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(共32张PPT)
2.2 基因在染色体上
第一课时
萨顿的假说
基因位于染色体的实验证据
孟德尔遗传规律的现代解释
本节聚焦
人类基因组计划
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。
在22对常染色体中，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
讨论：
2. 为什么不测定全部46条染色体
1对性染色体X和Y的差别很大，基因也大为不同，两条性染色体都要测序
一、萨顿的假说
19世纪，孟德尔发现了遗传的两大定律
1909年，丹麦生物学家约翰逊提出了“基因”的概念，替代遗传因子。
基因在哪里呢？
1903年，美国科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。
发现孟德尔假设的一对遗传因子，其分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。
萨顿 A.sutton
(1877-1916)
一、萨顿的假说
体细胞
配子
Dd
基因成对
染色体成对
D
d
Dd
一个来自父方
一个来自母方
体细胞
成单
成单
一条来自父方
一条来自母方
一、萨顿的假说
非等位基因在形成配子时自由组合
非同源染色体在减数分裂Ⅰ的后期自由组合
yR
Yr
yr
YR
YyRr
体细胞
配子
两对基因
两对同源
染色体
一、萨顿的假说
基因和染色体的平行关系
基因的行为 染色体的行为
传递过程中 保持：________________ 也有：___________________
体细胞中 存在形式 _________存在 __________存在
在配子中 存在形式 只有成对基因中的_______ 只有成对染色体中的_________
体细胞中 的来源 成对中的基因 一个来自______　　　　　　　　 一个来自______　 同源染色体
一条来自______
一条来自______
形成配子时 组合方式 等位基因：____________ 非等位基因：________ 同源染色体：____________
非同源染色体：________
成对
成对
一个
一条
父方
母方
父方
母方
分离
自由组合
分离
自由组合
完整性和独立性
相对稳定的形态结构
一、萨顿的假说
1.萨顿假说内容
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。
2.萨顿假说的依据
基因和染色体的行为存在明显的平行关系。
3.研究方法
类比推理
由两个或两类对象在某些属性上相同的现象，推断出它们在另外的属性上也相同的一种推理方法。
一、萨顿的假说
依据萨顿的理论，请在课本30页“思考讨论”图中的染色体上标出基因符号
减数分裂中基因和染色体的关系
高 茎
高 茎
矮 茎
高 茎
D d
D D
d d
D d
d d
×
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
D
D d
d
巩固练习
1.萨顿利用假说—演绎法，推测基因位于染色体上，且基因都位于染色体上(　　)
2.体细胞中基因成对存在，配子中只含1个基因(　　)
3.雌蝗虫体细胞中的24条染色体，12条来自父方，12条来自母方(　　)
×
√
×
4.大量事实表明，萨顿发现的基因遗传行为与染色体的行为是平行的。据此做出如下推测，哪一项是没有说服力的（　　）
A.基因在染色体上
B.同源染色体分离导致等位基因分离
C.每条染色体上都有许多基因
D.非同源染色体自由组合使非等位基因自由组合
√
巩固练习
5．萨顿依据“基因和染色体的行为存在明显的平行关系”，而提出“基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代”的假说，下列不属于他所依据的“平行”关系的是
A．基因和染色体在体细胞中都是成对存在的，在配子中都只有成对中的一个
B．非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数分裂过程中也自由组合
C．基因在染色体上呈线性排列
D．基因在杂交过程中保持完整性和独立性，染色体在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构
√
二、基因位于染色体上的实验证据
　 加拿大外交官朗宁曾在竞选省议员时，由于他幼儿时期喝过中国奶妈的奶水一事，受到政敌的攻击，说他身上一定有中国的血统。朗宁反驳说：
“你们是喝牛奶长大的，那么------”
你们身上一定有牛的血统了。
类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性!
萨顿经类比推理得出的结论——”基因在染色体上”究竟是否无懈可击？
二、基因位于染色体上的实验证据
1. 科学家：摩尔根
●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。
●对萨顿的基因在染色体上的假说更持怀疑态度，认为这是主观的臆测，缺少实验证据。
●他一直琢磨设计一个实验，看看生物的遗传与染色体到底有什么关系，基因又是怎么回事。
●从1909年开始，潜心研究果蝇的遗传行为。
二、基因位于染色体上的实验证据
2. 实验材料：果蝇
请结合教材P30果蝇的相关信息，总结果蝇作为遗传学的优点。
触角足
卷翅
黑体
无翅
果蝇作为材料的优点
①易饲养；
②繁殖快、后代比较多；
③有许多易于区分的相对性状；
④染色体数目少，便于观察
二、基因位于染色体上的实验证据
同型
雌性
雄性
性染色体
常染色体
3对常染色体+
3对常染色体+
XX
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
如：雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分。
二、基因位于染色体上的实验证据
摩尔根和他的学生们在哥伦比亚大学建立的享誉学术界的果蝇室，其实只有26.8平方米大，里面挤满了8张实验台。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，他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，但研究毫无进展，大约在1910年5月，在暗室里诞生了一只白眼雄果蝇。
①突然出现的白眼性状是显性还是隐性？
②对于红眼和白眼这一对相对性状的遗
传遵不遵循孟德尔的分离定律呢？
思考
二、基因位于染色体上的实验证据
摩尔根的果蝇杂交实验
3. 探究过程
方法：假说—演绎法
F2
F1
P
1
1
1
1
:
:
:
×
×
白眼(♂)
红眼(♀)
红眼(♀)
红眼(♂)
红眼♀
红眼♀
红眼♂
白眼♂
（1）观察现象、提出问题
分析实验现象:
①果蝇的红眼、白眼是一对相对性状。F1全为红眼,说明红眼是_____性状。
显性
一对
性别
提出问题：
白眼性状为什么与性别相关联？
②F2中红眼∶白眼=3∶1,符合分离定律,红眼和白眼受_____等位基因控制。
③白眼性状只出现在雄性中,与_____相联系。
二、基因位于染色体上的实验证据
（2）提出假说， 解释问题
如果按照萨顿的假说：基因在染色体上,那么,控制白眼的基因是在常染色体上还是在性染色体上呢
P：
F1：
F2：
红（雌、雄）
白 (雄)
3/4
1/4
红眼 （雌、雄）
×
F1雌雄交配
摩尔根的果蝇杂交实验
由于白眼的遗传和性别相关联，而且与X染色体的遗传相似，于是，摩尔根及同事设想，如果控制白眼的基因（用a表示）在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因，上述遗传现象就可以得到合理的解释。
二、基因位于染色体上的实验证据
X
Y
X非同源区段
Y非同源区段
X和Y同源区段
如 XX 、XYA 、 XYa
如 XBXB 、XBXb 、XbXb
如 XDXD 、XDXd 、XdXd
B(b)
A(a)
X
B(b)
X
B(b)
D(d)
同源区段
D(d)
D(d)
D(d)
XY染色体的同源区段和非同源区段
XDYD、 XDYd 、XdYD 、XdYd
XBY 、 XbY
二、基因位于染色体上的实验证据
摩尔根的果蝇杂交实验
F2
F1
P
1
1
1
1
:
:
:
×
×
白眼(♂)
红眼(♀)
红眼(♀)
红眼(♂)
红眼♀
红眼♀
红眼♂
白眼♂
（2）提出假说， 解释问题
提出假说：眼色基因只位于X染色体上
白眼雄果蝇
XaY
×
红眼雌果蝇
XAXA
XA
Xa
Y
XAXa
XAY
XA
Xa
XA
Y
XAXA
XAY
XAXa
XaY
P
配子
F1
配子
F2
×
红眼♀
红眼♂
白眼♂
红眼♀
二、基因位于染色体上的实验证据
（3）演绎推理（设计测交）
反交
正交
白眼雄果蝇
×
红眼雌果蝇
XAXa
XaY
XA
Xa
Xa
Y
XAXa
XAY
XaXa
XaY
P
配子
F1
红眼♀
红眼♂
白眼♂
白眼♀
红眼雄果蝇
×
白眼雌果蝇
XaXa
XAY
Xa
XA
Y
XAXa
XaY
P
配子
F1
白眼♂
红眼♀
二、基因位于染色体上的实验证据
（4）实验验证（实施实验）
红眼雄果蝇
×
白眼雌果蝇
XaXa
XAY-
Xa
XA
Y-
XAXa
XaY-
P
配子
F1
白眼♂
红眼♀
摩尔根等人亲自做了该实验杂交实验结果为：
红眼雌果蝇和白眼雄果蝇。
假设成立，即决定果蝇眼色(红眼和白眼)的基因位于X染色体上，从而证明了基因位于染色体上。
（5）得出结论
二、基因位于染色体上的实验证据
作出假说：
验证假说：
测交
得出结论：
基因在染色体上
若控制白眼基因（a）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：
假说演绎法
从此，摩尔根成了 理论的坚定支持者
孟德尔
二、基因位于染色体上的实验证据
果蝇X染色体上的一些基因
结论1：一条染色体上有许多个基因
结论2：基因在染色体上呈线性排列
二、基因位于染色体上的实验证据
思考：用荧光标记法可显示基因在染色体上的位置，图片中同种颜色在同一条染色体上会有两个的原因是什么？
观察的时期为有丝分裂中期，每条染色体上含有两条染色单体，其相同位置上的基因相同。
巩固练习
1.摩尔根研究控制果蝇白眼的基因在染色体上的位置时经历了若干过程，下列叙述依次为(　　)
①白眼性状是如何遗传的，为何与性别有关
②控制白眼的基因仅位于X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因
③对F1红眼雌果蝇进行测交
A．①为假说，②为推论，③为实验验证
B．①为观察，②为假说，③为推论
C．①为问题，②为假说，③为实验验证
D．①为推论，②为假说，③为实验验证
√
巩固练习
√
2.摩尔根研究果蝇的眼色遗传实验过程如图所示。下列叙述中错误的是
A.果蝇的眼色遗传遵循分离定律
B.摩尔根和孟德尔的豌豆杂交实验一样，
都采用了“假说—演绎”的研究方法
C.F2的红眼雌果蝇中纯合子占1/2
D.选用自然界中的红眼雄果蝇与白眼雌
果蝇进行实验不可以确定基因所在位置
巩固练习
①果蝇的基因全部位于8条染色体上(　　)
②图中白眼基因与朱红眼基因是等位基因(　　)
③精细胞中不可能同时存在白眼基因与朱红眼基因(　　)
④红宝石眼基因在体细胞中可能存在4个(　　)
⑤该染色体上的基因在后代中不一定都能表达(　　)
3.源于必修2 P32“图2－11”：请据图完成下列判断
×
√
×
×
√
三、孟德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____________，_____________________时，_____________会随着____________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。
同源染色体
减数分裂形成配子
等位基因
独立性
A
a
精原细胞
初级精母细胞
A
a
A
a
次级精母细胞
A
A
a
a
A
a
A
a
精细胞
三、孟德尔遗传规律的现代解释
2.基因自由组合定律的实质
A
a
B
b
A
B
A
B
A
B
a
b
a
b
a
b
A
B
A
B
a
b
a
b
a
A
B
b
A
B
A
B
a
b
a
b
A
A
b
b
a
a
B
B
或
位于_______________上______________的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，______________上的____________分离的同时，________________上的________________自由组合。
等位基因
非同源染色体
非等位基因
同源染色体
非同源染色体
非等位基因
巩固练习
1．下列关于孟德尔遗传规律的叙述，错误的是(　　)
A．同源染色体分离导致等位基因分离
B．一对遗传因子就是位于一对同源染色体上的等位基因
C．同源染色体上的非等位基因自由组合
D．非同源染色体上的非等位基因自由组合
√
√
2．根据右图所示基因在染色体上的分布情况判断，下列选项不遵循基因的自由组合定律的是(　　)
巩固练习
（1）如果位于非同源染色体，则两对基因可以自由组合，那YyRr可形成____种配子。
自交后代分离比_______，
测交后代分离比________。
3.根据F1杂合子YyRr判断两对基因的位置？
Y
r
y
R
9:3:3:1
1:1:1:1
4
（2）如果位于同源染色体，
则两对基因不能自由组合，那YyRr可形成____种配子。
自交后代分离比_______，
测交后代分离比________。
3:1
1:1
2
Y
y
R
r
课堂小结
基因在染色体上
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
依据：
基因位于染色
体上的证据
果蝇的杂交实验
结论：基因在染色体上呈线性排列
孟德尔遗传规律的现代解释
基因的分离定律的实质
基因的自由组合定律的实质

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