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基因，你究竟在哪呢？
第2节 基因在染色体上
问题探讨 P27
孟德尔分离定律：
在生物的体细胞中，控制同一性状的 遗传因子 成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的 遗传因子 发生分离，分离后的 遗传因子 分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。
基 因
基 因
基 因
同源染色体
同源染色体
同源染色体
你觉得这样替换有问题吗？由此你联想到什么？
杂合子在形成配子时，等位基因发生分离
减数第一次分裂（后期）时，同源染色体发生分离
平行关系
孟德尔分离定律的核心
D d
D
d
减数分裂的核心
基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
P28
科学研究方法之一：类比推理（借助已知的事实及事物间的联系推理得出假说）
看不见
染色体
假说：基因在染色体上
推理
基因
看得见
类比
平行关系
D d
D
d
一、萨顿的假说
1、内容:基因在染色体上
基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的
2、原因: 基因和染色体行为存在着明显的平行关系
----类比推理
那么基因和染色体行为主要有哪些平行关系呢？
？
3、具体体现：P27
基因 染色体
在配子形成和受精时
体细胞中的存在形式
配子中的存在形式
在体细胞中的来源
形成配子时的组合方式
一个来自父方，一个来自母方
一条来自父方，一条来自母方
杂交过程保持完整性和独立性
保持相对稳定的形态结构
类比: 基因和染色体之间具有平行关系
（减数第一次分裂后期）非等位基因自由组合 非同源染色体自由组合
只有成对基因中一个 只有成对染色体中一条
成对
成对
存在状态“平行”
存在数量“平行”
来源
“平行”
行为
“平行”
矮 茎
高 茎
×
减数
分裂
受 精
减数
分裂
高 茎
减数
分裂
高 茎
高 茎
高 茎
矮 茎
P
配子
F1
F1 配子
d d
D D
d
D
D d
d
D
D
d
D d
D d
d d
D D
F2
高茎用D表示，矮茎d表示
P28 思考与讨论：请用萨顿的假说解释孟德尔的一对相对性状的豌豆杂交实验
萨顿经类比推理得出的假说——基因在染色体上究竟是否正确？
由于缺少实验证据美国科学家摩尔根等对此持怀疑态度
摩尔根
二、基因位于染色体上的实验证据
实验材料:果蝇
果蝇作实验材料的优点：
①易饲养，繁殖快，子代多（便于做性状统计），
②众多易于区分的相对性状，雄雌易辨别
③染色体少易观察
④成本低
P32《科学家的故事》
F2
3 ： 1
白眼果蝇都是雄的
红（雌、雄）
P
F1
红眼
（雌、雄）
×
F1雌雄交配
摩尔根的果蝇杂交实验 过程和现象
白（雄）
（1）是否符合孟德尔遗传定律？如何解释？
（2）特殊在什么地方？
（3）当时，性染色体已经发现，据此你能作出怎样的解释？
符合
1、提出问题 白眼性状的表现总是与性别相联系
F2中红眼：白眼比是3︰1
2、作出假设
控制白眼性状的基
因可能在性染色体上
果蝇体细胞染色体图解
雌雄果蝇体细胞中染色体组成有何异同？
3对常染色体+
3对常染色体+
XX（同型的）
XY（异型的）
染色体
常染色体：与性别决定无关
性染色体：与性别决定有关，如X、Y染色体（性染色体上的基因不一定都与性别有关）
假设一：控制白眼的基因在X、Y染色体上。
假设三：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。
假设二：控制白眼的基因在Y染色体上，而X染色体上不含有它的等位基因。
白眼的遗传和性别相联系，但果蝇成对的两个性染色体大小、形态相差悬殊。这个白眼基因会在哪个位置呢？
分析各种情况，并画出遗传图解
×
白眼
（雄）
红眼
（雌）
P
… …
同源区段（有等位基因）
非同源区段（无等位基因）
2、作出假设:
基因的表示方法：
如果基因在常染色体上 ： DD、dd
如果基因在性染色体上：先写性染色体后写基因
雌果蝇基因型：
(XWXW)或(XWXw)
雄果蝇基因型：
2、经过推理、想象作出假设:
——控制白眼的基因在X染色体上,而Y染色体不含有它的等位基因
(XwXw)
(XWY)
(XwY)
红眼
白眼
白眼
红眼
X X
X Y
-
-
-
雌性：
雄性：
若用w表示控制眼睛颜色的基因，红眼W,白眼w.
P
F1
F2
×
对实验现象的解释
XWXW
XwY
XW
Y
Xw
配子
XWY
XWXw
×
Xw
XW
Y
XW
XWXW（雌）
XWXw（雌）
XWY（雄）
XwY（雄）
3/4红眼（雌、雄） 1/4白眼（雄）
3/4红眼（雌、雄） 1/4白眼（雄）
3、验证假说:测交实验
×
F1
XWXw
XwY
Y
Xw
配子
XW
Xw
XWXw
XwXw
XWY
XwY
测交后代
雌红眼
雌白眼
雄白眼
雄红眼
测交后代：红眼:白眼 = 1:1
F1雌个体与雄白眼交配
比例： 1: 1: 1: 1
请写出该测交的遗传图解
红眼
红眼
白眼
白眼
雌
雌
雄
雄
126
132
120
115
4、得出结论：证明了基因在染色体上
其他测交实验:XwXw × XWY XwXw × XwY
与理论推测一致，完全符合假说，假说完全正确！
摩尔根等人亲自做了该实验，实验结果如下：
×
F1
测交后代
测交结果： 红眼 ： 白眼= 1 : 1
验证假说：
测交
得出结论：
基因在染色体上
若控制白眼基因（w）在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因
白眼性状的表现总是与性别相联系？
提出问题：
作出假设：
假说
演
绎
法
从此，摩尔根成了 理论的坚定支持者
孟德尔
回顾摩尔根的实验：
前提条件:
果蝇不同类型的配子及基因型的个体存活力相同
基因是不是就是染色体呢？
（1）一条染色体上有许多个基因
（2）基因在染色体上呈线性排列
现代分子生物学技术将基因定位在染色体上
荧光标记
摩尔根的连锁图（基因的连锁互换定律）
基因在染色体上
小结
一、萨顿的假说
基因和染色体存在着明显的平行关系
内容：基因在染色体上
原因：
二、基因位于染色体上的证据
证据：果蝇的杂交实验
结论：基因在染色体上
（类比推理）
（假说演绎法）
人类探明基因神秘踪迹的历程
1903年萨顿研究蝗虫的精子和卵细胞形成过程
1910年摩尔根进行果蝇杂交实验
提出假说：基因在染色体上
找到基因在染色体上的实验证据
1866年孟德尔的豌豆杂交实验
发现了遗传因子 （基因）
基因究竟是什么物质
假说—演绎
类比推理
假说—演绎
三、孟德尔遗传规律的现代解释
1、孟德尔的遗传因子与染色体上基因的对应关系
（1）分离定律中一对遗传因子指一对同源染色体上的一对等位基因
（2）自由组合定律中不同对的遗传因子指位于非同源染色体的非等位基因
2、两个遗传定律的细胞学基础
（1）分离定律的细胞学基础是同源染色体分离
（2）自由组合定律的细胞学基础是非同源染色体的自由组合
3、基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，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，独立地随配子遗传给后代。（基因的独立性和分配性）
4、基因自由组合定律的实质：位于非同源染色体上的非等位基因的分离和自由组合是互不干扰的；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。（基因的同时性和独立性）
注意：
1、位于一对同源染色体上的非等位基因，如果不发生染色体的交叉互换，则不能自由组合
2、基因的行为并不都遵循孟德尔遗传定律，如：真核生物线粒体、叶绿体中的基因和原核生物中基因的行为都不遵循
即：不是所有的基因都在染色体上，染色体是基因的主要载体
3、孟德尔遗传定律成立前提条件是所涉及的基因在遗传上具有独立性，因此又被称为独立遗传定律
4、遗传定律适用于进行有性生殖的生物核基因的遗传，减数分裂形成配子的过程中起作用
拓展一：细胞质遗传（非染色体遗传、核外遗传等）
1、概念：指由细胞质内遗传物质即细胞质基因所决定的遗传现象和规律
2、特点：杂交后代性状一般不表现一定的分离定律，正交和反交的遗传表现不同
3、物质基础：所有细胞器和细胞质颗粒中的遗传物质均为细胞质遗传。细胞器基因组包括线粒体基因组、叶绿体基因组等，它们都是双链DNA分子，裸露闭合环状的结构
拓展二：遗传物质的主要载体是染色体
就是一些遗传物质不在染色体上，而存在于拟核、质粒、线粒体、叶绿体等细胞结构中
拓展三：“各种”染色体承载“各种”基因
同源染色体---------等位基因（或相同基因）
非同源染色体------ 非等位基因
姐妹染色单体，有丝分裂后期移向两级的对应染色体-----------相同的基因
染色体的复制-------基因的复制
四分体内非姐妹染色单体交叉互换------同源染色体等位基因交叉互换（基因重组）
同源染色体分离------等位（或相同）基因分离
非同源染色体自由组合-----某些非等位基因自由组合
姐妹染色单体分离-----相同基因分离
拓展四：基因行为与染色体行为的联系
1、回顾科学史：在基因研究中，有许多科学家取得成就。下列成就分别是由哪些科学家来完成的？
①提出“性状是由遗传因子决定的”观点。
②把“遗传因子”改为“基因”，并提出“等位基因”概念。
③提出“基因在染色体上”的假说。
④用实验证明了“基因在染色体上”。
补充练习：
孟德尔
约翰逊
摩尔根
萨顿
2、已知果蝇的体细胞内有4对同源染色体，根据萨顿的假说，关于该动物减数分裂产生的配子的说法正确的是（ ）
A、果蝇的精子中含有成对的基因
B、果蝇的体细胞中含有一个基因
C、果蝇的4对同源染色体上含有的基因可以同时来自父方，也可同时来自母方
D、在体细胞中，基因成对存在的，在配子中只有成对基因中的一个
D
3、在XY型性别决定中，对性别起决定作用的细胞是：（ ）
A、精子 B、卵细胞
C、初级精母细胞 D、初级卵母细胞
4、猴的下列各组细胞中，肯定含有Y染色体的是（ ）
A、受精卵 B、次级精母细胞
C、初级精母细胞 D、雄猴的神经元
E、精子 F、雄猴的肠上皮细胞
A
CDF
5、如何知道控制某性状的基因是位于常染色体还是性染色体上？
用具有相对性状的亲本进行正交、反交
若正交、反交后代雌雄个体中性状表现一致，则在常染色体上，若正交、反交后代雌雄个体中性状表现有明显差异，则位于性染色体
1、利用与DNA长链有何关系类比推理法，推断基因？
（完成P30技能训练）
作业
2、完成《红对勾》的相关练习

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