高中生物必修二2.2-基因在染色体上

第二节基因在染色体上孟德尔的豌豆杂交实验高茎矮茎PF1×受精配子DDddDdDdDdF1Dd配子DdDdDdDDDdDddd高茎高茎高茎矮茎F2孟德尔的豌豆杂交实验1、整个过程的遗传因子换成同源染色体图解怎么画？矮茎高茎×减数分裂受精减数分裂高茎减数分裂高茎高茎高茎矮茎P配子F1F1配子你认为基因和染色体有什么样的关系呢？在染色体上标注基因符号，符合孟德尔的基因分离定律吗？矮茎高茎×减数分裂受精减数分裂高茎减数分裂高茎高茎高茎矮茎P配子F1F1配子ddDDdDDddDDdDdDdddDD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。将遗传因子换成同源染色体，把分离定律念一遍。由此你联想到什么？染色体与基因有一定的对应关系。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？那么AaBb的生物体产生的配子为什么有AB、Ab、aB、ab四种？思考:比较可知，基因和染色体行为存在哪些明显的平行关系？“遗传因子”与染色体1、基因在杂交过程中保持完整性和独立性。染色体也具有相对稳定性。2、体细胞中基因是成对的。染色体也是成对的。3、体细胞中成对的基因一个来自父方一个来自母方，同源染色体也是。4、在形成配子时，非等位基因自由组合。非同源染色体也是自由组合萨顿及其假说美国细胞学家萨顿（W．Sutton，1877－1916）在他的《遗传和染色体》（1903年）一文中所概括的：父本和母本的染色体联合成对及它们在减数分裂中的分离构成孟德尔定律的基础。就是说，在雌雄配子形成和受精过程中，染色体的行为与孟德尔遗传因子（即基因）的行为是平行的。他推论：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。萨顿把细胞学和遗传学的资料结合起来，开创了细胞遗传学研究。一、萨顿的假说实验材料：蝗虫发现:等位基因的分离与减数分裂中同源染色体分离相似•一种蝗虫的体细胞中有24条染色体，生殖细胞中只有12条染色体。•精子和卵细胞结合形成的受精卵，又具有24条染色体。•蝗虫子代体细胞中的染色体数目与双亲的体细胞染色体数目一样。•子代体细胞中的这24条染色体，按形态结构来分，两两成对，共12对，每对染色体中一条来自父方，一条来自母方。一萨顿的假说原因：基因和染色体存在着明显的平行关系基因在杂交过程、染色体在配子形成和受精过程中的表现。在体细胞中和配子的关系在体细胞中成对的基因以及同源染色体的来源关系在减数分裂第一次分裂后期的关系内容：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，基因在染色体上。阅读分析基因与染色体的关系：基因的行为染色体的行为杂交过程中保持：_____________也有：______________体细胞中存在形式_________存在___________存在在配子中只有成对基因中的_______只有成对染色体中的_________体细胞中的来源成对中的基因一个来自______一个来自______同源染色体一条来自______一条来自______形成配子时组合方式非等位基因：______________非同源染色体：______________成对成对一个一条父方母方父方母方自由组合自由组合完整性和独立性相对稳定的形态结构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——1、美国遗传学家萨顿将看不见的基因与看得见的染色体的行为类比，根据其惊人的一致性，提出基因位于染色体上的假说这种研究方法叫什么？类比推理由两个或两类对象在某些属性上相同的现象，推断出它们在另外的属性上也相同或它们之间有联系的一种推理方法。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统了。”2、这样得到的结论一定正确吗？证明假说是否成立要拿出实验证据，历史上谁作出了贡献呢？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？正因为类比推理的非必然性，萨顿的假说遭到同时代的遗传学家摩尔根（T.H.Morgan)的强烈质疑。摩尔根的这种大胆质疑，科学务实的研究精神是值得我们努力学习的。我不相信猛德尔，更难以相信萨顿那家伙毫无事实根据的臆测！我更相信的是实验证据，我要通过确凿的实验找到遗传和染色体的关系！1909年二、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者：实验材料：•摩尔根果蝇1926年发表《基因论》创立了现代遗传学的基因学说。（一）“材料选对了就等于实验成功了一半”果蝇昆虫纲双翅目，体长3—4mm。在制醋和腐烂水果的地方常常可以看到。易饲养，10多天就繁殖一代。常用作遗传学研究的实验材料。证据寻找之路……果蝇的特点?果蝇的特点：后代多.稳定的相对性状;易饲养;繁殖快;染色体数少且形态有明显的差别.长翅残翅果蝇也有众多容易区分的相对性状作为实验动物，果蝇还有很多优点：如：果蝇体细胞中染色体数少且形态有明显差别与性别决定有关的染色体称为_________与性别决定无关的染色体称为_________性染色体常染色体其中♀用XX表示，♂用XY表示。果蝇染色体组成模式图３对：ⅡⅡ，ⅢⅢ，ⅣⅣ注意:并不是所有生物都含有性染色体XYX和Y同源区段Y非同源区段X非同源区段性别决定雄性♂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？假设一：控制白眼的基因在Y染色体上，而X染色体上不含有它的等位基因。雌果蝇种类：红眼（ＸＸ）雄果蝇种类：白眼（ＸＹw）雌果蝇种类：红眼（ＸＷＸＷ）红眼（ＸＷＸw）白眼（ＸWＸW）雄果蝇种类：红眼（ＸＷＹw）白眼（ＸwＹw）红眼（ＸＷＹW）假设二：控制白眼的基因在X、Y染色体上。雌果蝇种类：红眼（ＸＷＸＷ）红眼（ＸＷＸw）白眼（ＸWＸW）雄果蝇种类：红眼（ＸＷＹ）白眼（ＸwＹ）假设三：控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因。雌果蝇中：红眼白眼雄果蝇中：红眼白眼如果控制白眼的基因（W）在X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因。那下列果蝇基因型就为：②摩尔根的设想：XWXWXWXWXWXWXwYXwY提出假说XWXW红眼（雌）×XwY白眼（雄）XWYXwXWY红眼（雄）XWXw红眼（雌）×PF2F1配子XwXWYXWXWXW红眼（雌）XWXw红眼（雌）XWY红眼（雄）XwY白眼（雄）红眼（雌、雄）白眼(雄)3/41/4测交×XWXwXwYXWXwYXw配子XWXwXWYXwXwXwY测交后代红眼雌：红眼雄：白眼雌：白眼雄1:1:1:1摩尔根等人亲自做了该实验，实验结果如下：红眼红眼白眼白眼雌雌雄雄126132120115摩尔根通过实验将一个特定的基因（控制白眼的基因w）和一条特定的染色体（X）联系起来，从而证明了基因在染色体上。摩尔根实验证明了什么？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：萨顿基因在染色体上证据现象假说演绎推理实验论证结论类比推理摩尔根实验孟德尔遗传规律的现代解释应用新的疑问？人只有23对染色体，却有几万个基因，基因与染色体可能有什么对应关系？一条染色体上有很多个基因。基因在染色体上呈线性排列•利用一定的方法将一个基因确定到染色体的实际位置叫基因定位荧光标记法三、孟德尔遗传规律的现代解释分离定律：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。基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子传给后代。Aa精原细胞初级精母细胞AaAa次级精母细胞AAaaAaAa精细胞分离定律：等位基因：位于同源染色体上同一位置，控制相对性状的基因。（等位基因一定位于一对同源染色体上相同位置，但该位置上还可以存在相同的基因。如A与A）基因自由组合定律：•控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的。•在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。自由组合定律实质：•位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。•在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。孟德尔遗传规律的现代解释自由组合定律：Aa精原细胞Bb初级精母细胞AabBaABb次级精母细胞AABBaabbbaBA精细胞BAba注意：非等位基因可以位于非同源染色体上，也可以位于同源染色体上。AabB非同源染色体上的非等位基因自由组合。DdeE同源染色体上的非等位基因，能自由组合吗？不能。自由组合定律的实质是减数第一次分裂时非同源染色体的自由组合。同源染色体上的非等位基因存在于同一个染色体中，所以无论如何都是捆在一起的，不能发生自由组合。Cc看课本P31页第2题小知识:在生物细胞中，雌性（女性）个体和雄性（男性）个体相同的染色体叫常染色体；雌性（女性）个体和雄性（男性）个体不同的染色体叫性染色体。人的染色体(23对)常染色体性染色体:22对(1号——22号):1对女性男性:同型的(用XX表示):异型的(用XY表示)女性体内的23对染色体性染色体男性体内的23对染色体性染色体基因在染色体上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：基因位于染色体上的证据结论：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科学方法：类比推理法①实验者：摩尔根和他的同事②材料：果蝇③采用的科学实验程序：假说—演绎法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巩固练习2.果蝇体细胞中染色体组成可表示为（）A.3+X或3+YB.6+X或6+YC.3对+XX或3对+YYD.3对+XX或3对+XYD3.第一个证明基因在染色体上相对位置的科学家是（）A.孟德尔B.摩尔根C.萨顿D.克里克B4.基因自由组合定律揭示了（）A.等位基因之间的关系B.非等位基因之间的关系C.非同源染色体之间的关系D.非同源染色体上的非等位基因之间的关系D5、（09年宿迁市学业水平测试二模）果绳的红眼为伴性显性遗传，其隐性性状为白眼，在下列