20110316-2-2-2-基因在染色體上.ppt

1、第二節(jié) 基因在染色體上,基因在哪里？悠悠百年，尋尋覓覓。懷疑、爭論、推理最終是觀察和實驗，探明它神秘的蹤跡！,美國遺傳學(xué)家,(1877-1916)用蝗蟲細(xì)胞作材料, 研究精子和卵細(xì)胞的形成過程.,人物介紹,薩頓(W.Sutton),一.薩頓的假說,時間：1903年 人物：薩頓,薩頓的發(fā)現(xiàn),一種蝗蟲的體細(xì)胞中有24條染色體，生殖細(xì)胞中只有12條染色體。 精子和卵細(xì)胞結(jié)合形成的受精卵，又具有24條染色體。 蝗蟲子代體細(xì)胞中的染色體數(shù)目與雙親的體細(xì)胞染色體數(shù)目一樣。 子代體細(xì)胞中的這24條 染色體，按形態(tài)結(jié)構(gòu)來分， 兩兩成對，共12對，每對染 色體中一條來自父方，一條 來自母方。,受精作用,染色體行

2、為,基因行為,DD,dd,D,d,Dd,Dd,受精作用,對比：,聯(lián)想：,分離定律中成對的基因的行為與同源染色體在減數(shù)分裂過程中的行為很相似。,成對,成對,父方,母方,父方,母方,一半,一半,自由組合,自由組合,基因在染色體上 是因為基因行為和染色體行為有明顯的平行關(guān)系。,假說：,薩頓的假說,運用了類比推理 的方法,薩頓經(jīng)類比推理得出的結(jié)論基因在染色體上究竟是否正確？,由于缺少實驗證據(jù)美國科學(xué)家摩爾根等對此持懷疑態(tài)度,推論：基因在染色體上,推理,類比推理法,將看不見的基因與看得見的染色體的行為進(jìn)行類比，得到基因在染色體上的假說。,加拿大外交官朗寧曾在競選省議員時，由于他幼兒時期吃過中國奶媽的奶水

3、一事，受到政敵的攻擊，說他身上一定有中國血統(tǒng)。朗寧反駁說：“你們是喝牛奶長大的，你們身上一定有牛的血統(tǒng)了?！?利用類比推理法，推斷基因與DNA長鏈有何關(guān)系？,二、基因位于染色體上的實驗證據(jù),基因位于染色體上的實驗證據(jù),美國生物學(xué)家 摩爾根（18661945）,1926年發(fā)表基因論創(chuàng)立了現(xiàn)代遺傳學(xué)的基因?qū)W說,時間：1910年 人物：摩爾根,果蠅作為實驗材料的優(yōu)點?,果蠅是小型蠅類動物，體長只有幾個毫米。由于它喜歡在腐爛水果上飛舞，所以人稱果蠅。,首先是飼養(yǎng)容易. 用一只牛奶瓶，放一些搗爛的香蕉，就可以飼養(yǎng)數(shù)百甚至上千只果蠅。,為什么選擇果蠅作為實驗材料？,繁殖快. 在25左右溫度下十幾天就繁殖一

4、代，一只雌果蠅一代能繁殖數(shù)百只。孟德爾以豌豆為實驗材料，一年才種植一代。,為什么選擇果蠅作為實驗材料？,果蠅只有四對染色體，數(shù)量少而且形狀有明顯差別.,果蠅性狀變異很多，比如眼睛的顏色.,為什么選擇果蠅作為實驗材料？,果蠅的特點： 易飼養(yǎng)、繁殖快、后代多、相對性狀明顯,長翅,殘翅,果蠅有眾多容易 區(qū)分的相對性狀,討論與猜想:,如果按照薩頓的理論:基因在染色體上,那么,控制白眼的基因是在常染色體上還是在性染色體上呢?,如果在性染色體上,那又有哪些可能呢？,提出假設(shè),假設(shè)二：控制白眼的基因在X、Y染色體上,假設(shè)一：控制白眼的基因是在Y染色體上，而X染色體上沒有它的等位基因,假設(shè)三：控制白眼的基因在

5、X染色體上，而Y上不含有它的等位基因。,摩爾根的果蠅雜交實驗,1、實驗的現(xiàn)象,思考,為什么用果蠅做實驗材料？ 根據(jù)哪一個雜交組合判斷出果蠅的顯性性狀？為什么？ 果蠅的白眼性狀遺傳有什么特點？是否與性別有關(guān)？,與決定性別無關(guān)的染色體。 果蠅有3對常染色體,決定性別的染色體，雌果蠅為 同型的性染色體XX，雄果蠅為 異型的性染色體XY。,性染色體：,常染色體：,2、理論解釋,雌雄果蠅體細(xì)胞的染色體圖解,雌雄果蠅體細(xì)胞染色體圖解,果蠅有4對染色體，其中3對是常染色體，1對是性染色體。其中用XX表示，用XY表示。,性染色體,常染色體,1對,3對,果蠅染色體組成模式圖,生物的性別決定方式,女性體內(nèi)的23對

6、染色體,性染色體,男性體內(nèi)的23對染色體,性染色體,子 代,22對+XY,22對+XX,親 代,人的性別決定過程：,1 ： 1,雌雄果蠅體細(xì)胞的染色體圖解,性染色體,性染色體,1 ： 1,X,Y,配 子,X,XX,子 代,XY,受精卵,親 代,果蠅的性別決定過程：,比 例,1 ： 1,XX,XY,（09廣東高考）37.（定時檢測P294-15） 雄鳥的性染色體組成是ZZ，雌鳥的性染色體組成是ZW。某種鳥羽毛的顏色由常染色體基因（A、a）和伴染色體基因（ZB、Zb）共同決定，其基因型與表現(xiàn)型的對應(yīng)關(guān)系見下表。請回答下列問題。,（1）黑鳥的基因型有 種，灰鳥的基因型有 種。 （2）基因型純合的灰雄

7、鳥與雜合的黑雌鳥交配，子代中雄鳥的羽色是 ，此鳥的羽色是 。,6,4,黑色,灰色,（3）兩只黑鳥交配，子代羽毛只有黑色和白色，則母體的基因型為 ，父本的基因型為 。 (4)一只黑雄鳥與一只灰雌鳥交配，子代羽毛有黑色、灰色和白色，則母本的基因型為 ，父本的基因型為 ，黑色、灰色和白色子代的理論分離比為 。,AaZBW,AaZBZB,AaZbW,AaZBZb,3：3：2,P,F1,F2,紅眼（雌、雄）,白眼（雄）,紅眼(雌.雄),思考,如果控制果蠅眼色的基因用字母W表示，且它位于X染色體上，你能用基因W和X染色體寫出摩爾根的2組果蠅雜交實驗的遺傳圖解嗎？ 如果你是摩爾根，你將如何解釋果蠅白眼性狀的

8、遺傳？ 需要設(shè)計一個測交實驗來驗證你的解釋嗎？為什么？如何設(shè)計？,雌果蠅中：,紅眼,白眼,雄果蠅中：,紅眼,白眼,如果控制白眼的基因（W）在X染色體上，而Y染色體不含有它的等位基因。 寫出下列基因型：,摩爾根的設(shè)想：,雌果蠅種類：,紅眼（）,紅眼（w）,白眼（WW）,雄果蠅種類：,紅眼（）,白眼（w）,(二) 經(jīng)過推理、想象提出假說:,控制白眼的基因在X染色體上,XWXW紅眼（雌）,XwY白眼（雄）,XW,Y,Xw,XWY紅眼（雄）,XWXw紅眼（雌）,P,F2,F1,配子,Xw,XW,Y,XW,XWXW紅眼（雌）,XWXw紅眼（雌）,XWY紅眼（雄）,XwY白眼（雄）,摩爾根設(shè)想，控制白眼的

9、基因（w）在X染色體上，Y染色體不含其等位基因。,XWXw紅眼（雌）,XWY紅眼（雄）,紅眼（ ）,XWY,XW,Y,XW,F1：,P：,配子：,XWXw 紅眼,XwY 白眼,白眼,XWXW,摩爾根對設(shè)想的解釋：,紅眼（ ）,XWY,XW,Y,XW,Xw,F2：,F1：,配子：,XWXW 紅眼,XWXw 紅眼,XWY 紅眼,XwY 白眼,紅眼,XWXW,測交法,實驗驗證 ：,XwY白眼（雄）,XWXw紅眼（雌）,測交親本,XW,Xw,Xw,Y,測交,XW,Xw,Y,Xw,配子,XWXw,XW Y,XwXw,XwY,測交后代,紅眼 ： 白眼 1 : 1,XXw XwY 紅眼 白眼,126,132

10、,120,115,統(tǒng)計的結(jié)果與理論上的推測完全符合假說，則假說就是正確的！,摩爾根對該解釋的驗證：,XWXW 紅眼,XWXw 紅眼,XWY 紅眼,XwY 白眼,測 交,F1,F2,摩爾根通過實驗將一個特定的基因（控制白眼的基因w）和一條特定的染色體（X）聯(lián)系起來，從而證明了基因在染色體上。,實驗結(jié)論：,驗證假說：,測交,得出結(jié)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：,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：,三、新的疑問？,人只有23對染色體，卻有數(shù)以萬計的基因，基因與

11、染色體可能有這種對應(yīng)關(guān)系嗎？,一條染色體上有很多個基因,基因在染色體 上呈線性排列,摩爾根對基因位置的測定,摩爾根和他的學(xué)生們經(jīng)過十多年的努力，發(fā)明了測定基因位于染色體上的相對位置的方法，并繪出了第一個果蠅各種基因在染色體上相對位置的圖。,基因在染色體上呈線性排列,一條染色體上含有多個基因?；蛟谌旧w上呈線性排列。,現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)將基因定位在染色體上,四、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋,一對遺傳因子 位于一對同源染色體上的等位基因 不同對的遺傳因子 位于非同源染色體上的非等位基因,四、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋 基因分離定律的實質(zhì)是：在雜合體的細(xì)胞中，位于一對同源染色體的等位基因，具有一定的獨立

12、性；在減數(shù)分裂形成配子的過程中，等位基因會隨同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入兩個配子中，獨立的隨配子遺傳給后代。,在形成配子時，成對的基因彼此分離,在減數(shù)第一次分裂后期，同源染色體彼此分離,減數(shù)分裂,分離定律,基因在染色體上,孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋,A,a,等位基因隨同源染色體的分開而分離,分離定律,非同源染色體上的非等位基因自由組合,自由組合定律,基因的自由組合定律的實質(zhì)：,P,F1,配子,位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是不互干擾的；在減數(shù)分裂形成配子的過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時非同源染色體上的非等位基因自由組合。,基因的自由組合定律的實質(zhì)是：位于非同源染色體

13、上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的；在減數(shù)分離過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。,A,a,b,B,非同源染色體上的非等位基因自由組合。,D,d,e,E,同源染色體上的非等位基因，能自由組合嗎？,人類探明基因神秘蹤跡的歷程,1903年薩頓研究蝗蟲的精子和卵細(xì)胞形成過程,1910年摩爾根進(jìn)行果蠅雜交實驗,提出假說：基因在染色體上,找到基因在染色體上的實驗證據(jù),1866年孟德爾的豌豆雜交實驗,發(fā)現(xiàn)了遺傳因子 （基因）,基因究竟是什么物質(zhì)呢？,假說演繹,類比推理,假說演繹,課堂小結(jié), XX, XY,染色體,與決定性別無關(guān)的染色體。 果蠅有3對常染色體

14、 （人類有22對常染色體）,決定性別的染色體，雌果蠅有1對 性染色體，為同型的性染色體XX， 雄果蠅為異型的性染色體XY。 （人類也有1對性染色體，其中女性 為同型的性染色體XX，男性為異型 的性染色體XY）,性染色體：,常染色體：,正常男性的染色體分組圖,正常女性的染色體分組圖,請思考：,請找出提出基因的時間，以及減數(shù)分裂發(fā)現(xiàn)的時間？ 你認(rèn)為基因與染色體有何關(guān)系？ 人只有23對染色體，卻有幾萬個基因，基因和染色體之間可能有對應(yīng)關(guān)系嗎？,鞏固練習(xí),1、下列關(guān)于基因和染色體關(guān)系的敘述，正確的是（ ） A.染色體是基因的唯一載體 B.基因在染色體上呈線性排列 C.一條染色體上有一個基因 D.染色體

15、就是由基因組成的,B.,鞏固練習(xí),2、決定人體遺傳性狀的基因，主要位于細(xì)胞的哪一種構(gòu)造上（ ） A. 細(xì)胞壁 B. 細(xì)胞膜 C. 葉綠體 D. 染色體 3、第一個發(fā)明測定基因在染色體上相對位置方法的科學(xué)家是（ ） A.孟德爾 B. 摩爾根 C.薩頓 D.克里克,鞏固練習(xí),4、基因型為AaBb的動物，在其精子的形成過程中，基因AA分開發(fā)生在（ ） 精原細(xì)胞形成次級精母細(xì)胞的過程中 初級精母細(xì)胞形成次級精母細(xì)胞的過程中 次級精母細(xì)胞形成精細(xì)胞的過程中 精細(xì)胞形成精子的過程中,C,5、下列各項中，能證明基因與染色體具有平行關(guān)系的實驗是（ ） A、摩爾根的果蠅雜交實驗 B、孟德爾的豌豆雜交實驗 6、在XY型性別決定中，對性別起決定作用的細(xì)胞是（ ） A、精