基因的分離定律和自由組合定律是生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)時的傳遞物體在前后代傳遞遺傳物質(zhì)時的傳遞規(guī)律，而減數(shù)分裂又是生物體在形成規(guī)律，而減數(shù)分裂又是生物體在形成有性生殖細胞時的分裂方式，這二者有性生殖細胞時的分裂方式，這二者是否有聯(lián)系？是否有聯(lián)系？基因基因(即遺傳因子即遺傳因子)是抽象的概念還是是抽象的概念還是客觀存在的實體？它究竟存在哪里？客觀存在的實體？它究竟存在哪里？性質(zhì)怎樣？性質(zhì)怎樣？ 1902年，年，美國美國遺傳學(xué)家薩頓遺傳學(xué)家薩頓（WSutton，18771916）認識到豌）認識到豌豆產(chǎn)生配子時孟德爾的遺傳因子（基因）豆產(chǎn)生配子時孟德爾的遺傳因子（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。色體一文中發(fā)表了他的假說。假說假說: :基因在染色體上基因在染色體上推論：推論：基因在染色體上基因在染色體上看不見看不見染色體染色體基因基因看得見看得見D dD d推理推理u薩頓經(jīng)薩頓經(jīng)類比推理類比推理得出的結(jié)論得出的結(jié)論基因在染色體上究竟是否基因在染色體上究竟是否正確？正確？u由于缺少實驗證據(jù)美國科學(xué)由于缺少實驗證據(jù)美國科學(xué)家家摩爾根等摩爾根等對此持懷疑態(tài)度對此持懷疑態(tài)度你認為這是什么物質(zhì)？你認為這是什么物質(zhì)？這種物質(zhì)與孟德爾的遺傳因子這種物質(zhì)與孟德爾的遺傳因子（基因）的行為有哪些平行關(guān)系？（基因）的行為有哪些平行關(guān)系？任務(wù)任務(wù)1：分析孟德爾的假說中：分析孟德爾的假說中(等位等位)基因基因（遺傳因子）的行為（遺傳因子）的行為（P6P7,P16）任務(wù)任務(wù)2：分析減數(shù)分裂過程中什么物質(zhì)也：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)自主學(xué)習(xí)、合作討論：完成任務(wù) 基因在體細胞中成對存在，其中基因在體細胞中成對存在，其中一個來自母本，另一個來自父本一個來自母本，另一個來自父本 基因在雜交實驗中始終保持其獨基因在雜交實驗中始終保持其獨立性和完整性立性和完整性 F1F1形成配子時，等位基因的分離形成配子時，等位基因的分離 F1 F1形成配子時，非等位基因表現(xiàn)形成配子時，非等位基因表現(xiàn)出自由組合出自由組合 同源染色體在體細胞中成對存在，一同源染色體在體細胞中成對存在，一個來自母方，一個來自父方個來自母方，一個來自父方 同源染色體經(jīng)過減數(shù)分裂，在生殖細同源染色體經(jīng)過減數(shù)分裂，在生殖細胞中成單存在胞中成單存在 在原始的生殖細胞形成配子進行減數(shù)在原始的生殖細胞形成配子進行減數(shù)第一次分裂時，同源染色體分離第一次分裂時，同源染色體分離 在原始的生殖細胞形成配子進行減數(shù)在原始的生殖細胞形成配子進行減數(shù)第一次分裂時，非同源染色體表現(xiàn)出自第一次分裂時，非同源染色體表現(xiàn)出自由組合由組合嘗試分析基因與染色體的關(guān)系嘗試分析基因與染色體的關(guān)系基因的行為基因的行為染色體的行為染色體的行為體細胞中的體細胞中的存在形式存在形式配子中的存配子中的存在形式在形式在體細胞中在體細胞中的來源的來源形成配子時形成配子時的組合方式的組合方式傳遞中的性傳遞中的性質(zhì)質(zhì)成對成對成對成對成單成單成單成單一個來自父方，一一個來自父方，一個來自母方個來自母方一個來自父方，一一個來自父方，一個來自母方個來自母方自由組合自由組合非同源染色體自由非同源染色體自由組合組合雜交過程保持完整雜交過程保持完整性獨立性性獨立性在配子形成和受精在配子形成和受精過程中保持穩(wěn)定性過程中保持穩(wěn)定性類比類比: :基因和染色體之間具有基因和染色體之間具有平行關(guān)系平行關(guān)系 可能基因在染色體上，染色體是基因的載體可能基因在染色體上，染色體是基因的載體l缺乏讓人信服的實驗根據(jù)缺乏讓人信服的實驗根據(jù)二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)摩爾根摩爾根1926年發(fā)表年發(fā)表基因論基因論創(chuàng)立了現(xiàn)代遺傳學(xué)的基因?qū)W說。創(chuàng)立了現(xiàn)代遺傳學(xué)的基因?qū)W說。 (一一) 實驗實驗如何解釋出現(xiàn)的問題呢如何解釋出現(xiàn)的問題呢?PF1F2紅眼（雌、雄）紅眼（雌、雄）白眼白眼(雄雄)3/41/41/4紅眼（雌、雄）紅眼（雌、雄）理論依據(jù)（已有知識）：理論依據(jù)（已有知識）：1、基于對果蠅體、基于對果蠅體細胞染色體的認識細胞染色體的認識2、基于對薩頓、基于對薩頓假說的認識假說的認識基因在染色體上基因在染色體上討論與猜想討論與猜想: :如果按照薩頓的理論如果按照薩頓的理論:基因在染基因在染色體上色體上,那么那么,控制白眼的基因是在控制白眼的基因是在常染色體上還是在性染色體上呢常染色體上還是在性染色體上呢?如果在性染色體上如果在性染色體上,那又有哪些那又有哪些可能呢？可能呢？提出假設(shè)提出假設(shè)假設(shè)假設(shè)：控制白眼的基因在：控制白眼的基因在X、Y染色染色 體上體上假設(shè)假設(shè)：控制白眼的基因是在：控制白眼的基因是在Y染色體染色體 上，而上，而X染色體上沒有它的等位基因染色體上沒有它的等位基因假設(shè)假設(shè)：控制白眼的基因在：控制白眼的基因在X染色體染色體上，而上，而Y上不含有它的等位基因。上不含有它的等位基因。雌果蠅種類：雌果蠅種類：紅眼（紅眼（）紅眼（紅眼（w w）白眼（白眼（W WW W）雄果蠅種類：雄果蠅種類：紅眼（紅眼（）白眼（白眼（w w）( (二二) ) 經(jīng)過推理、想象提出經(jīng)過推理、想象提出假說假說: :控制白眼的基因在控制白眼的基因在X X染色體上染色體上PF1F2（三）對實驗現(xiàn)象的（三）對實驗現(xiàn)象的解釋解釋XWXWXwYXWYXw配子配子XWYXWXwXwXWYXWXWXW（雌）（雌）XWXw（雌）（雌）XWY（雄）（雄）XwY（雄）（雄）3/4紅眼（雌、雄）紅眼（雌、雄） 1/4白眼（雄）白眼（雄）( (四四) ) 根據(jù)假說進行根據(jù)假說進行演繹推理演繹推理: :紅眼（雌、雄）紅眼（雌、雄）白眼（雌、雄）白眼（雌、雄）各占各占1/4各占各占1/41/4F1XWXwXwY( (五五) ) 實驗驗證實驗驗證摩爾根等人親自做了該實驗，實驗結(jié)果如下：摩爾根等人親自做了該實驗，實驗結(jié)果如下：證明了基因在染色體上證明了基因在染色體上紅眼紅眼紅眼紅眼白眼白眼白眼白眼雌雌雌雌雄雄雄雄126126132132120120115115與理論推測一致，完全符合假說，假說完全正與理論推測一致，完全符合假說，假說完全正確！確！人的體細胞只有人的體細胞只有2323對染色體，卻有對染色體，卻有3 33.53.5萬個基萬個基因，基因與染色體可能有怎樣的對應(yīng)關(guān)系呢？因，基因與染色體可能有怎樣的對應(yīng)關(guān)系呢？基因在染色體基因在染色體上呈上呈線性線性排列排列一條染色體上一條染色體上有許多個基因有許多個基因結(jié)論：結(jié)論：（1 1）F1F1在減數(shù)分裂形成配子時等位基因表現(xiàn)出分離。在減數(shù)分裂形成配子時等位基因表現(xiàn)出分離。等位等位分離的原因：分離的原因： 等位基因分離的時間：等位基因分離的時間： 等位基因分離的結(jié)果：等位基因分離的結(jié)果：F2F2出現(xiàn)出現(xiàn)3131比例的原因：比例的原因：等位基因位于同源染色體的相同位等位基因位于同源染色體的相同位置上，減數(shù)分裂時隨著同源染色體置上，減數(shù)分裂時隨著同源染色體的分離而分離。的分離而分離。減數(shù)第一次分裂的后期。減數(shù)第一次分裂的后期。形成含形成含A A或或a a基因的兩種類型基因的兩種類型的配子，并且比例為的配子，并且比例為1111。F1 F1 產(chǎn)生產(chǎn)生A A、a a兩種類型的配兩種類型的配子且比例為子且比例為1111，在受精作，在受精作用形成受精卵時，雌雄配子用形成受精卵時，雌雄配子結(jié)合是隨機的，所以結(jié)合是隨機的，所以F2F2出現(xiàn)出現(xiàn)三種基因型比例為三種基因型比例為121121，出現(xiàn)二種表現(xiàn)型比例為出現(xiàn)二種表現(xiàn)型比例為3131。三、孟德爾定律的細胞學(xué)解釋三、孟德爾定律的細胞學(xué)解釋基因分離定律的實質(zhì)是：基因分離定律的實質(zhì)是：在雜合體的細胞中，在雜合體的細胞中，位于一對同源染色體的等位基因，具有一定的獨立位于一對同源染色體的等位基因，具有一定的獨立性；在減數(shù)分裂形成配子的過程中，性；在減數(shù)分裂形成配子的過程中，等位基因會等位基因會隨同源染色體的分開而分離隨同源染色體的分開而分離，分別進入兩個配，分別進入兩個配子中，獨立的隨配子遺傳給后代。子中，獨立的隨配子遺傳給后代。任務(wù)：任務(wù)：兩對相對性狀（獨立遺傳）的生物體的兩對相對性狀（獨立遺傳）的生物體的配子如何產(chǎn)生的呢？以配子如何產(chǎn)生的呢？以AaBbAaBb為例，畫出為例，畫出細胞的減數(shù)分裂圖。細胞的減數(shù)分裂圖。（2 2）在減數(shù)分裂形成配子時非等位基因表現(xiàn)出自由組合在減數(shù)分裂形成配子時非等位基因表現(xiàn)出自由組合非等位自由組合的原因：非等位自由組合的原因： 非等位基因自由組合的時間：非等位基因自由組合的時間： 非等位基因自由組合的結(jié)果：非等位基因自由組合的結(jié)果：F2F2出現(xiàn)出現(xiàn)9 3 319 3 31比例比例的原因：的原因：非等位基因位于非同源染色體的非等位基因位于非同源染色體的上，減數(shù)分裂時隨著非同源染色上，減數(shù)分裂時隨著非同源染色體的自由組合而自由組合。體的自由組合而自由組合。減數(shù)第一次分裂的后期。減數(shù)第一次分裂的后期。形成含形成含ABAB、AbAb、aBaB、abab基因基因的四種類型的配子，并且比的四種類型的配子，并且比例為例為11111111。F1 F1 產(chǎn)生產(chǎn)生ABAB、AbAb、aBaB、abab四種類四種類型的配子且比例為型的配子且比例為11111111，在受精作用形成受精卵時，雌雄在受精作用形成受精卵時，雌雄配子結(jié)合是隨機的，所以配子結(jié)合是隨機的，所以F2F2出現(xiàn)出現(xiàn)四種表現(xiàn)型比例為四種表現(xiàn)型比例為93319331。AaBbABABABababab精原細胞精原細胞初級精母細胞初級精母細胞次級精母細胞次級精母細胞精細胞精細胞ABABababaABbAaBbABABababAAbbaaBBAaBb精原細胞精原細胞初級精母細胞初級精母細胞次級精母細胞次級精母細胞精細胞精細胞基因的自由組合定律的實質(zhì)是：基因的自由組合定律的實質(zhì)是：位于位于非同源染色體上的非等位基因的分離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；或組合是互不干擾的；在減數(shù)分裂過在減數(shù)分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時，分離的同時，非同源染色體上的非非同源染色體上的非等位基因自由組合等位基因自由組合。三、孟德爾定律的細胞學(xué)解釋三、孟德爾定律的細胞學(xué)解釋薩頓薩頓基因在染基因在染色體上色體上證據(jù)證據(jù)現(xiàn)象現(xiàn)象假說假說演繹推理演繹推理實驗論證實驗論證結(jié)論結(jié)論類比推理類比推理摩爾根摩爾根實驗實驗孟德爾遺傳規(guī)孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋律的現(xiàn)代解釋應(yīng)用應(yīng)用學(xué)習(xí)收獲：學(xué)習(xí)收獲：2008年11月26日浙江省臺州中學(xué)P 紅眼紅眼 白眼白眼F1 XXXYw wXXXYw w白眼白眼常染色體常染色體性染色體性染色體對：對：，雌性同型：雌性同型：雄性異型：雄性異型：果蠅體細胞染色體果蠅體細胞染色體