列基因在染色体上呈线性排列孟德尔遗传规律的现代解释孟德尔遗传规律的现代解释课堂小结课堂小结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提出了遗传因子提出了遗传因子 （基因）（基因）基因究竟是什么呢？基因究竟是什么呢？假说假说演绎演绎类比推理类比推理假说假说演绎演绎思考：思考：利用类比推理利用类比推理法，推断基因法，推断基因与与DNADNA长链有长链有何关系？何关系？1 1、下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的是（、下列关于基因和染色体关系的叙述，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练习练习：2 2、下列生理活动，能使基因、下列生理活动，能使基因A A和基因和基因a a分别进入两个子细胞中分别进入两个子细胞中的是（的是（ ）A.A.有丝分裂有丝分裂 B. B. 减数分裂减数分裂 C.C.细胞分化细胞分化 D.D.受精作用受精作用3 3、下列各项中，肯定含有、下列各项中，肯定含有Y Y染色体的是（染色体的是（ ）A.A.受精卵和初级精母细胞受精卵和初级精母细胞B.B.受精卵和次级精母细胞受精卵和次级精母细胞C.C.精子和男性口腔上皮细胞精子和男性口腔上皮细胞D.D.初级精母细胞和男性小肠上皮细胞初级精母细胞和男性小肠上皮细胞BD4 4、右图示果蝇的原始生殖细胞，、右图示果蝇的原始生殖细胞，图中图中1 1、114 4、4 4 表示染表示染色体色体,B,B、b b、W W、w w分别表示控制分别表示控制不同性状的基因。果蝇的红眼不同性状的基因。果蝇的红眼和白眼分别由位于和白眼分别由位于X X染色体上的染色体上的W W、w w控制，请据图回答下列问题：控制，请据图回答下列问题：（1 1）该细胞是）该细胞是_。（2 2）图中的）图中的_属常染色体，而属常染色体，而_属性染色体。属性染色体。卵原细胞卵原细胞1 1和和1,21,2和和2,32,3和和334 4和和4 4 （3 3）该细胞中有）该细胞中有_个个DNADNA分子。分子。（4 4）该果蝇基因型可写成）该果蝇基因型可写成_。（5 5）经减数分裂它可产生）经减数分裂它可产生_种基因种基因型的配子。型的配子。8 8BbXBbXW WX Xw w4 4A a12B b34如图所示某生物卵原细胞中如图所示某生物卵原细胞中的染色体和染色体上的基因。的染色体和染色体上的基因。请回答请回答（2）非同源染色体是）非同源染色体是 ；（3）等位基因是）等位基因是 ；（4）非等位基因是）非等位基因是 ；（5）按自由组合定律遗传的基因是）按自由组合定律遗传的基因是 ；（6）不能进入同一配子的基因是）不能进入同一配子的基因是 ；（7）形成配子时能进行自由组合的基因是）形成配子时能进行自由组合的基因是 ；（8）此图除表示卵原细胞外，还可以表示）此图除表示卵原细胞外，还可以表示 细胞细胞 和和 细胞。细胞。（1）同源染色体是）同源染色体是 ；知识检测和；和和；和和；和；和；和；和；和； 和和和和a；和；和b和；和和；和b ；a和和B ；a和和b和；和和；和b ；a和和B ；a和和b和和a；和；和b和；和和；和b ； a和和B ；a和和b精原细胞精原细胞体细胞体细胞
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