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(共39张PPT)
生物界的“真香”事件
托马斯·亨特·摩尔根
沃尔特·萨顿
格雷戈尔·孟德尔
导入新课
自主学习
深度学习
迁移应用
第2 节 基因在染色体上
第2章 基因和染色体的关系
孟德尔遗传规律的现代解释
基因位于染色体上的实验证据
萨 顿 的 假 说
目标一
目标二
目标三
目
录
CONTENTS
1903年X月X日 晴
这是我第10001次观察蝗虫的减数分裂，我发现一个很奇怪的事情：
沃尔特·萨顿
一、萨顿的假说
孟德尔假设的一对遗传因子，它们的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似……
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一、萨顿的假说
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R
r
非等位基因在形成配子时自由组合
基因行为
染色体行为
行为
变化
非同源染色体在减数分裂Ⅰ后期自由组合
YyRr
Y
y
YR
Yr
yR
yr
等位基因分离
非等位基因自由组合
同源染色体分离
非同源染色体自由组合
1
假说依据：
基因和 存在着明显的 关系。
染色体的行为
平行
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项目 基因 染色体
独立性 基因在杂交过程中保持_____性和_____性 染色体在配子形成和受精过程中，具有________的形态结构
存在 方式 在体细胞中基因_____存在，在配子中只有_____________ ________ 在体细胞中染色体_____存在，在配子中只有_____________________
来源 体细胞中成对的基因一个来自_____，一个来自_____ 体细胞中成对的染色体(即______染色体)一条来自_____，一条来自_____
分配 ____________在形成配子时自由组合 ______________在减数分裂Ⅰ的后期自由组合
完整
独立
相对稳定
成对
成对的基因中
的一个
成对
成对的染色体中的一条
父方
母方
同源
非等位基因
非同源染色体
父方
母方
假说内容：
2
一、萨顿的假说
基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即：基因就在染色体上！
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分析减数分裂中基因和染色体的关系
任务一
1.根据萨顿的假说，请在图中染色体上标注基因符号，解释孟德尔一对相对性状的杂交实验(图中染色体上白色横线代表基因的位置，相关基因用D、d表示)。
D D
d d
d
D
D d
D
d
D
d
D D
d d
D d
D d
一、萨顿的假说
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？
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分析减数分裂中基因和染色体的关系
任务一
一、萨顿的假说
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。
不一定
不可能！
假的！
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。
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二、基因位于染色体上的实验证据
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。
摩尔根
果蝇
1
实验者：
2
实验材料：
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？
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二、基因位于染色体上的实验证据
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。
果蝇作为材料的优点
①相对性状多且明显；
②繁殖快，产生的后代多；
③成本低、易饲养；
④染色体数目少，便于观察；
摩尔根
果蝇
1
实验者：
2
实验材料：
触角足
卷翅
黑体
无翅
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ＸＹ
雌雄果蝇体细胞染色体示意图
ＸＸ
常染色体：与性别决定无关的染色体
性染色体：与性别决定有关的染色体
雌果蝇：3对常染色体+XX
雄果蝇：3对常染色体+XY
染色体
雌雄果蝇体细胞中染色体组成有何异同
所有的生物都有性染色体吗
雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分，如豌豆。
二、基因位于染色体上的实验证据
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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。
科学事实
如果是你，会做哪些遗传学实验呢？
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二、基因位于染色体上的实验证据
3
探究过程：
F2
F1
P
1
1
1
1
:
:
:
×
×
白眼(♂)
红眼(♀)
红眼(♀)
红眼(♂)
红眼♀
红眼♀
红眼♂
白眼♂
分析实验现象：
① 眼色的显性性状是什么？
②眼色遗传是否遵循分离定律？
红眼
是，F1自交后代的性状分离比为3∶1
提出问题：
白眼性状为什么与性别相关联？
（1）观察现象、提出问题
方法：假说-演绎法
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ＸＹ
雌雄果蝇体细胞染色体示意图
ＸＸ
二、基因位于染色体上的实验证据
拓展：基因在性染色体上的三种情况
①当基因位于X的非同源区段Ⅰ：
X-X-
雌性果蝇：
雄性果蝇：
②当基因位于X、Y的同源区段Ⅱ：
③当基因位于Y的非同源区段Ⅲ：
X-Y
X-X-
雌性果蝇：
雄性果蝇：
X-Y-
XX
雌性果蝇：
雄性果蝇：
XY-
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迁移应用
二、基因位于染色体上的实验证据
3
探究过程：
（2）提出假说、解释问题
方法：假说-演绎法
P：
F1：
F2：
红（♀、♂）
白 (♂)
3/4
1/4
红眼 （♀、♂）
×
F1雌雄交配
假说一：控制白眼的基因（用w表示）在Y染色体上。
假说二：控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因。
假说三：控制眼色的基因（用W/w表示）在X、Y染色体的同源区段。
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
如果在性染色体体上存在哪些可能？如何验证？
红眼(♀)
白眼(♂)
P：
F1：
F2：
红（♀、♂）
白 (♂)
3/4
1/4
红眼 （♀、♂）
×
F1雌雄交配
红眼(♀)
白眼(♂)
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迁移应用
二、基因位于染色体上的实验证据
3
探究过程：
（2）提出假说、解释问题
方法：假说-演绎法
假说一：控制白眼的基因（用w表示）在Y染色体上。
P31思考·讨论：2.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
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：
XWYw
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;
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：
P
×
X
X
Yw
XX
红眼(雌)
XYw
白眼(雄)
F1
XX
红眼(雌)
XYw
白眼(雄)
配子
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。
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二、基因位于染色体上的实验证据
3
探究过程：
（2）提出假说、解释问题
方法：假说-演绎法
P：
F1：
F2：
红（雌、雄）
白 (雄)
3/4
1/4
红眼 （雌、雄）
×
F1雌雄交配
假说一：控制白眼的基因（用w表示）在Y染色体上。
假说二：控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因。
假说三：控制眼色的基因（用W/w表示）在X、Y染色体的同源区段。
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
如果在性染色体体上存在哪些可能？如何验证？
×
假说
【假说二】：控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因。
【假说三】：控制眼色的基因（用W/w表示）位于X、Y染色体的同源区段。
对实
验现
象的
解释
遗传
图解
伴性遗传中基因型和表现型的书写规范
(1)在基因型的书写中，常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上，性染色体上的基因则需将性染色体及其上基因一同写出，如XWY。
(2)在表现型的书写中，对于常染色体遗传不需要带入性别；对于伴性遗传则既要描述性状的显隐性，又要将性别一同带入。
请写出这两个假说解释的遗传图解
任务二
（2）提出假说、解释问题
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迁移应用
假说
对实
验现
象的
解释
遗传
图解
（2）提出假说、解释问题
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迁移应用
3:1
3:1
【假说二】：控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因。
【假说三】：控制眼色的基因（用W/w表示）位于X、Y染色体的同源区段。
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二、基因位于染色体上的实验证据
3
探究过程：
方法：假说-演绎法
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-演绎法，预测另外设计的实验结果，再通过实验来检验。
P31思考·讨论：1.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？
（3）设计实验，验证假说
测交实验：
让F1中的红眼雌果蝇与亲代的白眼雄果蝇杂交
假说
演绎推理：测交实验
遗传
图解
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请写出验证这两个假说的测交实验遗传图解
任务三
（3）设计实验，验证假说
【假说二】：控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因。
【假说三】：控制眼色的基因（用W/w表示）位于X、Y染色体的同源区段。
假说
演绎推理：测交实验
遗传
图解
（3）设计实验，验证假说
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实验结果:上述两种假说均能解释实验现象,且测交实验结果与演绎推理的预期结果均相符。
【假说二】：控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因。
【假说三】：控制眼色的基因（用W/w表示）位于X、Y染色体的同源区段。
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迁移应用
二、基因位于染色体上的实验证据
3
探究过程：
方法：假说-演绎法
P31思考·讨论：1.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？
（3）设计实验，验证假说
测交实验：
让F1中的红眼雌果蝇与亲代的白眼雄果蝇杂交
P11
白眼（♀）
红眼（♂）
×
隐雌 × 显雄（纯合子）
（4）补充实验，验证假说
为了验证假说，摩尔根设计了多个新的实验，其中有一组实验最为关键，即上述测交实验的反交实验---白眼雌果蝇与亲本红眼雄果蝇交配。
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创设情境
迁移应用
二、基因位于染色体上的实验证据
3
探究过程：
方法：假说-演绎法
演绎推理：补充
实验
遗传
图解
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创设情境
迁移应用
（4）补充实验，验证假说
假说
请写出验证这两个假说的补充实验遗传图解
任务四
【假说二】：控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因。
【假说三】：控制眼色的基因（用W/w表示）位于X、Y染色体的同源区段。
补充
实验
遗传
图解
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创设情境
迁移应用
（4）补充实验，验证假说
假说
演绎推理
实验验证
实验结果与【假说二】预测的一样，说明控制果蝇眼色的基因位于X染色体的非同源区段。
【假说二】：控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因。
【假说三】：控制眼色的基因（用W/w表示）位于X、Y染色体的同源区段。
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创设情境
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（5）得出结论
决定果蝇眼色(红眼和白眼)的基因在X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因。
从而证明了基因在染色体上！
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！
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二、基因位于染色体上的实验证据
4
进一步探究
（1）现象：每种生物的基因数量远多于染色体数目
X
X
4对染色体，1.3万个基因
23对染色体，2.6万个基因
（2）推测：一条染色体上有许多个基因。
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二、基因位于染色体上的实验证据
4
进一步探究
（3）证明方法：
摩尔根和他的学生发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，并绘制出第一个果蝇各种基因在染色体上相对位置图。
（4）结论：
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。
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三、孟德尔遗传规律的现代解释
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， 会随___________的分开而 ，分别进入两个配子中，独立的随配子遗传给后代。
等位基因
同源染色体
分离
D
d
1
2
D
d
1
2
D
d
D
1
D
d
2
d
d
D
D
d
迁移应用
自主学习
深度学习
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深度学习
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三、孟德尔遗传规律的现代解释
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___________________________彼此分离的同时，__________________________自由组合。
同源染色体上的等位基因
非同源染色体上的非等位基因
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三、孟德尔遗传规律的现代解释
(1)图中属于等位基因的有______________________。
(2)图中非等位基因有___________________________ ___________________________________________。
A与a、B与b、C与c
A(或a)和C(或c)、
B(或b)和C(或c)、A(或a)和B(或b)
(3)上述非等位基因中，能自由组合的是__________________________
______________________。
A(或a)和C(或c)、
(4)不考虑同源染色体非姐妹染色单体间的互换，该生物能产生____种配子，分别是___________________________。
ABC、ABc、abC、abc
4
如图是某生物细胞内染色体和基因的分布图，①和②、③和④是两对同源染色体，请回答下列问题：
B(或b)和C(或c)
三、孟德尔遗传规律的现代解释
(1)同源染色体上等位基因的分离与非同源染色体上的非等位基因间的自由组合同时进行，都发生在减数分裂Ⅰ后期。
关于基因自由组合定律的几点说明
深度学习
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迁移应用
(2)同源染色体上每对等位基因的遗传均遵循基因的分离定律。
(3)减数分裂时自由组合的是非同源染色体上的非等位基因(即两对等位基因必须位于两对同源染色体上)，而不是所有的非等位基因。
(4)真核生物的细胞核基因位于染色体上，细胞质基因位于叶绿体和线粒体的DNA上；真核生物细胞质中的基因与原核生物中的基因在遗传过程中均不遵循孟德尔的两个遗传规律。
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。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。
人类基因组计划
1.对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测哪些染色体
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;
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。
人类基因组计划如果测定46条染色体，耗资巨大, 工作量会增加一倍，且得到的绝大多数基因序列都是重复的。
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。
人类基因组计划
2.为什么不测定全部46条染色体
测定的是22条常染色体和两条性染色体X和Y，共24条
一、概念检测
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。（ ）
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
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
练习与应用
×
√
(教材32页)
B
迁移应用
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D
二、拓展应用
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？
练习与应用
(教材32页)
迁移应用
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白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交，子代雄果蝇均为白眼，雌果蝇均为红眼，因此通过眼睛颜色可判断子代果蝇的性别。
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？
练习与应用
(教材32页)
迁移应用
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红眼雌果蝇的基因型有两种类型：XWXW或XWXw，白眼雄果蝇的基因型为XwY。
P
×
XW
Xw
Y
XWXW
红眼(雌)
XwY
白眼(雄)
配子
XWXw
红眼(雌)
F1
XWY
红眼(雄)
XW
Xw
Y
Xw
XWXw
XW Y
XwY
XwXw
×
XWXw
XwY
红眼(雌)
白眼(雄)
P
配子
F1
红眼
(雌)
红眼
(雄)
白眼
(雌)
白眼
(雄)
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，那么子代无论雌雄，都既有红眼，也有白眼。因此无法通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。
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？
练习与应用
(教材32页)
迁移应用
自主学习
深度学习
导入新课
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。
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。

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