2.2 基因在染色体上

分离定律：,P27问题探讨:,请你试一试，将孟德尔分离定律中的“遗传因子”即“基因”换成“同源染色体”，再把分离定律念一遍，你觉得这样的替换有问题吗?,同源染色体,同源染色体,同源染色体,萨顿的发现,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。,由此能联想到什么呢?,联想：孟德尔分离定律中成对的遗传因子(即等位基因)的行为，与同源染色体在减数分裂过程中的行为很相似。,一.萨顿的假说,用_细胞作材料，研究的形成过程。他发现：孟德尔假设的一对遗传因子，即等位基因的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。,发现问题：,假说的内容（推论）：,蝗虫,基因是由携带着从亲代传递给子代的，也就是说基因在_上。,染色体,染色体,萨顿的假说及实验证据,第2节基因在染色体上,第2章基因和染色体的关系,精子和卵细胞,一.萨顿的假说,用_细胞作材料，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，即等位基因的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。,发现问题：,假说的内容（推论）：,基因和染色体行为存在着关系。,蝗虫,基因是由携带着从亲代传递给子代的，也就是说基因在_上。,染色体,染色体,萨顿的假说及实验证据,第2节基因在染色体上,第2章基因和染色体的关系,明显的平行,假说的依据：,5,成对,成对,含成对基因中一个,含成对染色体中一条,一个来自父方，一个来自母方,一个来自父方，一个来自母方,非同源染色体上的非等位基因自由组合,非同源染色体自由组合,杂交过程保持完整性和独立性,在配子形成和受精过程中具有相对稳定的形态结构,萨顿：基因和染色体行为存在着明显的平行关系,等位基因分离,同源染色体分开,平行关系主要体现在个方面：,一.萨顿的假说,用_细胞作材料，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，即等位基因的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。,发现问题：,假说的内容（推论）：,基因和染色体行为存在着关系。,蝗虫,基因是由携带着从亲代传递给子代的，也就是说基因在_上。,染色体,染色体,萨顿的假说及实验证据,第2节基因在染色体上,第2章基因和染色体的关系,明显的平行,假说的依据：,假说的方法：,类比推理,(参见教材P28中间小字),举例：,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的一种推理方法。,类比推理的定义：,据科学史上的记载，物理学家曾将光和声这两类现象进行比较。,教材P30技能训练：,不同基因也许是DNA长链上的一个个片段,利用类比推理法，推断基因与DNA长链有何关系？,科学研究方法之一,看不见,染色体,推理,基因,看得见,类比,平行关系,类比推理,孟德尔分离定律的核心,减数分裂的核心,杂合子在形成配子时，等位基因的分离,减数第一次分裂时，同源染色体的分离,平行关系,（以一对等位基因为例）,假说：基因在染色体上,受精,高茎,P,配子,F1,F1配子,高茎,矮茎,F2,教材P28的“思考与讨论”：,萨顿经过类比推理得出的结论“基因在染色体上”一定正确吗？,当时因缺少实验证据，美国科学家摩尔根等对此持怀疑态度。,第2节基因在染色体上,一、萨顿的假说,二、基因位于染色体上的实验证据,基因在染色体上,萨顿（利用蝗虫）,类比推理,证据,摩尔根实验,1、实验材料：,果蝇,假说,萨顿的假说及实验证据,二、基因位于染色体上的实验证据,果蝇,美国生物学家摩尔根（18661945）,实验者：,实验材料：,果蝇的特点：,4、染色体数少，便于观察,3、有稳定的易于区分的相对性状而且多；,1、个体小，易饲养，成本低,2、繁殖快，培养周期短，且后代数量多；,（参见P28相关信息）,例、科学家选择果蝇作为遗传学实验研究材料的原因有（多选）（）A.培养周期短，容易饲养，成本低B.染色体数目少，便于观察C.繁殖速度快，后代数目多D.性状都易于区分,ABC,第2节基因在染色体上,一、萨顿的假说,二、基因位于染色体上的实验证据,基因在染色体上,类比推理,证据,摩尔根实验,果蝇,1、实验材料：,2、研究方法：,假说演绎法,演绎推理,实验验证,得出结论,提出问题,作出假说,萨顿,萨顿的假说及实验证据,2、研究方法：,杂交实验：,摩尔根的果蝇眼色的遗传实验分析,P,F1,F2,红眼（雌、雄）,白眼（雄）,红眼(雌.雄),F1雌雄交配,红眼（雌）,白眼（雄）,演绎推理,实验验证,得出结论,提出问题,作出假说,2、研究方法：,假说演绎法,（1）提出问题：,果蝇白眼性状是如何遗传的？,（在杂交实验基础上）,2、研究方法：,假说演绎法,演绎推理,实验验证,得出结论,提出问题,作出假说,（1）提出问题：,果蝇白眼性状是如何遗传的？,（2）作出假说和解释：,1、基因在染色体上,二、基因位于染色体上的实验证据,果蝇体细胞的染色体,_条染色体_对同源染色体,8,4,3,1,_对常染色体_对性染色体,性染色体,常染色体,雌,雄,（与性别决定无直接关系的染色体）,（与性别决定有关的染色体）,XX,XY,同型,异型,（2）作出假说和解释：,（同型）,（异型）,同源区段,非同源区段,基因位于性染色体上就一定和性别有关吗？,雌雄果蝇体细胞染色体图解,由前面分析眼色与果蝇的性别有关，推出控制眼色的基因应在性染色体上，在什么性染色体上？,基因型表示：,雌,雄,XX,XY,雌：,XBXb,XBY,DdXBXb,雄：,雌果蝇种类：,红眼（）,红眼（w）,白眼（WW）,雄果蝇种类：,红眼（）,白眼（w）,控制眼色的基因在X染色体上，而Y上不含有它的等位基因。,根据假说进行演绎推理,P：红眼白眼,根据假说进行演绎推理,红眼（）,红眼（w）,白眼（w）,亲本的基因型组合会是哪种情况？,可通过子代的性状表现来推测亲代的基因型,P,F1,F2,XWXW,XwY,XW,Y,Xw,配子,Xw,XW,Y,XW,XWXW（红、雌）,XWXw（红、雌）,XWY（红、雄）,XwY（白、雄）,3/4红眼（雌、雄）1/4白眼（雄）,与事实相符,控制眼色的基因在X染色体上，而Y上不含等位基因,参见教材P29的图2-20的分析图解：,该怎么做才能验证这个解释呢?,-测交实验（P29下文字）,2、研究方法：,假说演绎法,演绎推理,实验验证,得出结论,提出问题,作出假说,（1）提出问题：,（2）作出假说和解释：,（3）实验验证：,测交实验1:,XW,Xw,Y,Xw,配子,XWXw,XWY,XwXw,XwY,测交后代：,红眼：红眼：白眼：白眼雌蝇雄蝇雌蝇雄蝇,用子一代的雌性个体进行测交,1：1：1：1,实验验证:,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,126,132,120,115,与理论推测一致，完全符合假说，假说完全正确！,XWY,XwXw,XW,Y,Xw,XWY,XWXW,红眼（雌）,白眼（雄）,配子,测交后代：,用子一代的雄性个体进行测交,1:1,测交实验2:,2、研究方法：,假说演绎法,演绎推理,实验验证,得出结论,提出问题,作出假说,（1）提出问题：,（2）作出假说和解释：,（3）实验验证：,（4）得出结论：,摩尔根通过实验，首次把一个特定的基因（如决定果蝇眼睛颜色的基因，W和w）和一条特定的染色体（X染色体）联系起来，从而用实验证明了：基因在染色体上（染色体是基因的载体。）,基因位于染色体上的实验证据,结论：,（P30上面）,例、能证明基因与染色体之间存在平行关系的实验是（）A摩尔根的果蝇杂交实验B孟德尔的具有一对相对性状的豌豆杂交实验C孟德尔的具有两对相对性状的豌豆杂交实验D萨顿以蝗虫做实验材料进行的实验,A,例:下列科学家在研究基因神秘踪迹的历程中所使用的科学研究方法依次为()1866年孟德尔的豌豆杂交实验：提出遗传因子1903年萨顿研究蝗虫的精子和卵细胞形成过程,提出假说：基因在染色体上1910年摩尔根进行果蝇杂交实验：找到基因在染色体上的实验证据A.假说演绎法假说演绎法类比推理B.假说演绎法类比推理类比推理C.假说演绎法类比推理假说演绎法D.类比推理假说演绎法类比推理,C,果蝇的体细胞只有4对染色体，携带的基因大约有1.5万个。人的体细胞只有23对染色体，携带的基因大约有33.5万个。,资料分析：,新的疑问？,每种生物的基因数量，都要远远多于这种生物的染色体数，基因与染色体在数量上可能有怎样的对应关系呢？,分析：一条染色体上有_个基因。,基因之间的相对位置？,很多,摩尔根对基因位置的测定：,摩尔根的结论：,基因在染色体上。,且其基因的相对位置：基因在染色体上呈线性排列。,果蝇某一条染色体上的几个基因,例、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,基因在染色体上,萨顿,类比推理,证据,摩尔根实验,演绎推理,实验验证,得出结论,提出问题,作出假说,孟德尔遗传规律的现代解释,应用,三、孟德尔遗传规律的现代解释,（二）两个定律的实质,三、孟德尔遗传规律的现代解释,（一）孟德尔的遗传因子与染色体上的基因的对应关系,（参见课本P30）,基因分离定律（孟德尔第一定律）,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_的过程中，_，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代,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_过程中，同源染色体上的_的同时，_上的非等位基因自由组合。,自由组合定律（孟德尔第二定律）,非同源染色体,参见课本P30,实质：,等位基因会随同源染色体的分开而分离,减数分裂产生配子,两大遗传定律在生物的性状遗传中_进行，_起作用。分离定律是自由组合定律的_。,同时,同时,基础,两者关系：,（减数第一次分裂后期）,特别提醒：自由组合定律只适用于位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。,减数分裂产生配子,等位基因彼此分离,同源染色体上的非等位基因，能自由组合吗？,“非同源染色体上的非等位基因”会随着非同源染色体的自由组合而组合,非等位基因的存在有两种情况：,一种存在于非同源染色体上，另一种存在于同源染色体上,属于基因的“连锁”，只有同源染色体之间发生交叉互换，才有可能使这两对非等位基因重新组合，(但不是自由组合),a,A,B,A,B,a,b,b,复制,A,a,B,b,A,A,a,a,B,B,b,b,b,A,a,B,一对同源染色体,A,B,A,a,b,B,a,b,染色体的交叉互换,真核生物的细胞核基因都位于染色体上，而细胞质中的基因一般位于细胞的线粒体和叶绿体的DNA上等。原核细胞中无染色体，原核细胞的基因在拟核DNA或者细胞质的DNA（如质粒）上。,知识拓展：生物的基