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基因在染色体上
预习检测
一、萨顿的假说
1.内容：基因是由①__________携带着从亲代传递给下一代的,即②__________________上。
染色体
基因就在染色体
2.假说依据：基因和染色体的行为存在着明显的③____________。
平行关系
二、基因位于染色体上的实验证据
1.实验者：④__________。
摩尔根
2.实验材料——果蝇,果蝇体细胞内染色体的组成：果蝇体细胞中共有⑤_____对染色体,其中⑥_____对是常染色体, ⑦_____对是性染色体。雌果蝇的性染色体是⑧______,雄果蝇的性染色体是⑨______。
4
3
1
XX
?
XY
?
导入
46条
23对
常染色体22对
性染色体1对
1990正式启动人类基因组计划，该计划旨在测定组成人类染色体中所包含的30亿个碱基对组成的核苷酸序列，从而绘制人类基因组图谱，辨识基因及其序列，达到破译人类遗传信息的最终目的。该计划被誉为生命科学的“登月计划”。 人有46条染色体，但是旨在揭示人类基因组遗传信息的人类基因组计划却只测定人的24条染色体的DNA序列。
1.对人类基因组进行测序，为什么首先要确定哪些染色体?
2.为什么不测定全部46条染色体?
因为基因在染色体上，要测定某个基因序列，首先要确定该基因在哪条染色体上，如果要测定人类基因组的基因序列，就要知道包含人类基因组的全部染色体组由哪些染色体组成。
人有22对常染色体和1对性染色体，在常染色体中，每对同源染色体上分布的基因是相同的或是等位基因，只对其中一条测序就可以了；性染色体X和Y差别较大，基因也大不相同，所以都要测序。
本节重难点
1.尝试运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上。
2.说出基因位于染色体上的理论假说和实验证据。
3.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。
新授内容
萨顿的假说
1903年，萨顿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！

1903年
萨顿
　　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。
减数第一次分裂时，同源染色体的分离。
孟德尔分离定律的核心
D d
D
d
减数分裂的核心
平行关系
杂合子在形成配子时，成对遗传因子的分离。
（等位基因）
萨顿的假说：
类比推理法
项目
基因行为
染色体行为
染色体在配子形成和受精过程中,具有相对稳定的形态结构。
在体细胞中染色体成对存在。 在配子中成对的染色体只有一条。
体细胞中成对的染色体也是一个来自父方,一个来自母方。
非同源染色体在减数第一次分裂后期是自由组合的。
基因在杂交过程中保持完整性和独立性。
在体细胞中基因成对存在。在配子中成对的基因只有一个。
体细胞中成对的基因一个来自父方,一个来自母方。
非等位基因在形成配子时自由组合。
独立性
在细胞中的存在方式
体细胞中的来源
形成配子时的行为
基因和染色体的行为存在着明显的平行关系
高 茎
高 茎
矮 茎
高 茎
D d
D D
d d
D d
D D
d d
在染色体上标注基因符号，解释孟德尔的杂交实验
×
减数
分裂
减数
分裂
高 茎
减数
分裂
P
配子
F1
F1配子
D d
高茎
矮茎
F2
D
d
D
d
D
d
高：矮
3 : 1
思考与讨论
Question：萨顿通过类比推理法得出的基因在染色体上的结论是否可靠？
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}病患一
病患二
发烧
发烧
流鼻涕
流鼻涕
咳嗽
咳嗽
新型冠状病毒感染
？
生物学中的可靠结论来自于实验！
我更相信的是实验证据我要通过确凿的实验找到基因和染色体的关系！
萨顿运用“推理” 的方法提出基因位于染色体上的假说，对此我持怀疑态度，这只是主观臆测，并不具有逻辑的必然性，其正确与否还需要真实的实验来检验。我能不能设计一个实验，看看生物的遗传与染色体到底是什么关系，基因又是怎么回事？
用什么作实验材料呢？这是个关键问题。材料选对了，实验就成功了一半。巴甫洛夫有狗，孟德尔有豌豆，那我该选择什么呢？
托马斯·亨特·摩尔根
摩尔根的果蝇杂交实验
基因位于染色体上的实验证据
1. 实验者：摩尔根
2. 实验材料：果蝇
3. 果蝇作为遗传学实验材料的优点：
①个体小，易饲养②繁殖快③后代数量多④有易于观察的相对性状⑤染色体数目少（4对）
长翅
残翅
1910年5月的一天，在摩尔根的实验室中诞生了一只白眼的雄性果蝇，而它的兄弟姐妹的眼睛都是红色的。这是一只变异个体，他成为科学史上著名的动物!
P
F1
F2
红（雌、雄）：白 (雄)=3:1
×
F1雌雄交配
白雄 782
红雌 2495
红雄 1011
实验一
红眼雌果蝇
白眼雄果蝇
红眼雄
红眼雌
就果蝇红眼和白眼这一对相对性状来看，F1全为红眼，说明红眼对白眼是显性；
F2中红眼和白眼的数量比是3:1，符合分离定律，说明果蝇的红眼和白眼是受一对等位基因控制的；
白眼性状的表现总是与性别相关联，该如何解释这一现象呢？
摩尔根的果蝇杂交实验
摩尔根运用的研究方法———
假说—演绎法
假说----演绎法
观察现象，发现问题
大胆想象，提出假说
设计实验，演绎推理
实验验证，得出结论
为什么白眼性状，总是与性别相关联？
控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含它的等位基因。
设计测交实验，预测实验结果。
实验结果与预测符合，
假说正确。
XX
XY
XX
XX
XY
XY
×
F1雌雄交配
P
F1
F2
XX
XY
×
XWXW
红眼雌果蝇
XwY
白眼雄果蝇
P
XWXw
红眼雌果蝇
XWY
红眼雄果蝇
×
F1
XW
配子
Xw
Y
果蝇杂交实验分析图解
红（雌、雄）：白 (雄)=3:1
红雌：红雄：白 雄=2:1:1
XWXW
红眼雌
XWXw
红眼雌
XWY
红眼雄
XwY
白眼雄
F2
XW Xw
XW Y
配子
实验一
测交亲本
实验二
XwY
白眼雄果蝇
XWXw
红眼雌果蝇
×
XWY
红眼雄果蝇
XwXw
白眼雌果蝇
×
实验三
测交亲本
配子
配子
XWXw
红眼雌
XwY
白眼雄
雌果蝇均为红色 雄果蝇均为白色
测交子代
Xw
XW Y
测交子代
红：白 = 1:1
雌：雄 = 1:1
XWXw
红眼雌
XwXw
白眼雌
XWY
红眼雄
XwY
白眼雄
XW Xw
Xw Y
摩尔根假设控制白眼性状的隐性基因w位于X染色体上，Y染色体上不携带这个基因的显性等位基因，这一假设圆满地解释了果蝇的白眼遗传。
后来，摩尔根根据这一假设预测白眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交，F1应该全部为白眼。真实的实验结果与摩尔根的预测相吻合，那说明摩尔根的假设是正确的。这种研究问题的思路与孟德尔豌豆杂交实验的研究思路一致，都是“假说演绎法”。
摩尔根和他学生们的工作，把一个特定的基因和一条特定的染色体——X染色体联系起来，从而用实验证明了基因在染色体上。从此，摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者。
摩尔根的果蝇杂交实验
沃尔特·萨顿
我就说基因在染色体上吧！你还不信！
托马斯·亨特·摩尔根
好好好，都听你的！
基因与染色体的数量关系
果蝇的体细胞有4对染色体，携带的基因有1.3万多个。
人的体细胞有23对染色体，携带的基因有2.6万多个。
一条染色体上应该有许多个基因
思考？
结论：
问题：
基因在染色体上是如何排列的呢？
基因在染色体上呈线性排列
摩尔根和他的学生们经过十多年的努力，发明了测定基因在染色体上相对位置的方法，并绘制了第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置图，同时也说明了：
孟德尔遗传规律的现代解释
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；
A与B、C与D
同源染色体：
等位基因：
非等位基因：
Y与y
Y(y)与R
A
B
C
D
Y
y
R
R
相同基因：
R与R
位于同源染色体上同一位置，控制相对性状的基因。
1、基因的分离定律的实质：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，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
D
d
1
2
D
d
1
2
D
d
D
1
D
d
2
d
d
D
D
d
实质:
等位基因随同源染色体的分开而分离
减数分裂Ⅰ后期
2、基因的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。
自由组合的原因：
随非同源染色体的自由组合而自由组合。
自由组合的时间：
减数分裂Ⅰ后期
A
a
B
b
2对等位基因位于2对同源染色体上
A
a
B
b
2对等位基因位于1对同源染色体上
两对等位基因独立遗传
满足基因的自由组合定律
两对等位基因不独立遗传
不满足基因的自由组合定律
孟德尔遗传规律的现代解释
减数分裂Ⅰ后期
① 时间：
同源染色体的分离
非同源染色体自由组合
② 细胞学基础：
等位基因的分离
非等位基因的自由组合
③ 实质：
总结归纳
课堂小结
萨顿的假说
基因位于染色体上
摩尔根证明基因位于染色体上
方法：假说-演绎法
基因和染色体关系
技术：荧光标记法
孟德尔遗传规律的现代解释
基因的分离定律实质
基因的自由组合定律实质

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