基因在染色体上(公开课)

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DdDd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DdDd——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DDDDDDDDDddDdddddddd高茎矮茎Ｐ：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)3/41/4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+XXXY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♀zzzw(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XXXY---雌性：雄性：•若用w表示控制眼睛颜色的基因，红眼W,白眼w.PF1F2×对实验现象的解释XWXWXwYXWYXw配子XWYXWXw×XwXWYXWXWXW（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×F1XWXwXwYYXw配子XWXwXWXwXwXwXWYXwY测交后代雌红眼雌白眼雄白眼雄红眼测交后代：红眼:白眼=1:1F1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126132120115——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？①提出“性状是由遗传因子决定的”观点。②把“遗传因子”改为“基因”，并提出“等位基因”概念。③提出“基因在染色体上”的假说。④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DAaaA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AaBbAbaBBAab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+XY44常+XX22常+X22常+Y22常+X44常+XX44常+XY1：1F1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♀zzzw①XY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②ZW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