内容正文:
基因在细胞中有没有物质基础?基因在哪?
论证:基因和染色体的关系
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资料1:1903年,美国科学家萨顿用蝗虫细胞作材料,研究配子的形成过程。发现在减数分裂过程中染色体的行为与孟德尔研究的遗传因子的行为存在高度一致性。
萨顿
任务一 分析基因与染色体的行为
受精作用
受精卵
亲代
配子
子代
染色体行为
基因行为
DD
dd
D
d
Dd
Dd
受精作用
染色体
推理
基因
平行关系
问题:
通过对遗传因子与同源染色体的行为变化的比较,展开你的想象,你能作出怎样的推测或假设?
①染色体就是基因;
②可能基因在染色体上,染色体是基因的载体。
问题:
一个生物的性状是由基因控制的,大多数生物的性状成百上千,但生物的染色体数目却是有限的,比如,人的染色体只有23对,你能根据这个事实检验上述假设是否成立吗?
萨顿在“遗传和染色体”一文(1903年)中说:“父本和母本的染色体联合成对及它们在减数分裂中的分离构成孟德尔定律的基础”。就是说,只要假定基因是在染色体上,分离定律和自由组合定律就会从细胞水平得到解释。
任务一 分析基因与染色体的行为
主张一:
基因是染色体
资料2:果蝇体细胞中有8条染色体,被研究过的基因达数百个;人类体细胞中有46条染色体,携带的基因大约有几万个。
质疑
主张二:
基因在染色体上
证据
支持/反驳主张
资料1:基因的行为与染色体的行为具有高度一致性
说起摩尔根,人们很自然地会联想到果蝇。1908年,摩尔根安排一个研究生在暗室里饲养果蝇,希望能产生一种果蝇,它们的眼睛因不用而退化。这位学生让果蝇在暗无天日的世界里繁殖了68代,研究也毫无进展。但是果蝇这种近乎理想的实验动物,却因此被引进了实验室里。
①易饲养,繁殖快。
②后代数量多,便于统计。
③具有多对易于区分的相对性状。
④染色体数目少,便于观察。
资料3:
20世纪初期,生物学家发现了果蝇体细胞中有4对染色体,其中3对是常染色体,1对是性染色体,即雌果蝇为6+XX,雄果蝇为6+XY。
雌雄果蝇的染色体组成
常染色体:Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
性染色体:X、Y
Q1:果蝇的眼色中显性是?这一相对性状由_____对等位基因控制?果蝇红眼和白眼这一对相对性状的遗传______(是/否)符合基因分离定律?
Q2:能否用已有知识解释这一现象?
任务二 运用假说演绎法,分析眼色基因与染色体的关系
资料4:
8
主张一:
基因是染色体
资料2:基因的数目远远大于染色体的数目
质疑
主张二:
基因在染色体上
证据
资料1:基因的行为与染色体的行为具有高度一致性
资料4:果蝇的眼色遗传总是与性别相关联
完善主张二:
基因在性染色体上
设控制果蝇颜色的一对等位基因为W和w
假说1: 基因只存在Y染色体(Ⅱ1)上
假说2: 基因只存在X染色体(Ⅱ2)上
假说3: 基因存在XY染色体同源区段(Ⅰ)上
红眼雌:X X 白眼雄:XY —
红眼雌:X — X — 白眼雄:X — Y
红眼雌:X — X — 白眼雄:X — Y —
资料5:研究表明,X染色体和Y染色体存在同源区段和非同源区段,并且X和Y同源区段的基因是成对存在的。
提出假说,解释现象
×
不能解释摩尔根的果蝇杂交实验现象。
任务二 运用假说演绎法,分析眼色基因与染色体的关系
提出假说,解释现象
假说1: 基因只存在Y染色体(Ⅱ1)上
红眼雌:X X 白眼雄:XY w
任务二 运用假说演绎法,分析基因与染色体的关系
可以解释摩尔根的果蝇杂交实验结果。
提出假说,解释现象
假说2: 基因只存在X染色体(Ⅱ2)上
红眼雌:X W X W 白眼雄:X w Y
任务二 运用假说演绎法,分析基因与染色体的关系
提出假说,解释现象
假说3: 基因存在XY染色体同源区段(Ⅰ)上
红眼雌:X W X W 白眼雄:X w Y w
主张一:
基因是染色体
资料2:基因的数目远远大于染色体的数目
质疑
主张二:
基因在染色体上
证据
资料1:基因的行为与染色体的行为具有高度一致性
资料4:果蝇的眼色遗传总是与性别相关联
完善主张二:
白眼基因在性染色体上
推理
继续完善主张二:控制白眼性状的基因
位于X染色体或X、Y染色体的同源区段
任务二 运用假说演绎法,分析基因与染色体的关系
演绎推理——设计测交实验
演绎1:只位于X染色体上(Ⅱ2)。
演绎2:基因存在XY染色体同源区段(Ⅰ)上
任务二 运用假说演绎法,分