【課件】必修二2-2-2基因在染色體上

1、第二節(jié) 基因在染色體上 問題探討問題探討 孟孟 基基 因因 基基 因因 基基 因因 同源染色體同源染色體 同源染色體同源染色體 同源染色體同源染色體 你覺得這樣替換有問題嗎？由此你聯(lián)你覺得這樣替換有問題嗎？由此你聯(lián) 想到什么？想到什么？ 任務(wù)任務(wù)1：分析孟德爾的分離定律中：分析孟德爾的分離定律中(等位基因）等位基因） （遺傳因子）的分離過程（遺傳因子）的分離過程（P7頁）頁） 基因基因染色體染色體 任務(wù)任務(wù)2：分析減數(shù)分裂過程中：分析減數(shù)分裂過程中(同源同源)染色體染色體的的 分離過程（以精子的形成例分離過程（以精子的形成例,P17P18頁）頁） 雜合子在形成配子時(shí)，雜合子在形成配子時(shí)， 等位

2、等位基因基因發(fā)生發(fā)生分離分離 減數(shù)第一次分裂時(shí)，同減數(shù)第一次分裂時(shí)，同 源源染色體染色體發(fā)生發(fā)生分離分離 平行關(guān)系平行關(guān)系 孟德爾分離定律的核心孟德爾分離定律的核心 D d D d 減數(shù)分裂的核心減數(shù)分裂的核心 基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系。基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系。 科科 學(xué)學(xué) 研研 究究 方方 法法 之之 一一 看不見看不見 染色體染色體 假說：假說：基因在染色體上基因在染色體上 推理推理 基因基因 看得見看得見 類比類比 平行關(guān)系平行關(guān)系 類比推理類比推理 D d D d 1 基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù) 薩頓的假說 2 1 1、內(nèi)容、內(nèi)容: :基因在染色體上基因在染色

3、體上 （基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的）（基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的） 2 2、原因、原因: : 基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系 那么基因和染色體行為主要有哪些平行那么基因和染色體行為主要有哪些平行 關(guān)系呢？關(guān)系呢？ 基因與染色體的關(guān)系基因與染色體的關(guān)系 基因的行為基因的行為染色體的行為染色體的行為 在在配子形成配子形成 和受精時(shí)和受精時(shí) 體細(xì)胞中的體細(xì)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 在體細(xì)胞中在體細(xì)胞中 的來源的來源 形成配子時(shí)形成配子時(shí) 的組合方式的組合方式 一個(gè)來自父方，一一個(gè)來自父方，一 個(gè)

4、來自母方個(gè)來自母方 一條來自父方，一一條來自父方，一 條來自母方條來自母方 雜交過程保持完整雜交過程保持完整 性和獨(dú)立性性和獨(dú)立性 保持相對(duì)穩(wěn)定的形態(tài)保持相對(duì)穩(wěn)定的形態(tài) 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 類比類比:基因和染色體之間具有基因和染色體之間具有平行關(guān)系平行關(guān)系 等位基因分離等位基因分離 同源染色體分開同源染色體分開 非等位基因自由組合非等位基因自由組合 非同源染色體自由組合非同源染色體自由組合 只有成對(duì)基因中一個(gè)只有成對(duì)基因中一個(gè) 只有成對(duì)染色體中一條只有成對(duì)染色體中一條 成對(duì)成對(duì)成對(duì)成對(duì) 矮矮 莖莖 高高 莖莖 減數(shù)減數(shù) 分裂分裂 受受 精 精 減數(shù)減數(shù) 分裂分裂 高高 莖莖 減數(shù)減數(shù) 分裂分裂 高高 莖

5、莖高高 莖莖 高高 莖莖矮矮 莖莖 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 高莖用高莖用D表示，矮莖表示，矮莖d表表 示示 思考與討論：思考與討論：請(qǐng)用薩頓的假說解釋孟德爾的一請(qǐng)用薩頓的假說解釋孟德爾的一 對(duì)相對(duì)性狀的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)對(duì)相對(duì)性狀的豌豆雜交實(shí)驗(yàn) 薩頓經(jīng)類比推理得出的結(jié)論薩頓經(jīng)類比推理得出的結(jié)論基基 因在染色體上究竟是否正確？因在染色體上究竟是否正確？ 由于缺少實(shí)驗(yàn)證據(jù)由于缺少實(shí)驗(yàn)證據(jù) 美國科學(xué)家摩爾根等對(duì)此持懷疑態(tài)度美國科學(xué)家摩爾根等對(duì)此持懷疑態(tài)度 1 基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)

6、薩頓的假說 2 科學(xué)家科學(xué)家:摩爾根摩爾根 實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)材料:果蠅果蠅 果蠅的優(yōu)點(diǎn)：果蠅的優(yōu)點(diǎn)： 易飼養(yǎng)易飼養(yǎng) 相對(duì)性狀多而明顯相對(duì)性狀多而明顯 繁殖快，后代數(shù)量多繁殖快，后代數(shù)量多染色體少易觀察染色體少易觀察 F2 3 ： 1 白眼果蠅白眼果蠅 都是雄的都是雄的 紅紅（雌、雄）雌、雄） P F1紅眼紅眼 （雌、雄）（雌、雄） F1雌雄交配雌雄交配 （一）摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)（一）摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn) 白（雄）白（雄） 是否符合孟德爾遺傳定是否符合孟德爾遺傳定 律？如何解釋？律？如何解釋？ 特殊在什么地方？特殊在什么地方？ 當(dāng)時(shí)，性染色體已經(jīng)發(fā)當(dāng)時(shí)，性染色體已經(jīng)發(fā) 現(xiàn)，據(jù)此你能作出怎樣現(xiàn)，據(jù)此

7、你能作出怎樣 的解釋？的解釋？ 符合符合 白眼性狀的表現(xiàn)總是與白眼性狀的表現(xiàn)總是與 性別相聯(lián)系性別相聯(lián)系 控制白眼性狀的基因可控制白眼性狀的基因可 能在性染色體上能在性染色體上 F2中紅眼：白眼比是中紅眼：白眼比是31 果蠅體細(xì)胞染色體圖解果蠅體細(xì)胞染色體圖解 雌雄果蠅體細(xì)胞中染色體組成有何異同？雌雄果蠅體細(xì)胞中染色體組成有何異同？ 3對(duì)常染色體對(duì)常染色體+3對(duì)常染色體對(duì)常染色體+XXXY 染 色 體染 色 體 的 類 型的 類 型 常染色體常染色體：與性別決定無關(guān)的染色體：與性別決定無關(guān)的染色體 性染色體性染色體：與性別決定有關(guān)的染色體，如：與性別決定有關(guān)的染色體，如X、Y染色體染色體 假設(shè)

8、三：假設(shè)三：控制白眼的基因控制白眼的基因在在X X染色體上，而染色體上，而Y Y染色體上不含染色體上不含有它有它 的等位基因。的等位基因。 假設(shè)二：假設(shè)二：控制白眼的基因在控制白眼的基因在Y Y染色體染色體上，而上，而X X染色體上不含染色體上不含有它有它 的等位基因。的等位基因。 白眼的遺傳和性別相聯(lián)系，但果蠅成對(duì)的兩個(gè)性染 色體大小、形態(tài)相差懸殊。這個(gè)白眼基因會(huì)在哪個(gè) 位置呢？ 假設(shè)一：假設(shè)一：控制白眼的基因在控制白眼的基因在X X、Y Y染色體染色體上。上。 分析各種情況，并畫出遺傳圖解分析各種情況，并畫出遺傳圖解 （二（二) )、 對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋 白眼白眼 （雄）（雄

9、） 紅眼紅眼 （雌）（雌） P P 只有當(dāng)控制白眼的基因在只有當(dāng)控制白眼的基因在X X染色體上，而染色體上，而Y Y沒有的時(shí)候解釋才合理沒有的時(shí)候解釋才合理 基因的表示方法：基因的表示方法： 如果基因在常染色體上如果基因在常染色體上 ： DDDD、dddd 如果基因在性染色體上：先寫如果基因在性染色體上：先寫性染色體后寫基因性染色體后寫基因 雌果蠅基因型：雌果蠅基因型： (X(XW WX XW W) )或或(X(XW WX Xw w) ) 雄果蠅基因型：雄果蠅基因型： 經(jīng)過推理、想象提出經(jīng)過推理、想象提出假說假說: : 控制白眼的基因在控制白眼的基因在X X染色體上染色體上, ,而而Y Y染色

10、體染色體 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) 紅眼紅眼 白眼白眼白眼白眼 紅眼紅眼 X XX XX X Y Y - - - - 雌性：雌性：雄性：雄性： 若用若用w w表示控制眼睛顏色的基因，紅眼表示控制眼睛顏色的基因，紅眼W W, ,白眼白眼w w. . P F1 F2 對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋解釋 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

11、）（雌） X XW WX Xw w（雌）（雌） X XW WY Y（雄）（雄） X Xw wY Y（雄）（雄） 3/4紅眼（雌、雄）紅眼（雌、雄） 1/4白眼（雄）白眼（雄） 3/4紅眼（雌、雄）紅眼（雌、雄） 1/4白眼（雄）白眼（雄） （三）、驗(yàn)證假說（三）、驗(yàn)證假說: :測(cè)交實(shí)驗(yàn)測(cè)交實(shí)驗(yàn) F1 X XW WX Xw wX 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測(cè)交后代測(cè)交后代 雌紅眼雌紅眼雌白眼雌白眼雄白眼雄白眼雄紅眼雄紅眼 測(cè)交后代：紅眼測(cè)交后代：紅眼:白眼白眼 = 1:1 比例：

12、比例： 1: 1: 1: 1 紅眼紅眼紅眼紅眼白眼白眼白眼白眼 雌雌雌雌雄雄雄雄 126126132132120120115115 證明了基因在染色體上證明了基因在染色體上 與理論推測(cè)一致，完全符合假說，假說完全正確！與理論推測(cè)一致，完全符合假說，假說完全正確！ 摩爾根等人親自做了該實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：摩爾根等人親自做了該實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下： F1 測(cè)交后代測(cè)交后代 測(cè)交結(jié)果：測(cè)交結(jié)果： 紅眼紅眼 ： 白眼白眼= 1 : 1 驗(yàn)證假說：驗(yàn)證假說：測(cè)交測(cè)交 得出結(jié)論：得出結(jié)論：基因在染色體上 基因在染色體上 若控制白眼基因（若控制白眼基因（w）在）在X 染色體上，而染色體上，而Y染色體上不染色體

13、上不 含有它的等位基因含有它的等位基因 白眼性狀的表現(xiàn)總是與性白眼性狀的表現(xiàn)總是與性 別相聯(lián)系？別相聯(lián)系？ 提出問題：提出問題： 作出假說：作出假說： 假假 說說 演演 繹繹 法法 從此，摩爾根成了從此，摩爾根成了 理論的堅(jiān)定支持者理論的堅(jiān)定支持者 孟德爾孟德爾 回顧摩爾根的實(shí)驗(yàn)：回顧摩爾根的實(shí)驗(yàn)： 基因是不是就是染色體呢？基因是不是就是染色體呢？ 一條染色體上一條染色體上 有許多個(gè)基因有許多個(gè)基因 基因在染色體基因在染色體 上呈線性排列上呈線性排列 熒光標(biāo)記熒光標(biāo)記基因在染色體上的位置基因在染色體上的位置 摩爾根的連鎖圖摩爾根的連鎖圖 基因在染色體上基因在染色體上 一、薩頓的假說一、薩頓的假

14、說 基因和染色體存在著基因和染色體存在著 明顯的平行關(guān)系明顯的平行關(guān)系 內(nèi)容：基因在染色體上內(nèi)容：基因在染色體上 原因：原因： 二、基因位于染二、基因位于染 色體上的證據(jù)色體上的證據(jù) 證據(jù)：果蠅的雜交實(shí)驗(yàn)證據(jù)：果蠅的雜交實(shí)驗(yàn) 結(jié)論：基因在染色體上結(jié)論：基因在染色體上 （類比推理）（類比推理） （假說演繹法）（假說演繹法） 1、回顧科學(xué)史：在基因研究中，有許多科學(xué)、回顧科學(xué)史：在基因研究中，有許多科學(xué) 家取得成就。下列成就分別是由哪些科學(xué)家來家取得成就。下列成就分別是由哪些科學(xué)家來 完成的？完成的？ 提出提出“性狀是由遺傳因子決定的性狀是由遺傳因子決定的”觀點(diǎn)。觀點(diǎn)。 把把“遺傳因子遺傳因子”改

15、為改為“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“基因在染色體上基因在染色體上”的假說。的假說。 用實(shí)驗(yàn)證明了用實(shí)驗(yàn)證明了“基因在染色體上基因在染色體上”。 補(bǔ)充練習(xí)補(bǔ)充練習(xí)： 孟德爾孟德爾 約翰遜約翰遜 摩爾根摩爾根 薩頓薩頓 2、已知果蠅的體細(xì)胞內(nèi)有、已知果蠅的體細(xì)胞內(nèi)有4對(duì)同源染色體，根據(jù)對(duì)同源染色體，根據(jù) 薩頓的假說，關(guān)于該動(dòng)物減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子的薩頓的假說，關(guān)于該動(dòng)物減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子的 說法正確的是（說法正確的是（ ） A、果蠅的精子中含有成對(duì)的基因、果蠅的精子中含有成對(duì)的基因 B、果蠅的體細(xì)胞中含有一個(gè)基因、果蠅的體細(xì)胞中含有一個(gè)基因 C、果蠅的、果

16、蠅的4對(duì)同源染色體上含有的基因可以同時(shí)對(duì)同源染色體上含有的基因可以同時(shí) 來自父方，也可同時(shí)來自母方來自父方，也可同時(shí)來自母方 D、在體細(xì)胞中，基因成對(duì)存在的，在配子中只、在體細(xì)胞中，基因成對(duì)存在的，在配子中只 有成對(duì)基因中的一個(gè)有成對(duì)基因中的一個(gè) D 1 1、利用類比推理法，、利用類比推理法， 推斷基因與推斷基因與DNADNA長鏈長鏈 有何關(guān)系？有何關(guān)系？ （完成（完成P30技能訓(xùn)練）技能訓(xùn)練） 作業(yè)作業(yè) 2 2、完成、完成課堂新坐課堂新坐 標(biāo)標(biāo)的相關(guān)練習(xí)的相關(guān)練習(xí) 男性染色體圖男性染色體圖女性染色體圖女性染色體圖 (1)(1)男女體細(xì)胞中染色體在組成上有什么不同？男女體細(xì)胞中染色體在組成上有

17、什么不同？ (2)(2)男女的性別是由什么決定的？男女的性別是由什么決定的？ (3)(3)男女體細(xì)胞中染色體的組成如何表示？男女體細(xì)胞中染色體的組成如何表示？ 思考思考: : XY兩種性染色體兩種性染色體 男性：男性：22對(duì)常對(duì)常+XY女性：女性：22對(duì)常對(duì)常+XX 44常常+XY44常常+XX 22常常+X22常常+Y 22常常+X 44常常+XX44常常+XY 1 ： 1 F1 討論：為什么人類的性別比總是接近于討論：為什么人類的性別比總是接近于1：1？ P 配子配子 性別決定性別決定 雄性 雌性 zz zw XY型型 雄性：常染色體雄性：常染色體+XY（異型）（異型） 雌性：常染色體雌性

18、：常染色體+XX（同型）（同型） b、生物類型、生物類型：人、哺乳動(dòng)物、果蠅；一些雌雄異株的植物人、哺乳動(dòng)物、果蠅；一些雌雄異株的植物 ZW型型 雌性：常染色體雌性：常染色體+ZW(異型）異型） 雄性：常染色體雄性：常染色體+ZZ(同型）同型） b、生物類型、生物類型：鳥類、蛾類鳥類、蛾類 （1）方式）方式 （2）決定時(shí)間：）決定時(shí)間：精子和卵細(xì)胞結(jié)合時(shí)精子和卵細(xì)胞結(jié)合時(shí) a、染色體組成、染色體組成 a、染色體組成、染色體組成 人類探明基因神秘蹤跡的歷程人類探明基因神秘蹤跡的歷程 1903年薩頓研究蝗蟲的年薩頓研究蝗蟲的 精子和卵細(xì)胞形成過程精子和卵細(xì)胞形成過程 1910年摩爾根進(jìn)行年摩爾根進(jìn)行 果蠅雜交實(shí)驗(yàn)果蠅雜交實(shí)驗(yàn) 提出假說：基因在提出假說：基因在 染色體上染色體上 找到基因在染色體找到基因在染色體 上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)上的實(shí)驗(yàn)證據(jù) 1866年孟德爾的年孟德爾的 豌豆雜交實(shí)驗(yàn)豌豆雜交實(shí)驗(yàn) 發(fā)現(xiàn)了遺傳因子發(fā)現(xiàn)了遺傳因子 （基因）（基因） 基因究竟是什么物質(zhì)呢？基因究竟是什么物質(zhì)呢？ 假說假說