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(共54张PPT)
减数分裂DNA含量变化
有丝分裂DNA含量变化
减数分裂染色体变化
有丝分裂染色体变化
二、受精作用
二、受精作用
精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程（P27）。
输卵管
1、定义（P27）
2、场所
二、受精作用
卵细胞
精子
卵细胞
精子
④精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合，使彼此的染色体会合在一起（受精作用实质）。
①精子进和卵细胞的识别。
②精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。
卵细胞
精子
受精卵
父方
母方
③卵细胞的细胞膜发生复杂的生理反应，阻止其他精子进入。
3、过程（P27）
二、受精作用
受精卵
细胞核：
细胞质：
受精卵的核DNA：
受精卵的质DNA：
精子的核+卵细胞核
几乎全由卵细胞提供
父母各给一半。
几乎全来自于母亲。
受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞的数目，其中有一半的染色体来自精子，另一半来自卵细胞。
②精卵融合体现：
①精卵相互识别的基础：
4、结果
细胞膜上的糖蛋白（信息交流功能）
细胞膜的流动性
三、减数分裂和受精作用的意义
①减数分裂
互 换（前期Ⅰ）
非同源染色体自由组合（后期Ⅰ）
配子（精子、卵细胞）的多样性
②受精作用
雌（卵细胞）、雄配子（精子）的结合的随机性
提高后代的变异力；多样性，进而推动生物进化。
配子（精子、卵细胞）中染色体减半
受精卵中染色体恢复到与体细胞相同
5、受精作用的意义：
维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。
思考讨论
骡是马和驴杂交产生的后代。马和驴的体细胞中分别有32对和31对染色体，请问骡的体细胞中含有多少条染色体？
这63条染色体没有同源染色体，导致骡的生殖细胞不能进行正常的减数分裂，无法形成配子，因此骡不能繁殖后代。
63条染色体，其中32条来自马，31条来自驴。
骡不能繁殖后代。你能从减数分裂中染色体行为的角度解释其原因吗？
与社会联系
如：气温过低会影响水稻花粉母细胞的减数
分裂，进而影响水稻的花粉数量和质量，
导致稻谷减产。对此，农业生产上可以
采取灌深水的措施来预防。
不良环境
减数分裂
生殖细胞
影响
影响
如：吸烟影响精子质量。长期吸烟的男性，
精子受精能力比不吸烟人群低75%，因
为精子可以识别尼古丁并且做出相应的
反应，长期吸烟会使男性的受精能力降低。
三、减数分裂和受精作用的意义
2n
4n
间期
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
3n
n
O
时期
受精作用
有丝分裂
染色体数
DNA分子数
第二章 基因和染色体的关系
第2节 基因在染色体上的假说与证据
摩尔根黑转粉的终极追求-走向真理
新课导入
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。
讨论：
1.对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测哪些染色体
因为基因在染色体上
2.为什么不测定全部46条染色体
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。
（22+X+Y）
一、萨顿的假说
19世纪，孟德尔发现了遗传的两大定律（豌豆，假说—演绎法）
1909年，丹麦生物学家约翰逊提出了“基因”的概念，用以替代遗传因子。
基因在哪里呢？
1903年，美国科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，其分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。
2n=24
受精作用
减数分裂
精子
12条染色体
卵细胞
12条染色体
体细胞
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。减数分裂时同源染色体分离。
一、萨顿的假说
基因成对
存在
只有成对的基因中的一个
成对的同源染色体一条来自父方，一条来自母方。
成对的基因一个来自父方，一个来自母方。
基因行为（遗传学）
染色体行为（细胞学）
体细胞
染色体成对
存在
只有成对染色体中的一条
配子
来源
P
配子
F1
P
配子
F1
♂
♀
D
d
Dd
DD
♂
dd
♀
×
×
配子形成和受精过程中有相对稳定的结构。
杂交过程中基因保持完整性和独立性。
传递性质
分析
配子的组合方式
等位基因分离，非等位基因自由组合。
同源染色体分开，非同源染色体自由组合
萨顿通过观察提出假说：基因和染色体的行为存在着明显的平行关系，基因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。
方法：类比推理法
一、萨顿的假说
探究活动1：推测“基因在染色体上”，依据是什么？思考并阅读教材29页完成下表？
基因的行为 染色体的行为
体细胞中的存在形式
配子中的存在形式
在体细胞中的来源
形成配子时的组合方式
传递中的性质
成对存在
成对存在
单个
单个
一个来自父方一个来自母方
一条来自父方一条来自母方
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、独立性
在配子形成和受精过程中保持稳定性
依据：基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。
一、萨顿的假说
P
矮茎
高茎
高茎
矮茎
高茎
减数分裂
F1
配子
d d
减数分裂
高茎
D D
减数分裂
F1配子
D
d
D d
d
D
D d
D d
d
D
d d
D D
探究活动2：请你在图中的染色体上标注基因符号，解释孟德尔一对相对性状的杂交实验（图中染色体上的黑色横线代表基因的位置）
减数分裂中基因和染色体的关系
二、受精作用
卵细胞
精子
卵细胞
精子
④精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合，使彼此的染色体会合在一起（受精作用实质）。
①精子进和卵细胞的识别。
②精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。
卵细胞
精子
受精卵
父方
母方
③卵细胞的细胞膜发生复杂的生理反应，阻止其他精子进入。
3、过程（P27）
一、萨顿的假说
1.萨顿的假说：
2.原因：
3.方法：
分离定律—遗传因子
D d
D
d
减数分裂—染色体
基因在染色体上。即基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。
基因和染色体的行为存在明显的平行关系。
类比推理法
看得见的
基因
基因在染色体上
推理
染色体
看不见的
平行关系
等位基因分离
同源染色体分离
研究方法：类比推理法
研究方法：
类比推理法
——根据两个对象在某些属性上相同或相似，通过比较而推断出他们在其他属性上也相同的推理过程。
笑话：
加拿大外交官朗宁曾在竞选省议员时，由于他幼儿时期吃过中国奶妈的奶水一事，受到政敌的攻击，说他身上一定有中国血统。朗宁反驳说：“你们是喝牛奶长大的，你们身上一定有牛的血统了。”
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。
二、基因在染色体上的实验证据
正因为类比推理的非必然性，萨顿的假说遭到同时代的遗传学家摩尔根的强烈质疑。
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！
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！
摩尔根
他一直琢磨着设施一个实验，探究生物的遗传与染色体到底什么关系。
1909年开始，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。1910年5月，他发现了一只白眼的突变果蝇。他开始用这只果蝇进行实验。
我是一个文明有风度的黑粉！
二、基因在染色体上的实验证据
二、基因在染色体上的实验证据
果蝇体细胞染色体图解
XY型性别决定方式：
雌性：3对常染色体+XX
雄性：3对常染色体+XY
实验材料—果蝇
个体小，易饲养；
繁殖快，后代多，统计；
相对性状，易于区分；
染色体，少且大；
常染色体：与性别决定无关的染色体(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)
性染色体：与性别决定有关的染色体，如X、Y染色体
所有的真核生物都有性染色体吗？
二、基因在染色体上的实验证据
易错点：不要误认为所有真核生物均有性染色体
只有具性别分化（雌雄异体）的生物才有性染色体之分，如下生物无性染色体：
①所有无性别之分的生物（如酵母菌等）均无性染色体。
②虽有性别之分，但雌雄同株（或雌雄同体）的生物均无性染色体，如玉米、水稻等。
所有真核生物都有性染色体吗？
实验材料—果蝇
二、基因在染色体上的实验证据
摩尔根和他的学生在实验室里养了大群野生型红眼果蝇，几年里没发现白眼果蝇。
野生果蝇的
红眼基因纯合
白眼雄果蝇
说明野生果蝇的红眼基因是纯合的还是杂合的？
1910年5月，在摩尔根果蝇室的大群野生型红眼果蝇中，出现了一只白眼雄果蝇。
二、基因在染色体上的实验证据
研究过程
方法：假说—演绎法
结果分析：
a.F1全为红眼，说明 为显性；
b.F2红眼和白眼的数量比为3:1，
说明符合 定律，红眼和白眼受 等位基因控制。
c.白眼性状的表现与_______相联系
红眼
分离
性别
一对
(1) 观察现象，提出问题
问题：
1、为什么F2中白眼只在雄性出现？(为什么白眼性状与性别关联)
2、如何解释白眼性状的表现总是与性别相关联的现象？
1 : 1 : 1 : 1
×
白雄 115
红雌 126
红雄 132
白眼雄果蝇
F1红眼雌果蝇
白雌 120
回交实验
(1) 观察现象，提出问题
结果：
1、白眼性状不只出现在雄性中。
2、为什么白色性状和性别相关联？
二、基因在染色体上的实验证据
白色性状和性别相关联，大家由此可以会做出些什么推测呢？
白眼基因位于性染色体上，那具体在哪个区段呢？
XY同源区段
X非同源区段
Y非同源区段
白眼基因位于性染色体上。
(1) 观察现象，提出问题
X染色体特有
Y染色体特有
二、基因在染色体上的实验证据
（2）做出假说
摩尔根设想：控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含它的等位基因。
假说①：控制白眼的基因在 Y染色体上，而 X染色体上不含有它的等位基因。 （基因位于D段）
假说③： 控制白眼的基因在 X染色体和 Y染色体上的同源区段，即 Y染色体上也含有它的等位基因。（基因位于A、C段）
假说②：控制白眼的基因（w）位于X染色体上，Y染色体上无该基因的等位基因。 （基因位于B段）
二、基因在染色体上的实验证据
（2）做出假说
假说一：控制白眼的基因只位于Y染色体上(基因在D段)，X染色体上没有它的等位基因。
×
比例
1 : 1
不能解释摩尔根的果蝇杂交实验结果。
1.常染色体上的基因直接写出其名称
任务1：基因型的书写要求
2.性染色体上的基因先写出性染色体名称，再将基因名称写在性染色体的右上角,没有就不写。
二、基因在染色体上的实验证据
红眼雌果蝇
XX
白眼雄果蝇
XYw
P
×
F1
XX
红眼雌
XYw
白眼雄
（2）做出假说
假说二：控制白眼的基因只位于X染色体上(基因在B段)，Y染色体上没有它的等位基因。
雌性：
雄性：
红眼果蝇的基因型
XWXW、XWXw
XWY
XwXw
XwY
任务2：根据假设请用遗传图解解释摩尔根果蝇杂交实验的现象。
雌性：
雄性：
白眼果蝇的基因型
二、基因在染色体上的实验证据
二、基因在染色体上的实验证据
假说二：控制白眼的基因只位于X染色体上(基因在B段)，Y染色体上没有它的等位基因。
XWXW红眼（雌）
×
XwY白眼（雄）
P
XW
Y
Xw
配子
XWY红眼（ 雄 ）
XWXw红眼（ 雌 ）
×
F1
F2
配子
XW
Y
XWXW红眼(雌 ）
XWXw红眼(雌)
XWY红眼(雄)
XwY白眼(雄 )
√
XW
Xw
二、基因在染色体上的实验证据
（3）验证假说
XWXw红眼（雌）
×
XwY白眼（雄）
XW
Y
Xw
P
测交F1
配子
XWXw
红眼(雌 ）
XwXw
白眼(雌)
XWY
红眼(雄)
XwY
白眼(雄 )
Xw
测交(演绎推理)
1 : 1 : 1 : 1
——设计测交实验（演绎推理）：
——实验结果（实验验证）：
红眼雌蝇 红眼雄蝇 白眼雌蝇 白眼雄蝇
126 132 120 115
约 1 : 1 ： 1 : 1
实验结果与预测相吻合
得出结论：
基因在染色体上。
（2）做出假说
假说一：控制白眼的基因只位于Y染色体上(基因在D段)，X染色体上没有它的等位基因。
×
比例
1 : 1
不能解释摩尔根的果蝇杂交实验结果。
1.常染色体上的基因直接写出其名称
任务1：基因型的书写要求
2.性染色体上的基因先写出性染色体名称，再将基因名称写在性染色体的右上角,没有就不写。
二、基因在染色体上的实验证据
红眼雌果蝇
XX
白眼雄果蝇
XYw
P
×
F1
XX
红眼雌
XYw
白眼雄
二、基因在染色体上的实验证据
到底是位于X染色体的非同源区段（基因在B段）位于X和Y染色体的同源区段上(基因在A、C段)？
（1）提出问题
（2）作出假说
假说三：控制白眼的基因在 X染色体和 Y染色体上的同源区段，即 Y染色体上也含有它的等位基因。（基因位于A、C段）
假说二：控制白眼的基因只位于X染色体上(基因在B段)，Y染色体上没有它的等位基因。
二、基因在染色体上的实验证据
位于X和Y染色体的同源区段上(A、C段)。
XWXW红眼（雌）
×
XwYw白眼（雄）
XW
Yw
Xw
XWYw红眼（ 雄 ）
XWXw红眼（ 雌 ）
×
P
F2
F1
配子
配子
XW
Xw
XW
Yw
XWXW红眼(雌 ）
XWXw红眼(雌)
XWYw红眼(雄)
XwYw白眼(雄 )
只位于X染色体上(B段)。
XWXW红眼（雌）
×
XwY白眼（雄）
XW
Y
Xw
XWY红眼（ 雄 ）
XWXw红眼（ 雌 ）
×
P
F2
F1
配子
配子
XW
Xw
XW
Y
XWXW红眼(雌 ）
XWXw红眼(雌)
XWY红眼(雄)
XwY白眼(雄 )
（2）作出假说
二、基因在染色体上的实验证据
XWXw红眼（雌）
×
XwY白眼（雄）
XW
Y
Xw
P
F1
配子
XWXw
红眼(雌 ）
XwXw
白眼(雌)
XWY
红眼(雄)
XwY
白眼(雄 )
Xw
位于X和Y染色体的同源区段上(A、C段)。
只位于X染色体上(B段)。
测交(演绎推理)
测交(演绎推理)
1 : 1 : 1 : 1
XWXw红眼（雌）
×
XwYw白眼（雄）
XW
Yw
Xw
P
F1
配子
XWXw
红眼(雌 ）
XwXw
白眼(雌)
XWYw
红眼(雄)
XwYw
白眼(雄 )
Xw
1 : 1 : 1 : 1
（3）演绎推理
二、基因在染色体上的实验证据
红眼雌性 红眼雄性 白眼雌性 白眼雄性
126 132 120 115
怎么办
追
加→
实
验
XwXw × XWY
白眼(雌)
红眼(雄)
XwXw × XWYW
白眼(雌)
红眼(雄)
位于X和Y染色体的同源区段上(A、C段)
只位于X染色体上(B段)
P
F1
P
F1
红眼雌性 白眼雄性
126 115
√
（4）实验验证
↓
XWXw XwY
红眼(雌)
白眼(雄)
↓
XWXw XwYW
红眼(雌)
红眼(雄)
二、基因在染色体上的实验证据
决定果蝇眼色(红眼和白眼)基因位于X染色体上，而Y染色体不含其等位基因，亦证明基因位于染色体上。
我就说基因在染色体上吧！你还不信！
托马斯·亨特·摩尔根
好好好，都听你的！
沃尔特·萨顿
（5）得出结论
二、基因在染色体上的实验证据
托马斯·亨特·摩尔根
演绎推理
实验验证：
测交实验验证。
得出结论：
基因在染色体上。
若控制白眼基因（w）在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因。
白眼性状的表现总是与性别相联系？
提出问题：
作出假说：
假说—演绎法
三、基因与染色体的关系
●现象：
一条染色体上应该有许多个基因。
●推测：
每种生物的基因数量远多于染色体数目。
4对染色体，1.3万个基因
23对染色体，26万个基因
继续探究
推测
一条染色体上有许多个基因。
证明方法
摩尔根和他的学生发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，并绘制出第一个果蝇各种基因在染色体上相对位置图。
红宝石眼
黄身
白眼
截翅
朱红眼
深红眼
棒状眼
短硬毛
果蝇X染色体上一些基因的示意图
结论
证明了一条染色体上有许多个基因。
同时也说明了基因在染色体上呈线性排列。
荧光标记法
现代分子生物学技术能够用特定的分子，与染色体上的某一个基因结合，这个分子又能被带有荧光标记的物质识别，通过荧光显示，就可以知道基因在染色体上的位置
三、基因与染色体的关系
思考：用荧光标记法可显示基因在染色体上的位置，图片中同种颜色在同一条染色体上会有两个的原因是什么？
观察的时期为有丝分裂中期，每条染色体上含有两条染色单体，其相同位置上的基因相同。
思考讨论
思考讨论
问题：细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？
不是。
①真核生物的核基因都位于染色体上，而质基因位于线粒体等细胞器内；
②原核生物的基因有的位于拟核区DNA分子上，有的位于细胞质的质粒上。
问题：在基因研究中，下列成就分别是由哪些科学家来完成的？
①提出“性状是由遗传因子决定的”观点。
②把“遗传因子”改为“基因”，并提出“等位基因”概念。
③提出“基因在染色体上”的假说。
④用实验证明了“基因在染色体上”。
孟德尔
约翰逊
摩尔根
萨顿
假说—演绎法
假说—演绎法
孟德尔
约翰逊
摩尔根
萨顿
类比推理法
四、孟德尔遗传规律的现代解释
等位基因：
d
B
B
a
A
D
等位基因
等位基因
非同源
染色体
非等位基因
相
同
基
因
同源
染色体
同源
染色体
1
2
3
4
等位基因：同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因
非等位基因：位于同源染色体的不同位点或位于非同源染色体上的非等位基因；
一、等位基因和非等位基因的区分
四、孟德尔遗传规律的现代解释
基因的分离定律的实质：
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。
A
a
精原细胞
初级精母细胞
A
a
A
a
次级精母细胞
A
A
a
a
A
a
A
a
精细胞
等位基因分离的时间：
减数分裂第一次分裂后期
四、孟德尔遗传规律的现代解释
基因的自由组合定律的实质
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_______________________彼此分离的同时，__________________________自由组合。
同源染色体上的等位基因
非同源染色体上的非等位基因
四、孟德尔遗传规律的现代解释
基因的自由组合定律的实质
A
a
B
b
A
B
A
B
A
B
a
b
a
b
a
b
A
B
A
B
a
b
a
b
a
A
B
b
A
B
A
B
a
b
a
b
A
A
b
b
a
a
B
B
或
减数分裂第一次分裂后期
①自由组合的原因：
非等位基因随非同源染色体的自由组合而自由组合
②自由组合的时间：
摩尔根团队的其它研究成果：
（1）发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法；
（2）证明了基因在染色体上呈线性排列；
（3）发现了遗传第三大定律——基因的连锁和互换定律等。
黄身
白眼
红宝石眼
朱红眼
深红眼
棒状眼
短硬毛
截翅
A
A
a
a
B
B
b
b
A
A
a
a
B
B
b
b
A、B基因连锁
B、b基因互换
小结
P32-P33
四、孟德尔遗传规律的现代解释
减数分裂时是不是所有非等位基因都可自由组合？
C
c
能够自由组合的：A（a）与B（b），C（c）与B（b）
不能够自由组合的：A（a）与C（c）
基因的连锁
不是，同源染色体上的非等位基因不可自由组合
连锁遗传：生殖细胞形成过程中，位于同一条染色体上的基因是连锁在一起的，作为一个单位进行传递。
四、孟德尔遗传规律的现代解释
1.完全连锁
连锁基因的杂合子只产生两种亲本类型的配子，而不产生非亲本类型的配子。即只产生AB和ab两种配子。
2.不完全连锁
连锁基因的杂合子不仅产生亲本类型的配子，还会产生新类型的配子。即不只产生AB和ab两种配子，还会产生Ab和aB两种新类型配子（概率低）。
互换定律：生殖细胞形成时，一对同源染色体上的不同对等位基因之间可以发生互换。
——遗传第三大定律（摩尔根）
连锁互换定律
减数分裂Ⅱ
间期
减数分裂Ⅰ
一个细胞
一个个体
♂：四个配子/两种配子
♀：一个配子/一种配子
N个配子/两种配子
连锁不交换
AABB × aabb
1.完全连锁
四、孟德尔遗传规律的现代解释
减数分裂Ⅱ
间期
减数分裂Ⅰ
连锁且交换
AABB × aabb
一个细胞
一个个体
♂：四个配子/四种配子
♀：一个配子/一种配子
N个配子/四种配子
2.不完全连锁
配子：两多两少
四、孟德尔遗传规律的现代解释
分离 定理 基因位置
配子比例 A:a=1：1
自由组合定律 基因位置
配子比例 AB:Ab：aB:ab =1：1：1：1
AB:ab=1：1
Ab:aB=1：1
AXB:AY：aXB:aY
=1：1：1：1
知识拓展：生物个体产生配子种类分析
甲乙自交后代性状分离比是否一致？
(1)萨顿利用假说—演绎法，推测基因位于染色体上 (　　)
(2)体细胞中基因成对存在，配子中只含1个基因(　　)
(3)蝗虫体细胞中的24条染色体，12条来自父方，12条来自母方(　　)
×
×
√
(4)摩尔根的果蝇杂交实验运用了假说—演绎法(　　)
(5)摩尔根果蝇杂交实验中，F2发生了性状分离(　　)
(6)果蝇杂交实验中，眼色遗传与性别有关(　　)
√
√
√
习题检测
基因在染色体上
萨顿假说
摩尔根实验
孟德尔遗传规律的现代解释
基因和染色体的行为存在着明显的平行关系
基因位于染色体上
减数分裂过程中，等位基因随同源染色体的分开而分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合
依据
结论
实验验证
实验现象
实验假设
果蝇眼色遗传与性别相联系
控制白眼的基因位于X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因
测交实验
课堂小结

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