基因在染色体上基因在染色体上基因在染色体上基因在染色体上第第2章章 基因和染色体的关系基因和染色体的关系问题探问题探讨讨孟孟德尔分离定律：德尔分离定律： 在生物的体细胞中，控制同一性在生物的体细胞中，控制同一性状的状的 遗传因子遗传因子 成对存在，不相融合；成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的在形成配子时，成对的 遗传因子遗传因子 发生发生分离，分离后的分离，分离后的 遗传因子遗传因子 分别进入不分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。同的配子中，随配子遗传给后代。 基基 因因 基基 因因 基基 因因 同源染色体同源染色体同源染色体同源染色体同源染色体同源染色体一、替换一、替换基因行为基因行为染色体行为染色体行为基因在杂交过程中保持完整性基因在杂交过程中保持完整性和独立性。和独立性。在体细胞中基因在体细胞中基因 存在存在在体细胞中基因在体细胞中基因 存在存在在配子中成对的基因只有在配子中成对的基因只有 。体细胞中成对的基因一个来自体细胞中成对的基因一个来自 , ,一个来自一个来自 。体细胞中成对的染色体一个来自体细胞中成对的染色体一个来自 , ,一个来自一个来自 。非等位基因在形成配子时非等位基因在形成配子时 。染色体在配子形成和受精过程染色体在配子形成和受精过程中中, ,具有相对稳定的形态结构。具有相对稳定的形态结构。成对成对成对成对在配子中成对的染色体只有在配子中成对的染色体只有 。一个一个一条一条自由组合自由组合父方父方母方母方父方父方母方母方非同源染色体在减数第一次分裂非同源染色体在减数第一次分裂后期也是后期也是 的。的。自由组合自由组合类比类比:基因和染色体之间具有基因和染色体之间具有平行关系平行关系推论：推论：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。即即基因就在染色体上基因就在染色体上。萨顿对此是如何解释的？。萨顿对此是如何解释的？看不见看不见染色体染色体基因基因看得见看得见D dD d推推理理萨顿的假说萨顿的假说（类比推理类比推理）发现问题：用蝗虫细胞作实验材料，研究精子和发现问题：用蝗虫细胞作实验材料，研究精子和卵细胞的形成过程，发现孟德尔定律中基因的分卵细胞的形成过程，发现孟德尔定律中基因的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。假说的核心：基因位于染色体上。假说的核心：基因位于染色体上。理由：基因和染色体行为存在着明显的平理由：基因和染色体行为存在着明显的平行关系。行关系。假说的内容：基因是由染色体携带着从亲代传假说的内容：基因是由染色体携带着从亲代传给下一代的。给下一代的。二、二、推论推论减数分裂减数分裂减数分裂减数分裂DDDDDDDDDddDdddddddd高茎高茎矮茎矮茎：配子：配子：F1：任务：任务：完完成成图图中中染染色色体体上上的的基基因因标标注注矮茎矮茎三三、基因位于染色体上的实验证据、基因位于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摩尔根尔根（T.H.Morgan)T.H.Morgan)的强烈质疑。的强烈质疑。 摩尔根的这种大胆质疑，科学务实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。的研究精神是值得我们努力学习的。我不相信我不相信孟孟德尔，更德尔，更难以相信萨顿那家伙难以相信萨顿那家伙毫无事实根据的臆测！毫无事实根据的臆测！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年一）、一）、“材料选对了就等于实验成功了一半材料选对了就等于实验成功了一半”证据寻找之路证据寻找之路 果蝇的特点：果蝇的特点： 稳定的相对性状稳定的相对性状易饲养易饲养相对性状明显相对性状明显繁殖周期短繁殖周期短后代数量多后代数量多 19101910年年5 5月的一天，在摩尔根的实验室中诞月的一天，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，后来它成眼睛都是红色的。显然它是一个变异体，后来它成为科学史上最著名的动物为科学史上最著名的动物! !意外的发现意外的发现 突变本不是稀罕事，但是这个突变的白眼果蝇突变本不是稀罕事，但是这个突变的白眼果蝇为什么这样特殊呢？为什么这样特殊呢？F2 3 ： 1白眼果蝇都是雄白眼果蝇都是雄的的红红（雌、雄）雌、雄）PF1红眼红眼（雌、雄）（雌、雄）F1雌雄交配雌雄交配二）二）摩尔根的果蝇杂交实验摩尔根的果蝇杂交实验白（雄）白（雄）是否符合孟德尔遗是否符合孟德尔遗传定律？传定律？特殊在什么地方？特殊在什么地方？当时，性染色体已当时，性染色体已经发现，据此你能经发现，据此你能作出怎样的解释？作出怎样的解释？符合符合白眼性状的表现总白眼性状的表现总是与性别相联系是与性别相联系控制白眼性状的基控制白眼性状的基因可能在性染色体上因可能在性染色体上1、 现象现象常染色体常染色体性染色体性染色体对：对：，雌性同型：雌性同型：雄性异型：雄性异型：果蝇体细胞染色体果蝇体细胞染色体雌果蝇种类：雌果蝇种类：红眼（红眼（）红眼（红眼（w w）白眼（白眼（W WW W）雄果蝇种类：雄果蝇种类：红眼（红眼（）白眼（白眼（w w）2 2、 经过推理、想象提出经过推理、想象提出假说假说: :控制白眼的基因在控制白眼的基因在X X染色体上染色体上注：常染色体上的基因不需标明其位于常染注：常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上色体上( ( 例例DDDD、dd)dd)，而性染色体上的基因需，而性染色体上的基因需标明（性染色体要大写）标明（性染色体要大写）红眼（雌）红眼（雌）白眼（雄）白眼（雄）XWXWXwY练习：练习：写出纯合亲本中红眼（雌）和白眼写出纯合亲本中红眼（雌）和白眼（雄）杂交产生（雄）杂交产生F F1 1的遗传图解的遗传图解XWXW红眼（雌）红眼（雌）XwY白眼（雄）白眼（雄）XWXwYP配子配子F1XWXw红眼（雌）红眼（雌）XWY红眼（雄）红眼（雄）XWYXWXWXW红眼（雌）红眼（雌）XWY红眼（雄）红眼（雄）XwXWXw红眼（雌）红眼（雌）XwY白眼（雄）白眼（雄）F2PF1F23、对实验现象的对实验现象的解释解释XWXWXwYXWYXw配子配子XWYXWXwXwXWYXWXWXW（雌（雌红眼红眼）XWXw（雌（雌红眼红眼）XWY（雄（雄红眼红眼）XwY（雄（雄白眼白眼）3/4红眼（雌、雄）红眼（雌、雄） 1/4白眼（雄）白眼（雄）4 4、 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1/4F1XWXwXwY5 5、 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红眼红眼白眼白眼白眼白眼雌雌雌雌雄雄雄雄126126132132120120115115与理论推测一致，完全符合假说，假说完全正确！与理论推测一致，完全符合假说，假说完全正确！测测交交XWXwXwYXWXwYXw配子配子XWXwXW Y XwXwXwY测交后代测交后代红眼红眼 ： 白眼白眼 1 : 1 1 : 1 摩尔根首次把一个特定的摩尔根首次把一个特定的基因（如决定果蝇眼睛颜基因（如决定果蝇眼睛颜色的基因）和一个特定的色的基因）和一个特定的染色体（染色体（X X染色体）联系染色体）联系起来，从而用实验证明了起来，从而用实验证明了基因在染色体上（染色体基因在染色体上（染色体是基因的载体。）是基因的载体。）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？基因在染色体基因在染色体上呈上呈线性线性排列排列思考？思考？一条染色体上一条染色体上有许多个基因有许多个基因结论：结论：分离规律分离规律在生物的体细胞中，在生物的体细胞中，控制控制同一性状同一性状的遗传的遗传因子成对存在，不相因子成对存在，不相融合；在形成配子时，融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生成对的遗传因子发生分离分离，分离后的遗传，分离后的遗传因子分别进入不同的因子分别进入不同的配子中，随配子遗传配子中，随配子遗传给后代给后代。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等位基因，具有上的等位基因，具有一定的独立性；在减一定的独立性；在减数分裂形成配子时，数分裂形成配子时，等位基因会随着同源等位基因会随着同源染色体的分开而分离，染色体的分开而分离，分别进入到两个配子分别进入到两个配子中，独立地随配子传中，独立地随配子传给后代给后代。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随同源染色等位基因随同源染色体的分开而分离体的分开而分离, ,分别分别进入两个配子中。进入两个配子中。a a a aA A A AA Aa a基因分离定律的实质基因分离定律的实质三、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AaBbABABABababab精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精细胞精细胞ABABababaABb同源染色体上的等位基因分同源染色体上的等位基因分离非同源染色体上的非等位离非同源染色体上的非等位基因自由组合基因自由组合AaBbABABababAAbbaaBBAaBb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细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精细胞精细胞控制不同性状的遗传控制不同性状的遗传因子的分离和组合是因子的分离和组合是互不干扰的；互不干扰的；在形成配子时，决定在形成配子时，决定同一性状的成对的遗同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因定不同性状的遗传因子自由组合子自由组合。位于非同源染色体上位于非同源染色体上的非等位基因的分离的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，在减数分裂过程中，同源染色体上的等位同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非非同源染色体上的非等位基因自由组合等位基因自由组合。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：基基因因在在染染色色体体上上萨顿的假说萨顿的假说基因和染色体存在着基因和染色体存在着明显的平行关系明显的平行关系内容：基因在染色体上内容：基因在染色体上依据：依据：基因位于染色基因位于染色体上的证据体上的证据果蝇的杂交实验果蝇的杂交实验结论：基因在染色体上结论：基因在染色体上孟德尔遗传规孟德尔遗传规律的现代解释律的现代解释基因的分离定律的实质基因的分离定律的实质基因的自由组合定律的实质基因的自由组合定律的实质任务：任务：利用类比推理利用类比推理法，推断基因法，推断基因与与DNADNA长链有长链有何关系？何关系？1 1、下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的是：、下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的是：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 课课 堂堂 练练 习习2 2、果绳的红眼为伴性显性遗传，其隐性性状为白眼，、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：蝇性别的一组是： 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 3 3、在、在XYXY型性别决定中，对性别起决定作用的细胞是：型性别决定中，对性别起决定作用的细胞是： A A、精子、精子 B B、卵细胞、卵细胞 C C、初级精母细胞、初级精母细胞 D D、初级卵母细胞、初级卵母细胞4 4、猴的下列各组细胞中，肯定含有、猴的下列各组细胞中，肯定含有Y Y染色体的是（染色体的是（ ） A A、受精卵、受精卵 B B、次级精母细胞、次级精母细胞 C C、初级精母细胞、初级精母细胞 D D、雄猴的神经元、雄猴的神经元 E E、精子、精子 F F、雄猴的肠上皮细胞、雄猴的肠上皮细胞类比推理类比推理这是科学研究中常用的方法之一这是科学研究中常用的方法之一 1919世纪物理学家研究光的性质时，曾经将世纪物理学家研究光的性质时，曾经将光与声进行类比。声有传播、反射和折射等现光与声进行类比。声有传播、反射和折射等现象，其原因在于它有波动性。后来发现光也有象，其原因在于它有波动性。后来发现光也有直线传播、反射和折射等现象，因此推测光也直线传播、反射和折射等现象，因此推测光也可能有波动性。可能有波动性。 萨顿运用类比推理，将看不见萨顿运用类比推理，将看不见的基因与看的见染色体的行为进行的基因与看的见染色体的行为进行类比，根据其惊人的一致性，提出类比，根据其惊人的一致性，提出基因位于染色体上的假说。但这种基因位于染色体上的假说。但这种结论并不具有逻辑的必然性，需要结论并不具有逻辑的必然性，需要观察和实验的检验观察和实验的检验。 根据两个对象有根据两个对象有部分属性相同部分属性相同的前提，推的前提，推论出他们的论出他们的其他属性也相同其他属性也相同的结论。科学家的结论。科学家利用类比推理得出了很多重要的结论。利用类比推理得出了很多重要的结论。类比推理有科学的必然性么？类比推理有科学的必然性么？怎么知道类比推理是否正确？怎么知道类比推理是否正确？三、三、类比推理类比推理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