1、第二节第二节 基因在染色体上基因在染色体上问题探讨：问题探讨：人类基因组计划是由美国科学家于人类基因组计划是由美国科学家于19851985年率先年率先提出，于提出，于19901990年正式启动的。美国、英国、法年正式启动的。美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同参与了这一国、德国、日本和我国科学家共同参与了这一预算达预算达3030亿美元的人类基因组计划。按照这个亿美元的人类基因组计划。按照这个计划的设想，在计划的设想，在20052005年，要把人体内约年，要把人体内约2.52.5万个万个基因的密码全部解开，同时绘制出人类基因的基因的密码全部解开，同时绘制出人类基因的图谱。换句话说，就是要
2、揭开组成人体图谱。换句话说，就是要揭开组成人体2.52.5万个万个基因的基因的3030亿个碱基对的秘密。亿个碱基对的秘密。问题探讨：问题探讨：人有人有4646条染色体，但是旨在揭示人类基因组遗条染色体，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传信息的人类基因组计划却只测定人的2424条染条染色体的色体的DNADNA序列。序列。讨论：讨论：1 1、对人类基因组进行测序，为什么首先要确定、对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测哪些染色体？测哪些染色体？2 2、为什么不测定全部、为什么不测定全部4646条染色体？条染色体？一、萨顿的假说：一、萨顿的假说：19031903年，美国科
3、学家年，美国科学家萨顿萨顿用蝗虫细胞作材料，研用蝗虫细胞作材料，研究精子和卵细胞的形成过程。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。分裂中同源染色体的分离非常相似。一、萨顿的假说：一、萨顿的假说：2424条条2424条条受精作用受精作用精子精子受精卵受精卵2424条条减数减数分裂分裂按形态结构来分，两两成对，共按形态结构来分，两两成对，共1212对，每对染色对，每对染色体中一条来自父方，一条来自母方。体中一条来自父方，一条来自母方。蝗虫亲子代的染色体数目变化蝗虫亲子代的染色体数目变化1212条
4、条1212条条卵细胞卵细胞:Y染色体的非同源区段二、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二、基因位于染色体上的实验证据后代数量多，便于统计。：X染色体的非同源区段蝗虫亲子代的染色体数目变化1、位于性染色体上基因的写法三、孟德尔遗传规律的现代解释2、为什么不测定全部46条染色体？萨顿的假说：基因在染色体上二、基因位于染色体上的实验证据Y(y)与 R(r)一、萨顿的假说：一、萨顿的假说：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的的分离分离。孟德尔分离定律的核心孟德尔分离定律的核心DdDdD D d d减数分裂的核心减数分裂的核心杂合子在形成配子时，杂合子在形成配
5、子时，成对的遗传因子成对的遗传因子分离分离。一、萨顿的假说：一、萨顿的假说：_存在存在_存在存在只有成对基因中的只有成对基因中的_只有成对染色体中的只有成对染色体中的_成对中的基因成对中的基因一个来自一个来自_一个来自一个来自_同源染色体同源染色体一条来自一条来自_一条来自一条来自_非等位基因：非等位基因：_非同源染色体：非同源染色体：_成对成对一个一条父方母方父方母方自由组合自由组合完整性和独立性相对稳定的形态结构一、萨顿的假说：一、萨顿的假说：假说：基因在染色体上染色体基因DdD d思考思考讨论：讨论：分析减数分裂中基因和染色体的关系分析减数分裂中基因和染色体的关系尝试：尝试：请你在图中染
6、色体上标注基因符号，解释孟德请你在图中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尔一对相对性状的杂交实验P P高茎高茎矮茎矮茎高 茎高 茎高 茎矮 茎D dD Dd d D d D Dd d减数分裂受受 精精减数分裂高高 茎茎减数分裂P配子配子F1F1配子D d高茎高茎矮茎矮茎F2DdDdDd思考思考讨论：讨论：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孟德尔的遗孟德尔的遗传定律传定律萨顿的假说：基萨顿的假说：基因在染色体上因在染色体上D D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美国科学家美国科学家摩尔根摩尔根对此怀疑，认为缺少实验证据。对此
7、怀疑，认为缺少实验证据。19091909年起，摩尔根开始潜年起，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。心研究果蝇的遗传行为。想设计实验，探究想设计实验，探究生物遗生物遗传和染色体的关系。传和染色体的关系。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遗传学研究常用的实验材料：果蝇遗传学研究常用的实验材料：果蝇易饲养，繁殖快。易饲养，繁殖快。后代数量多，便于统计。后代数量多，便于统计。具有多对易于区分且稳定具有多对易于区分且稳定遗传的相对性状。遗传的相对性状。染色体数目少，便于观察。染色体数目少，便于观察。吃水果的苍蝇吃水果的苍蝇二、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
8、证据果蝇杂交实验果蝇杂交实验P PF F1 1F F2 23/43/4白眼（雄）白眼（雄）白眼（雄）白眼（雄）1/41/4雌雄交配二、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果蝇的染色体组成：果蝇的染色体组成：果蝇体细胞染色体果蝇体细胞染色体常染色体常染色体：性染色体性染色体：3 3对：对：，雌性同雌性同型：型：XXXX雄性异型：雄性异型：XYXY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1 1、位于性染色体上基因的写法、位于性染色体上基因的写法2 2、相关区段基因型写法、相关区段基因型写法：X X染
9、色体的非同源区段染色体的非同源区段:XY:XY染色体的同源区段染色体的同源区段:Y:Y染色体的非同源区段染色体的非同源区段X Xb b、X XB B 、Y Yb b、Y YB BX Xb bY Yb bX XB BY YXYXYb b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雌果蝇种类：雌果蝇种类：红眼红眼（X XW WX XW W）红眼红眼（X XW WX Xw w）白眼白眼（X Xw wX Xw w）雄果蝇种类：雄果蝇种类：红眼红眼（X XW WY Y）白眼白眼（X Xw wY Y）若用若用w w表示控制眼睛颜色的基因：红眼表示控制眼睛颜色的基因：红眼W W 白眼白眼w
10、w。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X XW WX XW W红眼（雌）红眼（雌）X Xw wY Y白眼（雄）白眼（雄）X XW WY YX Xw wX XW WY Y红眼（雄）红眼（雄）X XW WX Xw w红眼（雌）红眼（雌）P PF F2 2F F1 1配子配子X XW WY YX XW WX Xw wX XW WX XW W红眼（雌）红眼（雌）X XW WX Xw w红眼（雌）红眼（雌）X XW WY Y红眼（雄）红眼（雄）X Xw wY Y白眼（雄）白眼（雄）思考思考讨论：摩尔根解释的验证讨论：摩尔根解释的验证如何验证？如何验证？测交实验测交实验如何选择测
11、交的两个亲本？如何选择测交的两个亲本？X XW WY Y红眼（雄）红眼（雄）X XW WX Xw w红眼（雌）红眼（雌）F F1 1oror测交的另一测交的另一亲本如何选亲本如何选择？择？隐性纯合子隐性纯合子白眼雄果蝇白眼雄果蝇思考思考讨论：摩尔根解释的验证讨论：摩尔根解释的验证X XW WX Xw wX Xw wY Y配子：配子：X XW WX Xw wX Xw wX Xw wY YX XW WX Xw wX Xw wX Xw wX XW WY YY Y红眼红眼雌性雌性白眼白眼雌性雌性红眼红眼雄性雄性白眼白眼雄性雄性P P基因型基因型表型表型比例比例1 :1 :1 :11 :1 :1 :1F
12、 F1 1思考思考讨论：摩尔根解释的验证讨论：摩尔根解释的验证上述实验过程无法验证摩尔根的假说上述实验过程无法验证摩尔根的假说还要进行下一步实验：还要进行下一步实验：X Xw wX Xw w白眼雌性白眼雌性X XW WY Y红眼雄性红眼雄性思考思考讨论：摩尔根解释的验证讨论：摩尔根解释的验证X Xw wX Xw w白眼雌性白眼雌性X XW WY YF F1 1F F2 2X Xw wX XW WY Y红眼雄性红眼雄性配子：配子：X XW WX Xw w红眼雌性红眼雌性X Xw wY Y白眼雄性白眼雄性基因型基因型表型表型比例比例1 :11 :1二、基因位于染色体上的实验证据二、基因位于染色体上
13、的实验证据 果蝇体细胞中有果蝇体细胞中有4 4对对染色体，却有染色体，却有1.31.3万个万个基因；人体细胞中有基因；人体细胞中有2323对对染色体，却有染色体，却有2.62.6万万个个基因，基因与染色体应该是什么样的对应基因，基因与染色体应该是什么样的对应关系呢？关系呢？2 2、基因在染色体上呈线性排列、基因在染色体上呈线性排列1 1、一条染色体上有许多个基因、一条染色体上有许多个基因二、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现代分子生物学技术将基因定位在染色体上现代分子生物学技术将基因定位在染色体上二、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二、基因位于染
14、色体上的实验证据二、基因位于染色体上的实验证据三、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孟德尔的遗传定律：孟德尔的遗传定律：分离定律分离定律自由组合定律自由组合定律一对遗传因子一对遗传因子-分离分离不同对遗传因子不同对遗传因子-自由组合自由组合一对遗传因子一对遗传因子不同对遗传因子不同对遗传因子三、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A A与与B B、C C与与D D（同源染色体）（同源染色体）（非同源染色体）（非同源染色体）（等位基因）（等位基因）（非等位基因）（非等位基因）A A与与C C、B B与与D DR R与与r r、Y Y与与y yY(y)Y(y)与与
15、 R(r)R(r)YYyyR RrrA AB BC C D D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杂合子在形成配子时，成对的遗传因子分离。3对：，Y(y)与 R(r)二、基因位于染色体上的实验证据2、基因在染色体上呈线性排列思考讨论：摩尔根解释的验证三、孟德尔遗传规律的现代解释萨顿的假说：基因在染色体上分析减数分裂中基因和染色体的关系2、为什么不测定全部46条染色体？在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。请你在图中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二、基因位于染色体上的实验证据分离定律的实质：分离定律
16、的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；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，在减数分裂形成配子的过程中，等位基因等位基因会随会随同源染色体的分开而分离同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，分别进入两个配子中，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减数第一次分裂后期，等位基因随同源染色体减数第一次分裂后期，等位基因随同源染色体的分开而分离，形成数量相等的两种配子。的分开而分离，形成数量相等的两种配子。知识海洋Dd12Dd12DdD
17、1Dd2ddDDd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自由组合定律的实质：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；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在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基非同源染色体上的非等位基因自由组合因自由组合。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abB AAaBbaBAb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。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abB AA AaaB B bbA AB B aabbB AabB Aab精原精原细胞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abB AA AaaB B bbbbA AB B aaAbAbaB aB 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精原精原细胞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
