1、第2章 基因和染色体的关系第二节 基因在染色体上一、 教学目标1.说出基因位于染色体上的理论假说和实验证据。2.运用有关基因和染色体的知识阐明孟德尔遗传规律的实质。3.尝试运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上。4.认同科学研究需要丰富的想象力，大胆质疑和勤奋实践的精神，以及对科学的热爱二、教学重点1.位于染色体上的理论假说和实验证据。2.孟德尔遗传规律的现代解释。三、教学难点1.运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上。2.基因位于染色体上的实验证据。四、课时安排 1课时教学过程当孟德尔的遗传规律被重新发现以后，有一个问题始终没有解决：基因在细胞中究竟有没有物质基础呢？孟德尔所假设的颗粒状
2、的因子，究竟是不是物质的实体？如果是，又存在于细胞的什么位置？基于以上提出的种种问题，在1903年,美国遗传学家萨顿用蝗虫细胞做材料,研究精子和卵子的形成过程。实验表明，一种蝗虫的体细胞中有24条染色体，生殖细胞中只有12条染色体。精子和卵细胞结合形成的受精卵，又具有24条染色体。蝗虫子代体细胞中的染色体数目与双亲的体细胞染色体数目一样。子代体细胞中的这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。从实验中他发现孟德尔假设的一对遗传因子，也就是等位基因，它们的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。萨顿由此推论：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一
3、代的。也就是说，基因就在染色体上，因为基因和染色体行为存在着明显的平行关系。他所依据的方法是类比推理法。什么叫做类比推理法呢？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方法。 如19世纪，物理学家研究光的性质时，曾经将光与声进行类比。声有直线传播、反射和折射等现象，其原因在于它有波动性。后来发现光也有直线传播、反射和折射等现象，因此推测光也可能有波动性。这种推理就是类比推理。1.基因在杂交过程保持完整性独立性。染色体在配子形成过程和受精过程中，也有相对稳定的形态结构。2.在体细胞中基因成对存在，染色体也是成对的。3.体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自
4、母方。同源染色体也是如此。4.非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合。于是，萨顿将看不见的基因与看得见的染色体的行为进行类比，根据其惊人的一致性，提出基因位于染色体上的假说。那么萨顿所得出的染色体在基因上的结论究竟是否正确呢？由于缺少实验证据美国生物学家摩尔根等对此持怀疑态度。美国生物学家摩尔根曾经表示不相信孟德尔的遗传理论，对萨顿的基因位于染色体上的学说更加持有怀疑态度。他自己一直琢磨着设计一个实验，看看生物的遗传与染色体到底有什么关系，基因又是怎么回事。经过不懈努力，他和他的学生终于找到一种适合作实验的材料果蝇。从1909年开始，摩尔根开始潜心研究果蝇
5、的遗传行为。正常的果蝇都是红眼的，一天，他偶然在一群红眼果蝇中发现了一只白眼果蝇。白眼性状是如何遗传的？他做了下面的实验（详见P29）实验结果表明遗传符合分离定律，所不同是白眼性状的表现，总是与性别相联系。如何解释这一现象呢？控制白眼的基因是在常染色体上还是在性染色体上呢?如果在性染色体上，那么是在X染色体上还是在Y染色体上呢？还是X、Y染色体都有呢？经过推理得出设想：控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因。图解详见P29 摩尔根通过实验验证了自己的设想，从而证明了基因在染色体上。从此摩尔根成了孟德尔理论的支持者。 果蝇体细胞内有4对染色体，被人们研究过的基因就达数百个；又
6、如，人的体细胞只有23对染色体，却有33.5万个基因，基因与染色体可能有怎样的对应关系呢？通过分析得出：一条染色体上有许多个基因，基因在染色体上呈线性排列。通过上面的学习我们知道了基因位于染色体上，孟德尔所说的一对遗传因子就是位于一对同源染色体上的等位基因。不同对的遗传因子就是位于非同源染色体上的非等位基因。那么，孟德尔的分离与自由组合定律能不能用基因和染色体来阐述其实质呢？1.基因分离定律的实质是：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体的等位基因，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。2、基因的自由组合定律的实质是：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，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。 下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的是（ ）A、染色体是基因的主要载体B、基因在染色体上呈线性排列C、一条染色体上有多个基因D、染色体就是由基因组成的