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(共36张PPT)
第二章 第2节 基因在染色体上
1
萨顿的假说
2
基因位于染色体上的实验证据
目 录
二、基因在染色体上
3
孟德尔遗传规律的现代解释
为什么不测定全部46条染色体
因为基因位于染色体上，要测定某个基因的序列，首先要知道该基因位于哪条染色体上。
每对同源染色体的形态、大小相同，结构相似，上面分布的基因是相同的或者是等位基因，所以只对其中1条进行测序就可以了;而性染色体X和Y的差别很大，基因也大为不同，所以两条性染色体都需要测序，
问题探讨
对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测哪些染色体
第一部分
萨顿假说
推测基因位于染色体上
1903年，美国遗传学家萨顿用蝗虫细胞作材料，研究精子和卵细胞的形成过程。
他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。
24条
受精卵
新个体
♀
♂
24条
24条
24条
12条
12条
减数分裂
两两成对，共12对，每对染色体中一条来自父方，一条来自母方。
萨顿推论：
过渡
科学家发现基因与染色体有哪些平行关系呢
基因( 遗传因子)是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。也就是说，基因就在染色体上，因为基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。
减数分裂
体细胞:
配子:
基因成对存在
D
一个来自父方
一个来自母方
受精后
体细胞:
成单存在
遗传学
等位基因分离
一对基因
染色体成对存在
成单存在
一条来自父方
一条来自母方
细胞学
同源染色体分离
一对同源染色体
分离定律
Dd
d
Dd
看不见的基因
基因在染色体上
推理
看得见的染色体
平行关系
非等位基因自由组合
非同源染色体自由组合
yR
Yr
yr
YR
YyRr
体细胞:
配子:
自由组合定律
看不见的基因
基因在染色体上
推理
看得见的染色体
平行关系
遗传学
两对基因
细胞学
两对同源染色体
减数分裂中基因和染色体的关系
高 茎
高 茎
矮 茎
高 茎
×
减数
分裂
受 精
减数
分裂
高 茎
减数
分裂
P
配子
F1
F1配子
高茎
矮茎
F2
d
D
d
D
D
d
1.依据萨顿假说，请在课本30页“思考讨论”图中的染色体上标出基因符号
分析减数分裂中基因和染色体的关系
思考 讨论
D
D
d
d
D
D
D
d
D
d
d
d
D
d
2.基因和染色体的行为存在平行关系。从理论上支持基因在染色体上的假说,但事实是否如此呢 为什么
分析减数分裂中基因和染色体的关系
思考 讨论
不一定
这样推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否还需要实验的验证
科学家:摩尔根
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！
过渡
摩尔根如何证明基因位于染色体上
假说演绎法证明基因位于染色体上
第二部分
基因位于染色体上的
实验证据
“材料选对了就等于实验成功了一半”
昆虫纲双翅目，体长3—4mm。在制醋和腐烂水果的地方常常可以看到。常用作遗传学研究的实验材料。
(一)选择正确的实验材料
果蝇
1.果蝇做实验材料的原因
白眼果蝇
红眼果蝇
①有许多易于区分的相对性状；
②培养周期短；
③成本低；
④易饲养；
⑤染色体数目少，便于观察。
Ⅱ
Ⅲ
Ⅰ
Ⅳ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅰ
Ⅳ
P：
F1：
F2：
3/4
1/4
×
观察现象
此实验现象是否符合分离定律
如何判断果蝇的显隐性性状
与孟德尔豌豆杂交实验的结果相比，有哪些共同点和不同点
1
提出问题
2
分析问题
3
①F1全为红眼 红眼为显性性状,
②F2中红眼∶白眼＝3∶1 符合分离定律③白眼性状的表现总是与性别相关联
(二)假说——演绎法：证明基因位于染色体上
过渡
如何解释这一现象呢？先来了解果蝇的染色体组成！
红眼
(♀、♂)
F1雌雄交配
红(雌、雄)
白 (雄)
红眼
红眼(♀)
白眼(♂)
果蝇染色体 性染色体 常染色体 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
果蝇的染色体组成
过渡
由于白眼的遗传和性别相关联，而且与X染色体遗传相似
于是摩尔根及其同事做了如下假设
雄果蝇
雌果蝇
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅲ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅳ
Ⅳ
提出假设
4
解释现象
5
(二)假说——演绎法：证明基因位于染色体上
Y非同源区段
假设一: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。
假设二: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染色体上不含它的等位基因
假设三能解释上述现象，请同学们写出遗传图解并分享。
XY同源区段
X非同源区段
XY染色体比较
解释现象
5
(二)假说——演绎法：证明基因位于染色体上
红眼(♀)
×
白眼(♂)
XW
Y
Xw
红眼(♂)
红眼(♀)
×
P
F2
F1
配子：
配子
XW
Xw
XW
Y
XWXW 红眼 (♀)
XWXw 红眼 (♀)
XWY 红眼 (♂)
XwY 白眼 (♂ )
XWXW
XwY
XWY
XWXw
P：
F1：
F2：
红（雌、雄）
白 (雄)
3/4
1/4
×
F1雌雄交配
红眼
（雌、雄）
♀
♂
摩尔根解释的验证
思考 讨论
从图2-10可以看出，摩尔根等人的设想可以合理地解释实验现象。但是判断一种设想或假说是否正确，仅能解释已有的实验现象是不够的，还应运用假说一演绎法，预测另外设计的实验结果，再通过实验来检验。
①如果控制白眼的基因在Y染色体上，红眼基因在X染色体上，因为X染色体上的红眼基因对白眼基因为显性，所以不会出现白眼雄果蝇，这与摩尔根的果蝇杂交实验结果不符;
1.如果控制白眼的基因在Y染色体上，还能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗
②如果控制白眼的基因在Y染色体上，且X染色体上没有显性红眼基因，白眼雄果蝇与红眼雌果蝇的杂交后代中雄果蝇全为白眼，也不能解释摩尔根的果蝇杂交实验结果。
摩尔根解释的验证
思考 讨论
2.你能运用上述果蝇杂交实验的知识设计一个实验，来验证他们的解释吗
设计测交实验
如何设计测交实验对摩尔根的解释进行验证
有几种可能的测交方式
提示：
实验1：F1红眼 (♀) × 白眼 (♂)
实验2：F1红眼 (♂) × 白眼 (♀)
实验3：野生红眼 (♂) × 白眼 (♀)
画出遗传图解，并阐述摩尔根等人的实验验证:是如何进行演绎推理的
演绎推理
6
(二)假说——演绎法：证明基因位于染色体上
验证假说
7
P F1 红眼（♀） × 白眼（♂）
XWXw
XWXw
XWY
XwY
Xw
Y
XW
Xw
XwXw
XwY
F1
配子
红眼(♀)
白眼(♀)
白眼(♂)
红眼(♂)
红眼雌果蝇: 126，红眼雄果蝇: 132,
白眼雌果蝇: 120，白眼雄果蝇: 115。
实验1
摩尔根实际的实验结果：
演绎推理
6
(二)假说——演绎法：证明基因位于染色体上
摩尔根实际的实验结果：
红眼雌307
白眼雄290
验证假说
7
P F1 红眼（♂） × 白眼（♀）
XWY
XwXw
XWXw
Y
XW
Xw
XwY
F1
配子
红眼(♀)
白眼(♂)
实验2
演绎推理
6
(二)假说——演绎法：证明基因位于染色体上
验证假说
7
P 野生红眼（♂） × 白眼（♀）
XWY
XwXw
XWXw
Y
XW
Xw
XwY
F1
配子
红眼(♀)
白眼(♂)
实验3
摩尔根实际的实验结果：
红眼雌307
白眼雄290
得出结论
8
(二)假说——演绎法：证明基因位于染色体上
控制果蝇的红眼、白眼的基因只位于X染色体上
人类历史上第一次将一个特定的基因（白眼基因w)和一条特定染色体（X染色体）联系起来，用实验证明了基因在染色体上。
将遗传学研究推向细胞水平。
Ⅱ
Ⅲ
Ⅰ
Ⅳ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅰ
Ⅳ
白眼（♂）
红眼（♀）
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。
(三)基因与染色体的关系
②基因在染色体上呈线性排列
①一条染色体上有许多个基因
结论
资料:
长芒
短芒
长翅
短翅
灰身
黑身
红眼
紫眼
直翅
卷翅
红眼
棕眼
果蝇染色体
在基因研究中，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”。
孟德尔
约翰逊
摩尔根
萨顿
重要遗传学发展历
注意1
类比推理法
假说--演绎法
假说--演绎法
基因分离定律和自由组合定律
第三部分
孟得尔遗传规律的
现代解释
1.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。
F
f
F
F
f
f
F
F
f
f
F
F
f
f
基因在染色体上，等位基因位于同源染色体上
同源染色体分开，等位基因分离
配子中只含同源染色体中的一条，因而配子中只含成对基因中的一个
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。
2.基因自由组合定律的实质
②非同源染色体自由组合，其上的非等位基因自由组合
①同源染色体分开等位基因分离
基因在染色体上
基因和染色体存在着明显的平行关系
内容：
依据：
结论：
基因的分离定律的实质
基因的自由组合定律的实质
本节小结
萨顿假说
实验验证:
实验现象:
实验假设:
果蝇眼色遗传与性别相联系
控制白眼的基因位于X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因
测交实验
摩尔根实验
孟德尔遗传规律的现代解释
基因在染色体上呈线性排列
基因在染色体上
1. 基于对同源染色体和非同源染色体上相关 基因的理解，判断下列相关表述是否正确。
（1） 位于一对同源染色体上相同位置的基因控制同一种性状。 （ ）
（2）非等位基因都位于非同源染色体上。（ ）
√
×
教材课后习题·概念检测
2. 基因主要位于染色体上，下列关于基因和染色体关系的表述，错误的是（ ）
A. 染色体是基因的主要载体
B. 染色体就是由基因组成的
C. 一条染色体上有多个基因
D. 基因在染色体上呈线性排列
B
教材课后习题·概念检测
3. 基因和染色体的行为存在平行关系。下列相关表述，错误的是（ ）
A. 复制的两个基因随染色单体分开而分开
B. 同源染色体分离时，等位基因也随之分离
C. 非同源染色体数量越多，非等位基因组合的种类也越多
D. 非同源染色体自由组合，使所有非等位 基因也自由组合
D
教材课后习题·概念检测
1. 用白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交，通过眼睛颜色可判断子代果蝇的性别；用白眼雄果蝇和红眼雌果蝇杂交，通过眼睛颜色却不能判断子代果蝇的性别，这是为什么？用其他杂交组合，能否通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别呢？
红眼雌果蝇的基因型有XWXW和XWXw两种类型，白眼雄果蝇的基因型为XwY。如果基因型为XWXW的红眼雌果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交，则子一代无论雌雄，全部为红眼； 如果基因型为XWXw的红眼雌果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交，那么子代雌果蝇和子代雄果蝇都是既有红眼，也有白眼，因此无法通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。
教材课后习题·拓展应用
2. 生物如果丢失或增加一条或几条染色 体，就会出现严重疾病甚至死亡。但是在自然界，有些动植物的某些个体是由未受精的生殖细胞（如卵细胞）单独发育来的，如蜜蜂中的雄蜂等。这些生物虽然体细胞中的染色体数目减少了一半，但它们仍能正常生活。你如何解释这一现象？
这些生物的体细胞中的染色体数目虽然减少了一半，但仍具有一整套非同源染色体，这一套染色体携带着控制该种生物所有性状的一整套基因。
教材课后习题·拓展应用
3.人的体细胞中有23对染色体，其中 1~22号是常染色体，23号是性染色体。现在已经发现多一条13号、18号或21号染色体的婴儿， 都表现出严重的病症。据不完全调查，现在还未发现多一条（或几条）其他常染色体的婴儿。请你试着作出一些可能的解释。
人的体细胞中染色体数目的变异，会严重影响生殖、发育等各种生命活动，未发现其他常染色体数目变异的婴儿，很可能是发生这类变异后的受精卵不能发育，或发育至胚胎早期就死亡了的缘故。
教材课后习题·拓展应用
谢
谢
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