基因伴隨染色體傳遞

基因伴隨染色體傳遞問題探討基因的分離定律和自由組合定律是生物體在前后代傳遞遺傳物質(zhì)時(shí)的傳遞規(guī)律，而減數(shù)分裂又是生物體在形成有性生殖細(xì)胞時(shí)的分裂方式，這二者是否有聯(lián)系？基因(即遺傳因子)是抽象的概念還是客觀存在的實(shí)體？它究竟存在哪里？性質(zhì)怎樣？一、薩頓及其假說

1902年，美國遺傳學(xué)家薩頓（W．Sutton，1877－1916）認(rèn)識(shí)到豌豆產(chǎn)生配子時(shí)孟德爾的遺傳因子（基因）的行為和減數(shù)分裂中的一種物質(zhì)的行為有著精確的平行關(guān)系。并在他的《遺傳和染色體》一文中發(fā)表了他的假說。假說:基因在染色體上推論：基因在染色體上看不見染色體基因看得見DdDd推理薩頓經(jīng)類比推理得出的結(jié)論——基因在染色體上究竟是否正確？由于缺少實(shí)驗(yàn)證據(jù)美國科學(xué)家摩爾根等對此持懷疑態(tài)度你認(rèn)為這是什么物質(zhì)？這種物質(zhì)與孟德爾的遺傳因子（基因）的行為有哪些平行關(guān)系？思考：任務(wù)1：分析孟德爾的假說中（等位）基因（遺傳因子）的行為（P6～P7，P16）任務(wù)2：分析減數(shù)分裂過程中什么物質(zhì)也有相似行為（以精子的形成為例，P30）自主學(xué)習(xí)、合作討論：完成任務(wù)孟德爾對基因的存在和行為的假設(shè)：①基因在體細(xì)胞中成對存在，其中一個(gè)來自母本，另一個(gè)來自父本②基因在雜交實(shí)驗(yàn)中始終保持其獨(dú)立性和完整性③F1形成配子時(shí)，等位基因的分離④F1形成配子時(shí)，非等位基因表現(xiàn)出自由組合同源染色體的存在和行為與以上基因的存在和行為有一致現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為：①同源染色體在體細(xì)胞中成對存在，一個(gè)來自母方，一個(gè)來自父方。②同源染色體經(jīng)過減數(shù)分裂，在生殖細(xì)胞中成單存在。③在原始的生殖細(xì)胞形成配子進(jìn)行減數(shù)第一次分裂時(shí)，同源染色體分離。④在原始的生殖細(xì)胞形成配子進(jìn)行減數(shù)第一次分裂時(shí)，非同源染色體表現(xiàn)出自由組合。嘗試分析基因與染色體的關(guān)系基因的行為染色體的行為體細(xì)胞中的存在形式配子中的存在形式在體細(xì)胞中的來源形成配子時(shí)的組合方式傳遞中的性質(zhì)成對成對成單成單一個(gè)來自父方，一個(gè)來自母方一個(gè)來自父方，一個(gè)來自母方自由組合非同源染色體自由組合雜交過程保持完整性獨(dú)立性在配子形成和受精過程中保持穩(wěn)定性類比：基因和染色體之間具有平行關(guān)系對此現(xiàn)象，你可能作出怎樣的推測？可能基因在染色體上，染色體是基因的載體思考：為什么會(huì)爆發(fā)這一場激烈的爭論？缺乏讓人信服的實(shí)驗(yàn)根據(jù)二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)摩爾根1926年發(fā)表《基因論》創(chuàng)立了現(xiàn)代遺傳學(xué)的基因?qū)W說。(一)實(shí)驗(yàn)如何解釋出現(xiàn)的問題呢？PF1F2紅眼（雌、雄）白眼（雄）3/41/4紅眼（雌、雄）×理論依據(jù)（已有知識(shí)）：1、基于對果蠅體細(xì)胞染色體的認(rèn)識(shí)2、基于對薩頓假說的認(rèn)識(shí)——基因在染色體上討論與猜想:如果按照薩頓的理論：基因在染色體上，那么，控制白眼的基因是在常染色體上還是在性染色體上呢？如果在性染色體上,那又有哪些可能呢？提出假設(shè)假設(shè)②：控制白眼的基因在X、Y染色體上假設(shè)①：控制白眼的基因是在Y染色體上，而X染色體上沒有它的等位基因假設(shè)③：控制白眼的基因在X染色體上，而Y上不含有它的等位基因。雌果蠅種類：紅眼（ＸＷＸＷ）紅眼（ＸＷＸw）白眼（ＸWＸW）雄果蠅種類：紅眼（ＸＷＹ）白眼（ＸwＹ）(二)經(jīng)過推理、想象提出假說:——控制白眼的基因在X染色體上PF1F2×（三）對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋XWXWXwYXWYXw配子XWYXWXw×XwXWYXWXWXW（雌）XWXw（雌）XWY（雄）XwY（雄）3/4紅眼（雌、雄）1/4白眼（雄）(四)根據(jù)假說進(jìn)行演繹推理:紅眼（雌、雄）白眼（雌、雄）各占1/4各占1/4×F1XWXwXwY(五)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證摩爾根等人親自做了該實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：——證明了基因在染色體上紅眼紅眼白眼白眼雌雌雄雄126132120115與理論推測一致，完全符合假說，假說完全正確！人的體細(xì)胞只有23對染色體，卻有3～3.5萬個(gè)基因，基因與染色體可能有怎樣的對應(yīng)關(guān)系呢？基因在染色體上呈線性排列思考？一條染色體上有許多個(gè)基因結(jié)論：既然基因是在染色體上，我們能否從細(xì)胞形成配子的過程中分析孟德爾的基因分離和自由組合的原因呢？思考：（1）F1在減數(shù)分裂形成配子時(shí)等位基因表現(xiàn)出分離。等位分離的原因：

等位基因分離的時(shí)間：

等位基因分離的結(jié)果：F2出現(xiàn)3∶1比例的原因：

等位基因位于同源染色體的相同位置上，減數(shù)分裂時(shí)隨著同源染色體的分離而分離。減數(shù)第一次分裂的后期。形成含A或a基因的兩種類型的配子，并且比例為1∶1。F1產(chǎn)生A、a兩種類型的配子且比例為1∶1，在受精作用形成受精卵時(shí)，雌雄配子結(jié)合是隨機(jī)的，所以F2出現(xiàn)三種基因型比例為1∶2∶1，出現(xiàn)二種表現(xiàn)型比例為3∶1。分離規(guī)律的實(shí)質(zhì)三、遺傳的染色體學(xué)說可以解釋孟德爾定律基因分離定律的實(shí)質(zhì)是：在雜合體的細(xì)胞中，位于一對同源染色體的等位基因，具有一定的獨(dú)立性；在減數(shù)分裂形成配子的過程中，等位基因會(huì)隨同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入兩個(gè)配子中，獨(dú)立的隨配子遺傳給后代。任務(wù)：兩對相對性狀（獨(dú)立遺傳）的生物體的配子如何產(chǎn)生的呢？以AaBb為例，畫出細(xì)胞的減數(shù)分裂圖。（2）在減數(shù)分裂形成配子時(shí)非等位基因表現(xiàn)出自由組合非等位自由組合的原因：

非等位基因自由組合的時(shí)間：

非等位基因自由組合的結(jié)果：F2出現(xiàn)9∶3∶3∶1比例的原因：

非等位基因位于非同源染色體的上，減數(shù)分裂時(shí)隨著非同源染色體的自由組合而自由組合。減數(shù)第一次分裂的后期。形成含AB、Ab、aB、ab基因的四種類型的配子，并且比例為1∶1∶1∶1。F1產(chǎn)生AB、Ab、aB、ab四種類型的配子且比例為1∶1∶1∶1，在受精作用形成受精卵時(shí)，雌雄配子結(jié)合是隨機(jī)的，所以F2出現(xiàn)四種表現(xiàn)型比例為9∶3∶3∶1。AaBbABABABababab精原細(xì)胞初級精母細(xì)胞次級精母細(xì)胞精細(xì)胞ABABababaABbAaBbABABababAAbbaaBBAaBb精原細(xì)胞初級精母細(xì)胞次級精母細(xì)胞精細(xì)胞基因的自由組合定律的實(shí)質(zhì)是：位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的；在減數(shù)分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí)，非同源染色體上的非等位基因自由組合。薩頓基因在染色體上證據(jù)現(xiàn)象假說演繹推理實(shí)驗(yàn)論