基因在染色體上2013年公開課

基因在染色體上2013年公開課第1頁/共38頁基因在染色體上第2頁/共38頁問題探討孟德爾分離定律：在生物的體細胞中，控制同一性狀的遺傳因子成對存在，不相融合；在形成配子時，成對的遺傳因子發(fā)生分離，分離后的遺傳因子分別進入不同的配子中，隨配子遺傳給后代。

基因

基因

基因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)想到什么？第3頁/共38頁任務1：分析孟德爾的分離定律中(等位基因）（遺傳因子）的分離過程（P7頁）自主學習、合作討論：完成任務基因染色體請思考：任務2：分析減數(shù)分裂過程中(同源)染色體的分離過程（以精子的形成例,P17～P18頁）第4頁/共38頁雜合子在形成配子時，等位基因發(fā)生分離減數(shù)第一次分裂時，同源染色體發(fā)生分離平行關系孟德爾分離定律的核心DdDd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系。第5頁/共38頁科學研究方法之一看不見染色體假說：基因在染色體上推理基因看得見類比平行關系類比推理DdDd——第6頁/共38頁一、薩頓的假說1.內(nèi)容:基因在染色體上

（基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的）2.原因:

基因和染色體行為存在著明顯的平行關系----類比推理那么基因和染色體行為主要有哪些平行關系呢？？第7頁/共38頁基因的行為染色體的行為在配子形成和受精時

體細胞中的存在形式配子中的存在形式在體細胞中的來源形成配子時的組合方式一個來自父方一個來自母方一條來自父方一條來自母方雜交過程保持:

完整性和獨立性保持相對穩(wěn)定的形態(tài)結構

類比:基因和染色體之間具有平行關系

等位基因分離同源染色體分開非等位基因自由組合非同源染色體自由組合

只有成對基因中一個只有成對染色體中一條成對成對基因與染色體的關系第8頁/共38頁矮莖高莖×減數(shù)分裂受精減數(shù)分裂高莖減數(shù)分裂高莖高莖高莖矮莖P配子F1F1配子ddDDdDDddDDdDdDdddDDF2高莖用D表示，矮莖d表示思考與討論：請用薩頓的假說解釋孟德爾的一對相對性狀的豌豆雜交實驗第9頁/共38頁薩頓經(jīng)類比推理得出的結論——基因在染色體上究竟是否正確？薩頓的假說由于缺少實驗證據(jù)遭到同時代的遺傳學家摩爾根的強烈質疑。因此，摩爾根開始了尋找證據(jù)之路。注意:

類比推理得出的結論并不具有邏輯的必然性。其正確與否,還需要觀察和實驗的檢驗.第10頁/共38頁二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)實驗材料：紅眼果蠅和白眼果蠅摩爾根成功選擇的試驗材料是什么？科學家:摩爾根果蠅的優(yōu)點：1.相對性狀多而明顯2.易飼養(yǎng)3.繁殖快，后代數(shù)量多4.染色體少易觀察第11頁/共38頁P：F1：F2：紅（雌、雄）白(雄)3/41/4紅眼（雌、雄）×（一）摩爾根的果蠅雜交實驗F1雌雄交配雜交實驗白眼果蠅都是雄的？是否符合孟德爾遺傳定律？如何解釋？特殊在什么地方？當時，性染色體已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，據(jù)此你能作出怎樣的解釋？符合白眼性狀的表現(xiàn)總是與性別相聯(lián)系控制白眼性狀的基因可能在性染色體上F2中紅眼：白眼比是3︰1第12頁/共38頁果蠅體細胞染色體圖解雌雄果蠅體細胞中染色體組成有何異同？3對常染色體+3對常染色體+XXXY染色體的類型常染色體：與性別決定無關的染色體性染色體：與性別決定有關的染色體，如X、Y染色體第13頁/共38頁假設三：控制白眼的基因在X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因。假設二：控制白眼的基因在Y染色體上，而X染色體上不含有它的等位基因。白眼的遺傳和性別相聯(lián)系，但果蠅成對的兩個性染色體大小、形態(tài)相差懸殊。這個白眼基因會在哪個位置呢？假設一：控制白眼的基因在X、Y染色體上。分析各種情況，并畫出遺傳圖解（二)、對實驗現(xiàn)象的解釋×白眼（雄）紅眼（雌）P……第14頁/共38頁基因的表示方法：如果基因在常染色體上：DD、dd

如果基因在性染色體上：先寫性染色體后寫基因雌果蠅基因型：

(XWXW)或(XWXw)雄果蠅基因型：

經(jīng)過推理、想象提出假說:——控制白眼的基因在X染色體上,而Y染色體不含有它的等位基因

(XwXw)

(XWY)

(XwY)紅眼白眼白眼紅眼XXX

Y---雌性：雄性：若用w表示控制眼睛顏色的基因，紅眼W,白眼w.第15頁/共38頁PF1F2×對實驗現(xiàn)象的解釋XWXWXwYXWYXw配子XWYXWXw×XwXWYXWXWXW（雌）XWXw（雌）XWY（雄）XwY（雄）3/4紅眼（雌、雄）1/4白眼（雄）3/4紅眼（雌、雄）1/4白眼（雄）第16頁/共38頁（四）、驗證假說:測交實驗×F1XWXwXwYYXw配子XWXwXWXwXwXwXWYXwY測交后代雌紅眼雌白眼雄白眼雄紅眼

測交后代：紅眼:白眼=1:1F1雌個體與雄白眼交配比例：1:1:1:1請寫出該測交的遺傳圖解練習：第17頁/共38頁紅眼紅眼白眼白眼雌雌雄雄126132120115——證明了基因在染色體上與理論推測一致，完全符合假說，假說完全正確！摩爾根等人親自做了該實驗，實驗結果如下：×F1測交后代測交結果：紅眼：白眼=1:1第18頁/共38頁驗證假說：測交得出結論：基因在染色體上若控制白眼基因（w）在X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因白眼性狀的表現(xiàn)總是與性別相聯(lián)系？提出問題：作出假說：假說演繹法從此，摩爾根成了

理論的堅定支持者孟德爾回顧摩爾根的實驗：第19頁/共38頁果蠅有4對染色體，攜帶的基因大約有1.5萬個。人有23對染色體，攜帶的基因大約有3.5萬個。資料分析：基因與染色體在數(shù)量上還存在什么關系？？基因在染色體上呈線性排列一條染色體上有許多個基因結論：第20頁/共38頁摩爾根的成功：通過實驗將一個特定的基因和一條特定的染色體——X染色體聯(lián)系起來，從而找到了基因在染色體上的實驗證據(jù)。第21頁/共38頁地點：澳大利亞昆士蘭醫(yī)學研究院時間：2005年7月研究成果：“聰明”基因在人的第2和第6號染色體上摘自：《美國人類基因學》現(xiàn)代遺傳學研究成果摘錄：第22頁/共38頁摘自：《皮膚科學研究雜志》時間：2004年04月07日研究成果：中國科學家找到“雀斑”致病基因在人的第4號染色體上地點：安徽醫(yī)科大學皮膚病研究所第23頁/共38頁基因在染色體上小結一、薩頓的假說基因和染色體存在著明顯的平行關系內(nèi)容：基因在染色體上

原因：二、基因位于染色體上的證據(jù)證據(jù)：果蠅的雜交實驗結論：基因在染色體上（類比推理）（假說演繹法）第24頁/共38頁1、回顧科學史：在基因研究中，有許多科學家取得成就。下列成就分別是由哪些科學家來完成的？①提出“性狀是由遺傳因子決定的”觀點。②把“遺傳因子”改為“基因”，并提出“等位基因”概念。③提出“基因在染色體上”的假說。④用實驗證明了“基因在染色體上”。補充練習：孟德爾約翰遜摩爾根薩頓第25頁/共38頁2、已知果蠅的體細胞內(nèi)有4對同源染色體，根據(jù)薩頓的假說，關于該動物減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子的說法正確的是（）A、果蠅的精子中含有成對的基因B、果蠅的體細胞中含有一個基因C、果蠅的4對同源染色體上含有的基因可以同時來自父方，也可同時來自母方D、在體細胞中，基因成對存在的，在配子中只有成對基因中的一個D第26頁/共38頁男性染色體圖女性染色體圖(1)男女體細胞中染色體在組成上有什么不同？(2)男女的性別是由什么決定的？(3)男女體細胞中染色體的組成如何表示？思考:XY兩種性染色體男性：22對常+XY女性：22對常+XX知識擴展：第27頁/共38頁AaaA

一對同源染色體上的等位基因隨同源染色體的分開而分離1、分離定律三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋第28頁/共38頁AaBbAbaBBAab

不同對的遺傳因子位于非同源染色體上，非同源染色體上的非等位基因自由組合（分離與組合的同時性和獨立性）2、自由組合定律第29頁/共38頁小結薩頓的假說基因和染色體存在著明顯的平行關系內(nèi)容：基因在染色體上依據(jù)：基因在染色體上的證據(jù)(現(xiàn)象→假說→推理→驗證→結論)果蠅的雜交實驗結論：基因在染色體上孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋基因的分離定律的實質基因的自由組合定律的實質基因在染色體上第30頁/共38頁1、下列關于基因和染色體關系的敘述，錯誤的是（）A、染色體是基因的主要載體B、基因在染色體上呈線性排列C、一條染色體上有多個基因D、染色體就是由基因組成的D

練習第31頁/共38頁2、果繩的紅眼為伴性顯性遺傳，其隱性性狀為白眼，在下列雜交組合中，通過眼色即可直接判斷子代果蠅性別的一組是（）A、雜合紅眼雌果蠅×紅眼雄果蠅B、白眼雌果蠅×紅眼雄果蠅C、雜合紅眼雌果蠅×白眼雄果蠅D、白眼雌果蠅×白眼雄果蠅B

練習第32頁/共38頁1、利用類比推理法，推斷基因與DNA長鏈有何關系？（完成P30技能訓練）作業(yè)2、完成《課堂新坐標》的相關練習第33頁/共38頁謝謝！第34頁/共38頁

44常+XY44常+XX22常+X22常+Y22常+X44常+XX44常+XY1：1F1XY型性別決定討論：為什么人類的性別比總是接近于1：1？P配子第35頁/共38頁

性別決定雄性♂

雌性♀zzzw①XY型

雄性：常染色體+XY（異型）雌性：常染色體+XX（同型）b、生物類型：人、哺乳動物、果蠅；一些雌雄異株的植物②ZW型雌性：常染色體+ZW(異型）雄性：常染色體+ZZ(同