22遗传与进化基因在染色上定概述.pptx

减数第一次分裂时，减数第一次分裂时，同源同源染色体染色体分离分离;非同源非同源染色体染色体自由组合自由组合杂合子在形成配子时，杂合子在形成配子时，等位等位基因基因分离分离;非等位非等位基因基因自由组合自由组合行为有相似性行为有相似性1 23 41 32 41 42 3YyRrY yRrYRYr yR yr减数分裂中染色体减数分裂中染色体的行为的行为豌豆杂交实验中基因豌豆杂交实验中基因的行为的行为一、萨顿的假说一、萨顿的假说实验材料：实验材料：蝗虫蝗虫科学家：科学家：萨顿萨顿萨顿假说的内容是什么呢？依据又是什么？萨顿假说的内容是什么呢？依据又是什么？尝试分析基因与染色体的关系尝试分析基因与染色体的关系基因的行为基因的行为染色体的行为染色体的行为 体细胞中的体细胞中的 存在形式存在形式 配子中的配子中的 存在形式存在形式 在体细胞中的在体细胞中的 来源来源 形成配子时的形成配子时的 组合方式组合方式 传递中的性质传递中的性质存在存在 成对成对成对成对存在存在 单个单个单条单条 一个来自一个来自 一个来自一个来自 父方父方母方母方父方父方母方母方自由组合自由组合 非等位基因非等位基因自由组合自由组合 非同源染色体非同源染色体杂交过程保持杂交过程保持 完整性、完整性、独立性独立性在配子形成和受精过程中在配子形成和受精过程中保持保持 稳定性稳定性基因和染色体之间具有明显的基因和染色体之间具有明显的 关系关系平行平行科科学学研研究究方方法法之之一一 看不见看不见染色体染色体假说：基因在染色体上假说：基因在染色体上推理推理基因基因看得见看得见类比类比平行关系平行关系类类比比推推理理D dD d萨萨顿顿的的研研究究方方法法减数减数 分裂分裂减数减数 分裂分裂dDDdddDddDDdDdDddDDD矮茎矮茎高茎高茎：配子：配子：F1：F1配子配子高高茎茎高高茎茎高高茎茎矮矮茎茎合合作作探探究究：P28:思思考考与与讨讨论论类比推理类比推理 加拿大外交官朗宁曾在竞选省议员时，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，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。受到政敌的攻击，说他身上一定有中国血统。朗宁反驳说：朗宁反驳说：“你们是喝牛奶长大的，你们你们是喝牛奶长大的，你们身上一定有牛的血统了。身上一定有牛的血统了。”由两个或两类对象在某些属性上相同的现象，由两个或两类对象在某些属性上相同的现象，推断出它们在另外的属性上也相同的一种推理推断出它们在另外的属性上也相同的一种推理方法。方法。思考：思考：1、类比推理有科学的必然性么？、类比推理有科学的必然性么？2、怎么知道类比推理是否正确？、怎么知道类比推理是否正确？不具有逻辑的必然性不具有逻辑的必然性还需要观察和实验检验还需要观察和实验检验正因为类比推理的非必然性，萨顿的假说遭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（到同时代的遗传学家摩尔根（T.H.Morgan)的的强烈质疑。强烈质疑。二、基因位于染色体上的实验证据二、基因位于染色体上的实验证据 摩尔根的这种大胆质疑，摩尔根的这种大胆质疑，科学务实的研究精神是值得科学务实的研究精神是值得我们努力学习的。我们努力学习的。我不相信孟德尔，更难我不相信孟德尔，更难以相信萨顿那家伙毫无以相信萨顿那家伙毫无事实根据的臆测！事实根据的臆测！我更相信的是实验证据，我更相信的是实验证据，我要通过确凿的实验找到我要通过确凿的实验找到遗传和染色体的关系！遗传和染色体的关系！1909年年科学家科学家:摩尔根摩尔根二、基因位于染色体上的实验证据二、基因位于染色体上的实验证据摩尔根为什么用果蝇进行实验？摩尔根为什么用果蝇进行实验？容易饲养容易饲养繁殖快、后代多繁殖快、后代多相对性状明显相对性状明显染色体数目少染色体数目少 1910年年5月的一天，在摩尔根的实验室中诞生了月的一天，在摩尔根的实验室中诞生了一只一只白色眼睛白色眼睛的的雄性雄性果蝇，而它的兄弟姐妹的眼睛果蝇，而它的兄弟姐妹的眼睛都是红色的。显然它是一个都是红色的。显然它是一个变异体，变异体，后来他成为科后来他成为科学史上最著名的动物学史上最著名的动物!意外的发现意外的发现 突变不是稀罕事，这个突变的突变不是稀罕事，这个突变的白眼白眼果蝇为什么果蝇为什么这样特殊呢？这样特殊呢？(一一)观察实验观察实验现象，提出问题现象，提出问题PF1F2红眼（雌、雄）红眼（雌、雄）白眼白眼(雄雄)3/41/4红眼（雌、雄）红眼（雌、雄）红眼（雌）红眼（雌）白眼（雄）白眼（雄）讨论（讨论（1）：）：果蝇的红眼和白果蝇的红眼和白眼性状，哪种是眼性状，哪种是显性性状？为什显性性状？为什么？么？亲本红眼雌果蝇亲本红眼雌果蝇和雄性白眼果蝇杂交和雄性白眼果蝇杂交产生的后代全部是红产生的后代全部是红眼，说明红眼是显性，眼，说明红眼是显性，白眼是隐性。白眼是隐性。讨论（讨论（2）：）：果蝇红眼和白眼性果蝇红眼和白眼性状的遗传是否符合状的遗传是否符合基因的分离定律？基因的分离定律？如何判断？如何判断？白眼都是雄性的。白眼都是雄性的。白眼性状的表现，白眼性状的表现，总是与性别相联系总是与性别相联系讨论（讨论（3）：）：果蝇白眼性状的果蝇白眼性状的遗传有什么特点遗传有什么特点？符合分离定律，因符合分离定律，因为为F F2 2的红眼和白眼之的红眼和白眼之间的数量比是间的数量比是3 3：1 1。如何解释出现的现象呢如何解释出现的现象呢?偶然在一群红眼果偶然在一群红眼果蝇中出现了一只白蝇中出现了一只白眼雄果蝇眼雄果蝇理论依据（已有知识）：理论依据（已有知识）：1、基于对果蝇体细胞染色体的认识、基于对果蝇体细胞染色体的认识2、基于对萨顿假说的认识、基于对萨顿假说的认识基因在染色体上基因在染色体上常染色体常染色体、性染色体性染色体XX、XY1对对3对对3 3对常染色体对常染色体+XXXX3 3对常染色体对常染色体+XYXY表示方法：表示方法：体细胞体细胞(二二)经过推理、想象提出经过推理、想象提出假说假说:如果按照萨顿的理论：基因在染色体上。那么，如果按照萨顿的理论：基因在染色体上。那么，控制白眼的基因控制白眼的基因(w w)是在是在常常染色体上还是在染色体上还是在性性染色染色体上呢体上呢?如果在性染色体上，是在如果在性染色体上，是在X X还是在还是在Y Y染色体染色体上呢？上呢？讨论与猜想讨论与猜想(二二)经过推理、想象提出经过推理、想象提出假说假说:控制白眼的基因在性染色体上控制白眼的基因在性染色体上假设一：控制白眼的基因只在假设一：控制白眼的基因只在Y Y染色体上染色体上XX(红)XYa（白）（白）假设二：控制白眼的基因在假设二：控制白眼的基因在X X、Y Y染色体上染色体上X Xa aY Ya a（白）（白）X XA AX XA A（红）（红）假设三：控制白眼的基因只在假设三：控制白眼的基因只在X X染色体上，染色体上，Y染色染色体不含有它的等位基因体不含有它的等位基因 红眼雌蝇红眼雌蝇 白眼白眼雄蝇雄蝇P：XA XA XaY a假设二：基因是在假设二：基因是在X X、Y Y染色体上染色体上F1：XAXa XA Y a 红眼红眼 红眼红眼 雌蝇雌蝇 雄蝇雄蝇F F2 2：X XA AX XA A X XA AX Xa a 红眼雌蝇红眼雌蝇 红眼雌蝇红眼雌蝇 X XA AY Ya a X Xa aY Ya a 红眼雄蝇红眼雄蝇 白眼雄蝇白眼雄蝇红眼：白眼红眼：白眼=3:1=3:1F1：XAXa X XA Y a 红眼雌蝇红眼雌蝇 红眼雄蝇红眼雄蝇 白眼雌蝇白眼雌蝇 红眼雄蝇红眼雄蝇P：XaXa XAY A假设二：基因是在假设二：基因是在X X、Y Y染色体上染色体上F1：XAXa 红眼雌蝇红眼雌蝇Xa Y A红眼雄蝇红眼雄蝇XF2：XAXa XAYA 红眼雌蝇红眼雌蝇 红眼雄蝇红眼雄蝇 XaXa XaYA 白眼雌蝇白眼雌蝇 红眼雄蝇红眼雄蝇高中生物必修高中生物必修2 2 第二章第第二章第2 2节节 基因在染色体上基因在染色体上 白眼雌蝇白眼雌蝇 红眼雄蝇红眼雄蝇P：XaXa XAY A假设二：基因是在假设二：基因是在X X、Y Y染色体上染色体上实验的实际结果实验的实际结果F1（白眼雄性白眼雄性）和预）和预期结果期结果F1（红眼雄红眼雄性性）不符合，因此）不符合，因此摩尔根否定这种假摩尔根否定这种假设设F1：XAXa 红眼雌蝇红眼雌蝇Xa Y A红眼雄蝇红眼雄蝇XF2：XAXa XAYA 红眼雌蝇红眼雌蝇 红眼雄蝇红眼雄蝇 XaXa XaYA 白眼雌蝇白眼雌蝇 红眼雄蝇红眼雄蝇经过推理、想象提出经过推理、想象提出假说假说:控制白眼的基因只在控制白眼的基因只在X染色体上，染色体上，Y染色体不含有它的等位基因染色体不含有它的等位基因雌果蝇种类：雌果蝇种类：红眼（红眼（）红眼（红眼（w）白眼（白眼（ww）雄果蝇种类：雄果蝇种类：红眼（红眼（）白眼（白眼（w）假设：控制白眼的基因假设：控制白眼的基因（w）只在只在X X染色体上，染色体上，Y染色体不含有它的等位基因染色体不含有它的等位基因红眼：XW白眼：Xw若用若用W W表示控制眼睛颜色的基因，表示控制眼睛颜色的基因，红眼红眼W,W,白眼白眼w.w.PF1F2（三）对实验现象的（三）对实验现象的解释解释XWYXw配子配子XWXw红眼（雌）红眼（雌）XwXWYXWXWXW（雌）（雌）XWXw（雌）（雌）XWY（雄）（雄）XwY（雄）（雄）红眼红眼(雌、雄雌、雄):白眼白眼(雄雄)=3:1 红眼（雌）红眼（雌）wY 白眼（雄）白眼（雄）XWY红眼（雄）红眼（雄）红眼（雌）红眼（雌）wY 白眼（雄）白眼（雄）(四四)根据假说进行根据假说进行演绎推理演绎推理:红眼（雌、雄）红眼（雌、雄）白眼（雌、雄）白眼（雌、雄）各占各占1/4各占各占1/4F1XWXwXwY根据假说根据假说预测预测测交（回交）结果测交（回交）结果(五五)实验验证实验验证:摩尔根等人亲自做了该实验，实验结果如下：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证明了基因在染色体上红眼红眼(雌雌)红眼红眼(雄雄)白眼白眼(雌雌)白眼白眼(雄雄)126126132132120120115115 与理论推测一致，完全符合假说，假说完与理论推测一致，完全符合假说，假说完全正确！全正确！测交测交测交测交基因在染色体上基因在染色体上若控制白眼基因（若控制白眼基因（w）在）在X染色体上，而染色体上，而Y染色体上不染色体上不含有它的等位基因含有它的等位基因白眼性状的表现总是与性白眼性状的表现总是与性别相联系？别相联系？假假说说演演绎绎法法回顾摩尔根的实验：回顾摩尔根的实验：从此，摩尔根成了从此，摩尔根成了 理论的坚定支持者理论的坚定支持者孟德尔孟德尔提出问题提出问题:作出假说作出假说:验证假说验证假说:得出结论得出结论:人的体细胞只有人的体细胞只有2323对染色体，却有对染色体，却有3 33.53.5万个基万个基因，基因与染色体可能有怎样的对应关系呢？因，基因与染色体可能有怎样的对应关系呢？基因在染色体上呈基因在染色体上呈线性线性排列排列思考？思考？一条染色体上有许一条染色体上有许多个基因多个基因结论：结论：基因的分离定律的基因的分离定律的实质实质是：是：在杂合子的细胞中在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体位于一对同源染色体上的上的 具有一定的独立性；在减数分裂具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中形成配子的过程中 会随同源染色会随同源染色体的分开而体的分开而 ，分别进入到两个配子中，分别进入到两个配子中，独立的随配子遗传给后代；独立的随配子遗传给后代；三、孟德尔遗传规律的现代解释三、孟德尔遗传规律的现代解释等位基因等位基因等位基因等位基因分离分离初级精母细胞初级精母细胞AaAa次级精母细胞次级精母细胞AAaaAaAa精细胞精细胞Aa精原细胞精原细胞1、基因分离定律的实质：、基因分离定律的实质：等位基因会随同源染色体的分开而分离等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别分别进入两个配子中。进入两个配子中。AaaA等位基因随同源染色体的分开而分离等位基因随同源染色体的分开而分离分离定律分离定律基因的自由组合定律的基因的自由组合定律的实质实质是：是：位于非同源染色体上的位于非同源染色体上的 的分离或的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的同源染色体上的 彼此分离的同时，非彼此分离的同时，非同源染色体上的同源染色体上的 自由组合。自由组合。非等位基因非等位基因 非等位基因非等位基因等位基因等位基因AaBbABABababAAbbaaBBAaBb精原细胞精原细胞初级精母初级精母细胞细胞次级精母次级精母细胞细胞精细胞精细胞基因的自由组合定律的基因的自由组合定律的实质实质是是：aaA ABBbbaaBBA AbbaabbA ABBaaA ABBbbBaAbAbBaabbaBAABAaBbAbaBBAab非同源染色体上的非等位基因自由组合非同源染色体上的非等位基因自由组合自由组合定律自由组合定律如：基因型为如：基因型为YyRr的个体能产生的配子种类为：的个体能产生的配子种类为：可能产生配可能产生配子的种类子的种类实际能产生配子的种类实际能产生配子的种类一个精原细胞一个精原细胞一个雄性个体一个雄性个体一个卵原细胞一个卵原细胞一个雌性个体一个雌性个体4种种4种种4种种4种种2种（种（YR、yr 或或Yr、yR）1种（种（YR或或yr 或或Yr或或yR）4种（种（YR、yr、Yr、yR）4种（种（YR、yr、Yr、yR）例：基因型为AaBb（两对等位基因独立遗传）的个体，在一次排卵时发现该卵细胞的基因型为Ab，则在形成该卵细胞时随之产生的极体的基因型为（）A AB、ab、ab B Ab、aB、aB C AB、aB、ab D ab、AB、abB孟德尔遗传定律的适用范围：孟德尔遗传定律的适用范围：真核生物，有性生殖（减数分裂），细胞核遗传（细胞核中基因决定的性状遗传），两对等位基因分别位于两对不同的染色体上。如：DdeE同源染色体上的非等位基因，能自由组合吗？同源染色体上的非等位基因，能自由组合吗？AaBb减减数数第第一一次次分分裂裂染染色色体体复复制制减减数数第第二二次次分分裂裂精原细胞精原细胞初级精初级精母细胞母细胞次级精次级精母细胞母细胞精细胞精细胞 减减后异常后异常:同源染色体未分离同源染色体未分离BBAABaaBbbaaAAbbBBAabbAaAabB补充内容：减数分裂异常产生异常配子的情况分析：补充内容：减数分裂异常产生异常配子的情况分析：减减数数第第一一次次分分裂裂染染色色体体复复制制减减数数第第二二次次分分裂裂精原细胞精原细胞初级精初级精母细胞母细胞次级精次级精母细胞母细胞精细胞精细胞减减后异常后异常:姐妹染色单体未分开姐妹染色单体未分开AabBAABaaBbbAABBaabbABABbbaa若只考虑性染色体，则：若只考虑性染色体，则：X XY YXXXXYYYYXYXY减减IIII后异常后异常 减减I后异常后异常正常的精子：异常的精子：正常卵细胞正常卵细胞异常卵细胞异常卵细胞X XXXXX减减I后异常或减后异常或减II后异常后异常若一个人性染色体若一个人性染色体组成为组成为XXY,请分析请分析可能的原因可能的原因:XXYXXYX XXYXYXXYXXYXXXXY Y若一个人性染色体组成为若一个人性染色体组成为XXY,且为色盲患且为色盲患者，但他父亲正常。请分析可能的原因者，但他父亲正常。请分析可能的原因:XXYXXYXXXXY Y高中生物必修高中生物必修2 2 第二章第第二章第2 2节节 基因在染色体上基因在染色体上男性染色体图男性染色体图女性染色体图女性染色体图男性：男性：22对常对常+XY女性：女性：22对常对常+XX22条条+X或或22条条+Y22条条+X体细胞：体细胞：生殖细胞：生殖细胞：利用类比推理法，利用类比推理法，推断基因与推断基因与DNADNA长链有何关系？长链有何关系？布置作业布置作业萨顿萨顿基因在染基因在染色体上色体上证据证据现象现象假说假说演绎推理演绎推理实验论证实验论证结论结论类比推理类比推理摩尔根摩尔根实验实验孟德尔遗传规孟德尔遗传规律的现代解释律的现代解释应用应用学习收获：学习收获：假假说说-演演绎绎法法基基因因在在染染色色体体上上萨顿的假说萨顿的假说假说核心：基因在染色体上假说核心：基因在染色体上证据：基因与染色体存在明证据：基因与染色体存在明显的显的平行关系平行关系基因位于染色体基因位于染色体上的实验证据上的实验证据果蝇杂交实验果蝇杂交实验果蝇杂交实验基因分析图解果蝇杂交实验基因分析图解果蝇体细胞的染色体图解果蝇体细胞的染色体图解基因在染色体上呈线性排列基因在染色体上呈线性排列孟德尔遗传规律的现代解释孟德尔遗传规律的现代解释课堂小结课堂小结1 1、在基因的研究中，有许多科学家取得成就。下列成就、在基因的研究中，有许多科学家取得成就。下列成就 分别是由哪些科学家来完成的？分别是由哪些科学家来完成的？萨顿萨顿摩尔根摩尔根提出基因在染色体上的假说提出基因在染色体上的假说证实基因在染色体上证实基因在染色体上性状由性状由“遗传因子遗传因子”决决定定 孟德尔孟德尔把把“遗传因子遗传因子”改为改为“基基因因”约翰逊约翰逊 巩固练习巩固练习3 3、下列关于基因和染色体在减数分裂过程中行、下列关于基因和染色体在减数分裂过程中行为变化的描述，错误的是为变化的描述，错误的是 （）A A、同源染色体分离的同时，等位基因也随之、同源染色体分离的同时，等位基因也随之 分离；分离；B B、非同源染色体自由组合，使得所有非等位、非同源染色体自由组合，使得所有非等位 基因之间也发生自由组合；基因之间也发生自由组合；C C、染色单体分开时，复制而来的两个基因也、染色单体分开时，复制而来的两个基因也 随之分开；随之分开；D D、非同源染色体数量越多，非等位基因组合、非同源染色体数量越多，非等位基因组合 的种类也越多的种类也越多。巩固练习巩固练习B2 2、下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的、下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的 是（是（）A A、染色体是基因的主要载体、染色体是基因的主要载体 B B、基因在染色体上呈线性排列、基因在染色体上呈线性排列 C C、一条染色体上有多个基因、一条染色体上有多个基因 D D、染色体就是由基因组成的、染色体就是由基因组成的 巩固练习巩固练习D3 3、决定果蝇眼色的基因位于、决定果蝇眼色的基因位于X X染色体上，染色体上，其中其中W W基因控制红色性状，基因控制红色性状，w w控制白色。一控制白色。一只红眼雌果蝇与一只红眼雄果蝇杂交，其只红眼雌果蝇与一只红眼雄果蝇杂交，其后代中不可能出现的是（后代中不可能出现的是（）A A、红眼雄果蝇、红眼雄果蝇 B B、白眼雄果蝇、白眼雄果蝇 C C、红眼雌果蝇、红眼雌果蝇 D D、白眼雌果蝇、白眼雌果蝇D D4 4、果绳的红眼为伴性显性遗传，其隐性、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眼色即可直接判断子代果蝇性别的一组是是 （）A A、杂合红眼雌果蝇、杂合红眼雌果蝇红眼雄果蝇红眼雄果蝇 B B、白眼雌果蝇、白眼雌果蝇红眼雄果蝇红眼雄果蝇C C、杂合红眼雌果蝇、杂合红眼雌果蝇白眼雄果蝇白眼雄果蝇 D D、白眼雌果蝇、白眼雌果蝇白眼雄果蝇白眼雄果蝇 B B 练练 习习（一）问题探讨（一）问题探讨这个替换似乎可行。由此联想到孟德尔这个替换似乎可行。由此联想到孟德尔分离定律中成对的遗传因子的行为与同分离定律中成对的遗传因子的行为与同源染色体在减数分裂过程中的行为很相似。源染色体在减数分裂过程中的行为很相似。一条染色体上可能有许多个基因。一条染色体上可能有许多个基因。（二）技能训练（二）技能训练不同的基因也许是不同的基因也许是DNA长链上的一个个长链上的一个个片段。片段。（三）练习（三）练习基础题基础题1.D。2.B。拓展题拓展题1.这些生物的体细胞中的染色体虽然减少一半，这些生物的体细胞中的染色体虽然减少一半，但仍具有一整套非同源染色体。这一组染色体，但仍具有一整套非同源染色体。这一组染色体，携带有控制该种生物体所有性状的一整套基因。携带有控制该种生物体所有性状的一整套基因。2.提示：人体细胞染色体数目变异，会严重影提示：人体细胞染色体数目变异，会严重影响生殖、发育等各种生命活动，未发现其他染响生殖、发育等各种生命活动，未发现其他染色体数目变异的婴儿，很可能是发生这类变异色体数目变异的婴儿，很可能是发生这类变异的受精卵不能发育，或在胚胎早期就死亡了的的受精卵不能发育，或在胚胎早期就死亡了的缘故。缘故。