2.2基因在染色體上第二章

基因與染色體之間的關(guān)系01薩頓的假說(shuō)02基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)03孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋CONTENTS目錄人有46條染色體，但是旨在揭示人類(lèi)基因組遺傳信息的人類(lèi)基因組計(jì)劃卻只測(cè)定人的24條染色體的DNA序列。討論：1.對(duì)人類(lèi)基因組進(jìn)行測(cè)序，為什么首先要確定哪些染色體?因?yàn)榛蛟谌旧w上2.為什么不測(cè)定全部46條染色體?人有22對(duì)常染色體和1對(duì)性染色體，在常染色體中，每對(duì)同源染色體上分布的基因是相同的或是等位基因，只對(duì)其中一條測(cè)序就可以了；性染色體X和Y差別較大，基因也大不相同，所以都要測(cè)序。問(wèn)題探討薩頓的假說(shuō)假說(shuō)的依據(jù)假說(shuō)的內(nèi)容提出假說(shuō)運(yùn)用的方法011903年，美國(guó)遺傳學(xué)家薩頓用蝗蟲(chóng)細(xì)胞作材料，研究精子和卵細(xì)胞的形成過(guò)程。2n=24精子12條染色體卵細(xì)胞12條染色體受精作用體細(xì)胞24條染色體減數(shù)分裂蝗蟲(chóng)子代體細(xì)胞中的這24條染色體，按形態(tài)結(jié)構(gòu)來(lái)分，兩兩成對(duì)，共12對(duì)，每對(duì)染色體中一條來(lái)自父方，另一條來(lái)自母方。復(fù)習(xí)鞏固一、孟德?tīng)柖筛咔oDd配子Dd分離定律在形成配子時(shí)，決定同一性狀的等位基因彼此分離，控制不同性狀的非等位基因自由組合。自由組合定律黃色圓粒YyRrYRYryRyr減數(shù)分裂Ⅰ后期：同源染色體分離，非同源染色體自由組合二、減數(shù)分裂復(fù)習(xí)鞏固同源染色體彼此分離等位基因彼此分離非同源染色體的自由組合非等位基因自由組合這是一種巧合嗎？復(fù)習(xí)鞏固薩頓用蝗蟲(chóng)作材料，研究精子和卵細(xì)胞的形成過(guò)程，發(fā)現(xiàn)孟德?tīng)柖芍谢虻姆蛛x與減數(shù)分裂中同源染色體的分離非常相似。一、薩頓的假說(shuō)受精作用受精卵親代配子子代染色體行為基因行為DDddDdDdDd受精作用看不見(jiàn)的染色體基因在染色體上推理基因看得見(jiàn)的

平行關(guān)系高莖矮莖高莖矮莖類(lèi)比推理兩對(duì)等位基因配子配子YyRrYRYryRyr染色體行為基因行為一、薩頓的假說(shuō)基因的行為染色體的行為雜交過(guò)程中保持：

___________也有：

__________體細(xì)胞中存在形式_________存在__________存在在配子中存在形式只有成對(duì)基因中的_______只有成對(duì)染色體中的_________體細(xì)胞中的來(lái)源成對(duì)中的基因一個(gè)來(lái)自______

一個(gè)來(lái)自______

同源染色體一條來(lái)自______一條來(lái)自______形成配子時(shí)組合方式非等位基因：________非同源染色體：________成對(duì)成對(duì)一個(gè)一條父方母方父方母方自由組合自由組合完整性和獨(dú)立性相對(duì)穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)探究活動(dòng)1：閱讀課本29頁(yè)，完成表格填寫(xiě)。1.薩頓假說(shuō)內(nèi)容基因（遺傳因子）是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的。也就是說(shuō)，基因就在染色體上。2.薩頓假說(shuō)的依據(jù)

基因和染色體的行為存在明顯的平行關(guān)系。3.研究方法類(lèi)比推理由兩個(gè)或兩類(lèi)對(duì)象在某些屬性上相同的現(xiàn)象，推斷出它們?cè)诹硗獾膶傩陨弦蚕嗤囊环N推理方法。類(lèi)比推理得出的結(jié)論并不具有邏輯的必然性，其正確與否，還需要觀察和實(shí)驗(yàn)的校驗(yàn)。類(lèi)比推理法

這是科學(xué)研究中常用的方法之一，19世紀(jì)物理學(xué)家研究光的性質(zhì)時(shí)，曾經(jīng)將光與聲進(jìn)行類(lèi)比。聲有直線傳播、反射和折射等現(xiàn)象，其原因在于它有波動(dòng)性。后來(lái)發(fā)現(xiàn)光也有直線傳播、反射和折射等現(xiàn)象，因此推測(cè)光也可能有波動(dòng)性。

上面介紹的薩頓的推理，也是類(lèi)比推理。他將看不見(jiàn)的基因與看得見(jiàn)的染色體的行為進(jìn)行類(lèi)比，根據(jù)其驚人的一致性，提出基因位于染色體上的假說(shuō)。應(yīng)當(dāng)注意的是，類(lèi)比推理得出的結(jié)論并不具有邏輯的必然性，其正確與否，還需要觀察和實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。高莖高莖矮莖高莖D

dD

Dd

d

D

d

dd探究活動(dòng)2：在染色體上標(biāo)注基因符號(hào)，解釋孟德?tīng)柕碾s交實(shí)驗(yàn)（用D/d表示）×減數(shù)分裂受精減數(shù)分裂高莖減數(shù)分裂P配子F1F1配子高莖矮莖F2dDdDDDDDdd習(xí)1.下列各項(xiàng)中，不能說(shuō)明基因和染色體行為存在平行關(guān)系的是A.基因和染色體在生殖過(guò)程中的完整性和獨(dú)立性B.體細(xì)胞中基因、染色體成對(duì)存在，配子中二者都是成單存在的C.體細(xì)胞中成對(duì)的基因、同源染色體都是一個(gè)來(lái)自母方，一個(gè)來(lái)自父方D.等位基因分離，非同源染色體自由組合D練習(xí)加拿大外交官朗寧曾在競(jìng)選省議員時(shí)，由于他幼兒時(shí)期吃過(guò)中國(guó)奶媽的奶水一事，受到政敵的攻擊，說(shuō)他身上一定有中國(guó)血統(tǒng)。朗寧反駁說(shuō)：“你們是喝牛奶長(zhǎng)大的，你們身上一定有牛的血統(tǒng)了?！被蛘娴奈挥谌旧w上嗎？注意:類(lèi)比推理得出的結(jié)論并不具有邏輯的必然性，其正確與否，還需要觀察和實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)?；蛭挥谌旧w的實(shí)驗(yàn)證據(jù)

我不相信孟德?tīng)?，更難以相信薩頓毫無(wú)事實(shí)根據(jù)的臆測(cè)！我更相信的是實(shí)驗(yàn)證據(jù)我要通過(guò)確鑿的實(shí)驗(yàn)找到遺傳和染色體的關(guān)系！基因真的位于染色體上嗎？正因?yàn)轭?lèi)比推理的非必然性，薩頓的假說(shuō)遭到同時(shí)代的遺傳學(xué)家摩爾根的強(qiáng)烈質(zhì)疑。

類(lèi)比推理得出的結(jié)論并不具有邏輯的必然性，其正確與否，還需要觀察和實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。托馬斯·亨特·摩爾根(ThomasHuntMorgan)02實(shí)驗(yàn)材料—果蠅摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)—“假說(shuō)-演繹法”基因與染色體的關(guān)系基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)摩爾根（T.H.Morgan，1866-1945）二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)假說(shuō)----演繹法觀察現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)問(wèn)題實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證演繹推理分析問(wèn)題作出假說(shuō)分析結(jié)果得出結(jié)論果蠅的優(yōu)點(diǎn)遺傳學(xué)研究常用的實(shí)驗(yàn)材料：果蠅（果蠅是昆蟲(chóng)綱雙翅目的一種小型蠅類(lèi)，體長(zhǎng)3~4mm，在制醋和腐爛水果的地方可以看到）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。①個(gè)體小，易飼養(yǎng)。②繁殖快，后代數(shù)量多。在25℃左右溫度下十幾天就繁殖一代，一只雌果蠅一代能繁殖數(shù)百只。果蠅的優(yōu)點(diǎn)③果蠅染色體數(shù)量少，而且形狀有明顯差別?！猗颌螈簟幄颌螈?對(duì)性染色體同型異型3對(duì)常染色體果蠅的優(yōu)點(diǎn)④果蠅有眾多容易區(qū)分的相對(duì)性狀。紅眼白眼性染色體XYⅠⅡⅢ(1)非同源區(qū)段①基因只存在于X染色體（Ⅰ區(qū)段）上②基因只存在Y（Ⅲ區(qū)段）上——伴Y遺傳（限雄遺傳）——伴X遺傳（伴X顯、伴X隱）Ｘ、Ｙ同源區(qū)段的基因是成對(duì)存在的。(2)在同源區(qū)段Ⅱ基因的表示方法X

X--雌性：X

Y-雄性：如果基因在常染色體上:如果基因在性染色體上:DD、Dd、dd先寫(xiě)性染色體后寫(xiě)基因XY-雄性：X

X--雌性：X

Y-雄性：-二.果蠅雜交實(shí)驗(yàn)紅眼是顯性性狀3：1的性狀分離比符合分離定律F2中白眼只在雄性出現(xiàn)1.提出問(wèn)題為什么F2中白眼只在雄性出現(xiàn)？①位于常染色體Ⅱ、Ⅲ或Ⅳ上。②只位于X染色體上。③只位于Y染色體上。④位于X、Y染色體的同源區(qū)段上。???2.提出假說(shuō)控制白眼的基因在X染色體上，Y染色體上沒(méi)有它的等位基因雌果蠅基因型紅眼（ＸＷＸＷ）紅眼（ＸＷＸw）白眼（ＸWＸW）雄果蠅基因型紅眼（ＸＷＹ）白眼（ＸwＹ）寫(xiě)出純合親本紅眼（雌）和白眼（雄）雜交產(chǎn)生F1的遺傳圖解P2.對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋XWXWXwYXWYXw配子X(jué)WYXWXwF2XwXWYXWXWXW（雌）XWXw（雌）XWY（雄）XwY（雄）紅眼（雌、雄）白眼（雄）

3/41/4F1××摩爾根等人的設(shè)想可以合理地解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。但是判斷一種設(shè)想或假說(shuō)是否正確，僅能解釋已有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是不夠的，還應(yīng)運(yùn)用假說(shuō)-演繹法，預(yù)測(cè)另外設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)。1.你能運(yùn)用上述果蠅雜交實(shí)驗(yàn)的知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，來(lái)驗(yàn)證他們的解釋嗎？2.如果控制白眼的基因在Y染色體上，還能解釋摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)嗎？測(cè)交：F1×隱性個(gè)體F1：紅眼♀（XWXw）、紅眼♂（XWY）隱性個(gè)體：XwY×測(cè)1：XWXwXwY后代XWXwXwXwXWYXwY紅眼♀紅眼♂白眼♀白眼♂1

：1：

1：

1×測(cè)2：XwXwXWY后代XWXwXwY紅眼♀白眼♂1

：

1摩爾根實(shí)際的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：126132120115與理論推測(cè)一致，完全符合假說(shuō)但是該結(jié)果與基因位于常染色體上時(shí)結(jié)果相同，因此，該結(jié)果無(wú)法驗(yàn)證假說(shuō)，但通過(guò)本實(shí)驗(yàn)得到了白眼雌果蠅。摩爾根實(shí)際的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：307290與理論推測(cè)一致，完全符合假說(shuō)3.演繹推理測(cè)1、測(cè)2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論推測(cè)一致。4.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證摩爾根的假說(shuō)是正確的！5.得出結(jié)論控制白眼的基因在X染色體上，Y染色體上沒(méi)有它的等位基因?；蛟谌旧w上。演繹推理測(cè)交得出結(jié)論基因在染色體上白眼性狀的表現(xiàn)總是與性別相聯(lián)系觀察現(xiàn)象提出問(wèn)題假說(shuō)演繹法回顧摩爾根的實(shí)驗(yàn)：分析問(wèn)題作出假說(shuō)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

從此，摩爾根成了孟德?tīng)柪碚摰膱?jiān)定支持者。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證測(cè)交結(jié)果三.基因與染色體的關(guān)系材料1：果蠅的體細(xì)胞只有4對(duì)染色體，攜帶的基因大約有1.5萬(wàn)個(gè)。材料2：人的體細(xì)胞中有23對(duì)染色體，攜帶的基因大約有3.5萬(wàn)個(gè)。基因在染色體上呈線性排列一條染色體上有許多個(gè)基因基因與染色體在數(shù)量上存在什么關(guān)系？果蠅X染色體上的部分基因長(zhǎng)芒長(zhǎng)翅灰身紅眼短芒短翅黑身紫眼直翅卷翅野生型突變型轉(zhuǎn)換成直線位置實(shí)際染色體位置鞏固練習(xí)1.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(guò)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B2.下列各項(xiàng)中，肯定含有Y染色體的是（）A.受精卵和初級(jí)精母細(xì)胞B.受精卵和次級(jí)精母細(xì)胞C.精子和男性口腔上皮細(xì)胞D.初級(jí)精母細(xì)胞和男性小腸上皮細(xì)胞D鞏固練習(xí)03孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋基因分離定律的實(shí)質(zhì)基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋孟德?tīng)柛鶕?jù)豌豆遺傳現(xiàn)象，提出了遺傳因子假說(shuō)1866年弗萊明發(fā)現(xiàn)細(xì)胞染色體及細(xì)胞核分裂行為1882年薩頓發(fā)現(xiàn)染色體行為，提出薩頓假說(shuō)，即遺傳因子就在染色體上1902年摩爾根利用果蠅的伴性遺傳現(xiàn)象，證明了基因在染色體上的假說(shuō)1910年左右個(gè)體性狀遺傳研究第一次提出由遺傳因子這個(gè)物質(zhì)細(xì)胞遺傳研究性狀遺傳+細(xì)胞遺傳發(fā)現(xiàn)了染色體行為與孟德?tīng)柖审@人的相似性證明了基因的存在和位置Dd12Dd12DdD1Dd2ddDDd基因的分離定律的實(shí)質(zhì)是：在雜合體的細(xì)胞中，位于一對(duì)同源染色體上的等位基因，具有一定的獨(dú)立性；在減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中，等位基因會(huì)隨同源染色體的分開(kāi)而分離，分別進(jìn)入兩個(gè)配子中，獨(dú)立的隨配子遺傳給后代。Aa精原細(xì)胞初級(jí)精母細(xì)胞AaAa次級(jí)精母細(xì)胞AAaaAaAa精細(xì)胞（1）等位基因的概念：位于同源染色體上同一位置，控制相對(duì)性狀的基因。如A和a注意：A和A、a和a叫做相同基因（2）等位基因分離的原因：隨同源染色體的分離而分離（3）等位基因分離的時(shí)間：減數(shù)分裂Ⅰ后期基因的自由組合定律的實(shí)質(zhì)非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的；在減數(shù)分裂過(guò)程中，同源染色體上的等位基因分離的同時(shí)，非同源染色體上的非等位基因自由組合。AaBbABABABabababABABababaABbABABababAAbbaaBB或自由組合的原因：隨非同源染色體的自由組合而自由組合。自由組合的時(shí)間：減數(shù)分裂Ⅰ后期孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋減數(shù)分裂Ⅰ后期①

時(shí)間：同源染色體的分離非同源染色體自由組合②

細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)：等位基因的分離非等位基因的自由組合③

實(shí)質(zhì)：總結(jié)歸納基因在染色體上薩頓假說(shuō)摩爾根實(shí)驗(yàn)孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋基因和染色體的行為存在著明顯的平行關(guān)系基因位于染色體上減數(shù)分裂過(guò)程中，等位基因隨同源染色體的分開(kāi)而分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合依據(jù)結(jié)論實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)假設(shè)果蠅眼色遺傳與性別相聯(lián)系控制白眼的基因位于X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因測(cè)交實(shí)驗(yàn)課堂小結(jié)習(xí)題鞏固1.已知果蠅的體細(xì)胞內(nèi)有4對(duì)同源染色體，根據(jù)薩頓的假說(shuō)，關(guān)于該動(dòng)物減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子的說(shuō)法正確的是（）A.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C.果蠅的4對(duì)同源染色體上含有的基因可以同時(shí)來(lái)自父方，

也可同時(shí)來(lái)自母方D.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)D習(xí)題鞏固2.果蠅體細(xì)胞中染色體組成可表示為（）

A.3+X或