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(共25张PPT)
第2章 基因和染色体的关系
第2节 基因在染色体上
问题探究
基因和染色体究竟是什么关系呢？
1、通过列表对比一对同源染色体与一对等位基因的行为，认同萨顿提出“基因在染色体上”的假说;
2、通过对摩尔根果蝇杂交实验现象的分析，提出问题、分析问题、设计相关实验论证“基因在染色体上”，深化对“假说一演绎法”的理解，发展科学思维和探究能力;
3、运用基因和染色体关系的知识，画图解释孟德尔遗传规律的实质;
4、通过体验摩尔根由孟德尔遗传定律“质疑者”转变成“坚定支持者”的过程，养成敢于质疑和自我否定、尊重事实的科学精神。
学习目标
杂合子在形成配子时
等位基因分离
减数第一次分裂时
同源染色体分离
分离定律的核心
减数分裂的核心
Dd
D
d
一、萨顿假说
*基因和染色体行为存在明显平行关系
萨顿
一、萨顿假说
基因的行为 染色体的行为
传递过程中 保持： _____________ 也有：
______________
存在形式 体细胞中_____存在 配子中______存在 体细胞_____存在
配子中____存在
体细胞中的 来源 成对中的基因 一个来自父方　　　　　　　　一个来自母方 同源染色体
一条来自父方
一条来自母方
形成配子时 组合方式 自由组合 ____________自由组合
【课前探索】
挑战任务1：列表对比基因和染色体的行为
一、萨顿假说
基因的行为 染色体的行为
传递过程中 保持： _____________ 也有：
______________
存在形式 体细胞中_____存在 配子中______存在 体细胞_____存在
配子中____存在
体细胞中的 来源 成对中的基因 一个来自父方　　　　　　　　一个来自母方 同源染色体
一条来自父方
一条来自母方
形成配子时 组合方式 自由组合 ____________自由组合
【课前探索】
萨顿由此推论：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，也就是说，基因在染色体上
独立性和完整性
相对稳定的形态结构
成对
成对
成单
成单
非等位基因
非同源染色体
【课堂探究】如果你也认同基因在染色体上，请完成挑战任务2(P30)，在图中的染色体上标注基因的符号（用D和d表示），解释孟德尔一对相对性状的杂交实验
D
D
d
d
D
d
D
d
D
d
D
d
D
D
D
d
D
d
d
d
二、基因位于染色体上的实验证据
萨顿
质疑
质疑
我不相信孟德尔，更难以相信萨顿那家伙毫无事实根据的臆测我更相信的是实验证据，我要通过确凿的实验找到遗传和染色体的关系。
摩尔根
孟德尔
时间 科学家 诺贝尔生理学或医学奖
1933 摩尔根 发现了基因的连锁互换定律
1946 缪勒 用X射线诱导果蝇突变获得成功，证明X射线能使果蝇的突变率提高150倍，被誉为“果蝇的突变大师”
1995 刘易斯/威绍斯/ 福尔哈德 通过研究果蝇早期胚胎发育的基因调控，揭示了动物早期胚胎发育的遗传调控机制
2004 阿克塞尔/巴克 发现果蝇的脑部有一个特定的嗅觉功能区域
2011 博伊特勒/霍夫曼/斯坦曼 发现了一种被称为Toll 的基因参与果蝇的胚胎发育，该基因也在果蝇的先天性免疫中起到关键作用
2017 霍尔/罗斯巴什/杨 通过研究果蝇发现了控制生物钟的分子机制
优点
①易饲养；
②繁殖快，后代多；
③相对性状多且明显；
④染色体数目少，且形态有明显差异便于观察
美国生物学家摩尔根曾经明确表示过不相信孟德尔的遗传理论，讥笑孟德尔的研究方法，称“解释结果需要高级杂耍”。
对萨顿的基因位于染色体上的学说更持怀疑态度，认为这是主观的臆测，缺少实验证据。
设计的实验反而证明孟德尔的正确，还为“基因在染色体上”提供了证据。尽管心塞，但坚持“实验至上”的摩尔根立马摈弃之前的偏见，从此对孟德尔“黑转粉”
二、基因位于染色体上的实验证据
实验关键？
实验材料：果蝇
果蝇体细胞染色体图解
二、基因位于染色体上的实验证据
3对常染色体+XX同型 3对常染色体+XY异型
染色体的类型
常染色体：与性别决定无关的染色体（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）
性染色体：与性别决定有关的染色体（如X、Y染色体）
二、基因位于染色体上的实验证据
1910年，摩尔根偶然发现了一只白眼雄果蝇，他用这只白眼雄果蝇和正常的红眼雌果蝇进行交配。
P
F1
F2
红眼（雌、雄）
白眼（雄）
3/4
1/4
红眼
（雌、雄交配）
×
红眼（雌）
白眼（雄）
当时摩尔根在做这个实验的时候还不知道基因和染色体的关系，也没有考虑Y染色体的存在，所以才将控制眼色的遗传因子（R/W）与决定性别的遗传因子（X）分开考虑的，即XX表示雌果蝇，X表示雄果蝇；并发表非常著名的文章“果蝇中的限性遗传”
P
F1
F2
红眼（雌、雄）
白眼（雄）
3/4
1/4
红眼
（雌、雄交配）
×
红眼（雌）
白眼（雄）
①F2 红眼和白眼性状之间的数 量比为3∶1，符合孟德尔的分离定律。
②所不同的是白眼性状的表现，总是与性别联系。
实验现象
二、基因位于染色体上的实验证据
提出问题
白眼性状的表现为何总与性别相联系呢？
基于以上的实验现象和右图的X-Y染色体图解，你可以提出什么假说来解释实验现象？
X染色体和Y染色体图解
假说③：控制白眼的基因位于X和Y染色体的同源区段上
假说②：控制白眼的基因只位于X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因（摩尔根）
假说①：控制白眼的基因只位于Y染色体上，而X染色体上不含有它的等位基因
二、基因位于染色体上的实验证据
提出假说
控制白眼的基因位于性染色体上
二、基因位于染色体上的实验证据
P
配子
F1
F2
XWXW
红眼（雌）
XwY
白眼（雄）
XW
Xw
Y
XWXw
红眼（雌）
XWY
红眼（雄）
×
配子 XW Y
Xw
XW
XWXW
XWY
XWXw
XwY
×
遗传图解
符合
演绎推理
解释杂交实验
二、基因位于染色体上的实验证据
配子 Xw Y
XW XWXw (红眼♀ ) XWY
（红眼♂）
Xw XwXw (白眼♀ ) XwY
（白眼♂）
F1红眼♀
白眼 ♂
×
XWXw
XwY
P
F1
白眼♀
演绎推理
设计测交实验
让F1红眼雌果蝇和与亲本白眼雄果蝇测交
红眼♀ 白眼♀ 红眼♂ 白眼♂
理论比 1 ： 1 ： 1 ： 1
二、基因位于染色体上的实验证据
统计的结果与理论上的推测完全符合假说，则假说正确!
配子 Xw Y
XW XWXw (红眼♀ ) XWY
（红眼♂）
Xw XwXw (白眼♀ ) XwY
（白眼♂）
F1红眼♀
白眼 ♂
×
XWXw
XwY
P
F1
白眼♀
实验验证
进行测交实验
让F1红眼雌果蝇和与亲本白眼雄果蝇测交
红眼♀ 白眼♀ 红眼♂ 白眼♂
实际比 126 ：132 ： 120 ： 115
接近 1 ： 1 ： 1 ： 1
二、基因位于染色体上的实验证据
得出结论
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
X染色体和Y染色体图解
假说③：控制白眼的基因位于X和Y染色体的同源区段上
假说②：控制白眼的基因只位于X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因（摩尔根）
假说①：控制白眼的基因只位于Y染色体上，而X染色体上不含有它的等位基因
二、基因位于染色体上的实验证据



二、基因位于染色体上的实验证据
小结
基因在哪里？
萨顿
类比推理法
假说：基因在染色体上
摩尔根
假说-演绎法
果蝇杂交实验证明：
控制果蝇眼色的基因在X染色体上
勇于否定自我
尊重科学事实
敢于质疑他人
孟德尔坚定支持者
1933年，摩尔根获得诺贝尔生理学奖，他是第一位在遗传学上获此殊荣的科学家
摩尔根团队发现基因位于染色体上后，又发现位置相近的基因是相互连锁的，摩尔根和学生斯特蒂文特想出了一个巧妙的方法“三点测交”有效定位了基因在染色体上的位置，并绘制出了第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置图。
三、基因和染色体的关系
一条染色体上有许多个基因
基因在染色体上呈线性排列
回应问题探究
对人类基因组计划测序时，为什么首先要确定哪些染色体呢？为什么不直接测定46条染色体呢？
因为人类有22对常染色体，1对性染色体。每对同源染色体上的分布的是相同基因或等位基因，所以只需要对其中1条进行测序，而X/Y染色体差别很大，基因差异也大，所以两条都要测。如果46条都测，耗资巨大，工作量也会增加，而且得到的绝大多数基因序列也都是重复的
d
B
B
a
A
D
等位基因
等位基因
非同源
染色体
非等位基因
相
同
基
因
同源
染色体
同源
染色体
相同基因和等位基因
A
A
a
a
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。
四、孟德尔遗传规律的现代解释
在杂合体的细胞中，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（P32）
基因的分离定律的实质
D
d
D
d
D
d
D
D
d
d
d
D
D
d
四、孟德尔遗传规律的现代解释
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分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合（P32）
基因的自由组合定律的实质
四、孟德尔遗传规律的现代解释
五、课堂小结

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