资源简介

(共37张PPT)
GENE
基因在染色体上
Genes are on chromosomes
CONTENTS
01
George Sarton
萨顿的假说
02
Thomas Hunt Morgan
基因位于染色体上的实验证据
03
Gregor Johann Mendel
孟德尔遗传规律的现代解释
04
Problem consolidation
习题巩固
01
萨顿的假说
Sutton's hypothesis
思考
问题探讨
人有46条染色体，但是旨在揭示人类基因组遗传信息的人类基因组计划却只测定人的24条染色体的DNA序列。
1.对人类基因组进行测序，
为什么首先要确定哪些染色体
2.为什么不测定全部46条染色体
讨论
人有22对常染色体和1对性染色体，在常染色体中，每对同源染色体上分布的基因是相同的或是等位基因，只对其中一条测序就可以了；性染色体X和Y差别较大，基因也大不相同，所以都要测序。
因为基因位于染色体上，要测定某个基因的序列，首先要知道该基因位于哪条染色体上。
孟德尔分离定律：
在生物的体细胞中，控制同一性状的 遗传因子 成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的 遗传因子 发生分离，分离后的 遗传因子 分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。
基 因
基 因
基 因
同源染色体
同源染色体
同源染色体
将基因换成同源染色体，是否可行？
萨顿的假说
　　1903年，美国遗传学家萨顿用蝗虫细胞作材料，研究精子和卵细胞的形成过程。
　　 发现孟德尔假设的一对遗传因子（即等位基因），其分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。
体细胞
24条
染色体
精子
12条
染色体
卵细胞
12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。
萨顿的假说
受精作用
受精卵
亲代
配子
子代
染色体行为
基因行为
DD
dd
D
d
Dd
Dd
受精作用
看不见的
染色体
基因在染色体上
推理
基因
看得见的
平行关系
高茎
矮茎
高茎
矮茎
这种方法称为：
类比推理法
YyRr
YR
Yr
yR
yr
2
1
1’
2’
1’
2’
1
2
1
2’
1’
2
豌豆杂交实验中基因的行为
减数分裂中染色体的行为
比较一下
萨顿的假说
比较项目 遗传因子（基因）的行为 染色体的行为
传递中 的性质 杂交过程中保持： ____________________________ 配子形成和受精作用：
_____________________________
体细胞中 存在形式 _________存在
_________存在
在配子中 存在形式 只有成对遗传因子中的________ 只有成对染色体中的________
体细胞 中的来源 成对的遗传因子 一个来自______一个来自______　 同源染色体
一条来自______一条来自______
形成配子 组合方式 控制不同性状的遗传因子：______________ 非同源染色体：
______________
自由组合
完整性和独立性
也具有相对稳定的形态结构
成对
成对
一个
一条
父方
母方
父方
母方
自由组合
萨顿的假说
1.萨顿假说内容
基因（遗传因子）是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，也就是说基因就在染色体上。
2.萨顿假说的依据
基因和染色体的行为存在明显的平行关系。
3.研究方法
看不见的基因和看得见的染色体类比
类比推理法
类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要观察和实验的检验。
类比推理
类比推理是根据两个或两类对象有部分属性相同，从而推出它们的其他属性也相同的推理。
类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要观察和实验的检验。
声 光
直线 传播 直线
传播
反射 反射
折射 折射
波动性
甲 乙
发烧 发烧
咳嗽 咳嗽
头痛 头痛
确诊H1N1 患者
类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要观察和实验的检验。
波动性

×
减数
分裂
受 精
减数
分裂
高 茎
减数
分裂
高 茎
高 茎
高 茎
矮 茎
P
配子
F1
F1配子
d d
D D
d
D
D d
d
D
D
d
D d
D d
d d
D D
高茎
矮茎
F2
萨顿经类比推理得出的结论——基因在染色体上究竟是否正确？
由于缺少实验证据美国科学家摩尔根等对此持怀疑态度
摩尔根的这种大胆质疑，科学务实的研究精神是值得我们努力学习的。
我不相信孟德尔，更难以相信萨顿那家伙毫无事实根据的臆测！
摩尔根
我更相信的是实验证据，我要通过确凿的实验找到遗传和染色体的关系,基因是怎么回事.
“材料选对了就等于实验成功了一半”
果蝇 昆虫纲双翅目，体长3—4mm。在制醋和腐烂水果的地方常常可以看到。①个体小、易饲养；②繁殖周期短，后代数量多。常用作遗传学研究的实验材料。
证据寻找之路… …
二、基因位于染色体上的实验证据
长翅
残翅
③.果蝇也有众多易 于区分的相对性状
红眼
白眼
遗传学研究常用的实验材料：果蝇（果蝇是昆虫纲双翅目的一种小型蝇类，体长3~4mm，在制醋和腐烂水果的地方可以看到）
♀
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
♂
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
性染色体
同型
异型
果蝇体细胞染色体图解
1910年5月的一天，在摩尔根的实验室中诞生了一只白色眼睛的雄性果蝇，而它的兄弟姐妹的眼睛都是红色的。显然它是一个变异体，后来他成为科学史上最著名的动物!
意外的发现… …
突变不是稀罕事，这个突变的白眼果蝇为什么这样特殊呢？
摩尔根的果蝇杂交实验
（一）观察实验，提出问题
×
♀
P
♂
F1
F2
♀♂
♀
2459
♂
986
♂
982
红眼
白眼
红眼
红眼
白眼
1.眼色的显性性状什么？
红眼
2.眼色遗传是否遵循分离定律？
是，F1雌雄交配产生的后代的性状分离比为3∶1。
3.与豌豆杂交实验相比，有什么特殊？
子二代中白眼都是雄性，即白眼性状的表现总是与性别相关联。
假设二：控制白眼的基因在X、Y染色体上。
假设一：控制白眼的基因是在Y染色体上，而X染色体上没有它的等位基因。
假设三：控制白眼的基因在X染色体上，而Y上不含有它的等位基因。
如果在性染色体上,那又有哪些可能呢？
非同源区2
同源区段
非同源区1
雌果蝇种类：
红眼（ＸＷＸＷ）
红眼（ＸＷＸw）
白眼（ＸWＸW）
雄果蝇种类：
红眼（ＸＷＹ）
白眼（ＸwＹ）
(二).经过推理、想象提出假说:
——控制白眼的基因W在X染色体上
P
F1
F2
×
对实验现象的解释
XWXW
XwY
XW
Y
Xw
配子
XWY
XWXw
×
Xw
XW
Y
XW
XWXW（雌）
XWXw（雌）
XWY（雄）
XwY（雄）
3/4红眼（雌、雄） 1/4白眼（雄）
（三）、根据假说进行演绎推理:
红眼（雌、雄）
白眼（雌、雄）
各占1/4
各占1/4
×
F1
XWXw
XwY
可以怎么设计测交实验？你还有其他方法吗？
（四）、实验验证
摩尔根等人亲自做了该实验，实验结果如下：
——证明了基因在染色体上
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！
基因位于染色体的实验证据
得出结论
控制白眼的基因是在X染色体上,Y染色体上没有它的等位基因。
摩尔根通过实验观察，把一个特定的基因和一条特定的染色体联系起来，最终确定了基因在染色体上的结论。从孟德尔理论的怀疑者成为孟德尔理论坚定的支持者。
回顾摩尔根的果蝇实验
把一个特定的基因和一条特定的染色体——X染色体联系起来，证明了基因在染色体上。摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者。
作出假说
控制白眼基因（w）
在X染色体上，
而Y染色体上不含有
它的等位基因
得出结论
基因在染色体上
提出问题
白眼性状的表现总是与性别相联系
演绎推理
测交
果蝇有4对染色体，携带的基因大约有1.3万个；人有23对染色体，携带的基因大约有2.6万。基因与染色体可能有怎样的对应关系呢？
摩尔根和他的学生们经过十多年的努力，发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，并绘出了第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置图。一条染色体上应该有许多个基因；同时说明基因在染色体上呈线性排列。
荧光标记将基因定位在染色体上
短硬毛
棒状眼
深红眼
朱红眼
截翅
红宝石眼
白眼
黄身
7、现代分子生物学技术：荧光标记法
03
孟德尔遗传规律的现代解释
A modern interpretation of Mendelian laws of heredity
基因分离定律的实质
a
A
a
杂合子体细胞
A
等位基因随同源染色体
的分开而分离
配子
配子
在杂合子的体细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立的随配子遗传给后代。
基因自由组合定律的实质
A
b
a
B
B
A
a
b
非同源染色体上的
非等位基因自由组合
A
a
B
b
杂合子体细胞
配子
配子
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；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
小结
基因在染色体上
萨顿的假说
基因和染色体存在着明显的平行关系
内容：基因在染色体上
依据：
摩尔根的实验
果蝇的杂交实验
结论：基因在染色体上
孟德尔遗传规律的现代解释
基因的分离定律的实质
基因的自由组合定律的实质
课本P32——练习与应用
一、概念检测
1.基于对同源染色体和非同源染色体上相关基因的理解，判断下列相关表述是否正确。
（1）位于一对同源染色体上相同位置的基因控制同一种性状。（ ）
（2）非等位基因都位于非同源染色体上。 （ ）

×
2.基因主要位于染色体上，下列叙述，错误的是（ ）
A.染色体是基因的主要载体
B.染色体就是由基因组成的
C.一条染色体上有多个基因
D.基因在染色体上呈线性排列
B
课本P28——练习与应用
一、概念检测
3.基因和染色体的行为存在平行关系。下列相关表述，错误的是（ ）
A. 复制的两个基因随染色单体分开而分开
B. 同源染色体分离时，等位基因也随之分离
C. 非同源染色体数量越多，非等位基因组合的种类也越多
D. 非同源染色体自由组合，使所有的非等位基因也自由组合
D
4、右图示果蝇的原始生殖细胞，
图中1、1′……4、4 ′表示染
色体,B、b、W、w分别表示控制
不同性状的基因。果蝇的红眼
和白眼分别由位于X染色体上的
W、w控制，请据图回答下列问题：
（1）该细胞是__________。
（2）图中的______________属常染色体，而__________属性染色体。
卵原细胞
1和1’,2和2’,3和3’
4和4 ′
（3）该细胞中有_____个DNA分子。
（4）该果蝇基因型可写成____________________。
（5）经减数分裂果蝇可产生__________种基因型的配子。
8
BbXWXw
4
5.果绳的红眼为伴性显性遗传，其隐性性状为白眼，在下列杂交组合中，通过眼色即可直接判断子代果蝇性别的一组是 （ ）
A、杂合红眼雌果蝇× 红眼雄果蝇
B、白眼雌果蝇 × 红眼雄果蝇
C、杂合红眼雌果蝇× 白眼雄果蝇
D、白眼雌果蝇 × 白眼雄果蝇
B
通过眼色直接判断子代果蝇的性别
或证明基因只在X染色体上，
1.思路：显男×隐女（亲本均纯合）
2.预期结果（以XY性别决定生物为例）
①后代雄性个体都为隐性，雌性个体都为显性
②否则，位于常染色体上

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