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(共20张PPT)
第二章第2节 基因在染色体上
人类基因组计划由美国科学家于1985年率先提出，于1990年正式启动的。美国、英国、法国、德国、日本和中国科学家共同参与了这一预算达30亿美元的人类基因组计划。按照这个计划的设想，在2005年，要把人体内约2.5万个基因的密码全部解开，同时绘制出人类基因的图谱。换句话说，就是要揭开组成人体2.5万个基因的30亿个碱基对的秘密。2000年6月26日，参加人类基因组工程项目的6国科学家共同宣布，人类基因组草图的绘制工作已经完成。
对人类基因组进行测序，首先要确定基因的位置在哪里。科学家对22条常染色体和X、Y两条性染色体进行测序，说明了什么问题
1866年孟德尔定律发表，未被重视；
1883年科学家用显微镜观察到染色体；
1891年科学家能准确描述减数分裂的全过程；
1900年孟德尔定律重新被发现，人们意识到遗传因子是客观存在的；
1909年约翰逊将“遗传因子”起名“基因”,并提出表现型和基因型概念。
但有一个问题始终还没有解决：
基因，究竟在细胞的什么地方呢
一、萨顿假说
蝗虫12对24条染色体。子代体细胞中的染色体一条来自父方，另一条来自母方。
基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的
萨顿推论：
染色体
看得见
基 因
看不见
一条来自父方
一条来自母方
一个来自父方
一个来自母方
基因 染色体
生殖过程中(存在状态) 在杂交过程中基因保持: 性和 性 在配子形成和受精过程中，
相对稳定
数量 体细胞
配子
体细胞中 来源 成对基因一个来自 ， 一个来自 。 同源染色体,一条来自 ,
一条来自 。
形成配子时的行为 ____________自由组合 _________________自由组合
成对
成对
成单
成单
完整
独立
形态结构
非等位基因
父方
母方
父方
母方
非同源染色体
基因和染色体行为存在着明显的平行关系
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，请在教材30页“思考讨论”图中的染色体上标出基因符号
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
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。
二、基因位于染色体上的实验证据
1.果蝇做实验材料的原因
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。
果蝇作为遗传实验材料的优点：
①易于培养，繁殖快（10~12天）；
②产生的后代多；
③相对性状易于区分；
④染色体数目少且大，便于研究。
红眼果蝇
白眼果蝇
2.假说——演绎法：证明基因位于染色体上
杂交实验，提出问题
1
如何解释这些杂交实验的现象呢？
理论依据(当时已知):
1、基于对果蝇体细胞染色体的认识(常染色体、性染色体)
常染色体：与性别无关的染色体，如Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ
性染色体：与性别决定有关的染色体，如X、Y
其中♀用XX(同型)表示，♂用XY(异型)表示。
2、基于对萨顿假说的认识
——基因在染色体上
杂交实验，提出问题
1
推理想象，提出假说
2
控制白眼的基因在X染色体上，Y染色体不含其等位基因。
若用w表示控制眼睛颜色的基因，红眼基因W,白眼基因w
W
W
w
提醒：
基因的表示方法：①如果基因在常染色体上： AA、Aa、aa
②如果基因在性染色体上：先写性染色体后写基因
XWXW
XwY
3
对实验现象的解释
活动一
根据假说，写出遗传图解解释杂交现象
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
红眼(♀)
×
白眼(♂)
P
F1
配子
XW
Xw
Xw
Y
XWXw 红眼 (♀)
XwXw 白眼 (♀)
XWY 红眼 (♂)
XwY 白眼 (♂ )
XWXw
XwY
4
演绎推理，实验验证
为了验证假设，摩尔根又设计了3个新的杂交实验。
实验1: F2的红眼雌蝇与白眼雄蝇单对交配；
实验2：白眼雌蝇与红眼雄蝇交配；
实验3：白眼雌蝇和白眼雄蝇交配。
摩尔根按照假设预测了实验结果，杂交实验完成后，实验结果皆与预测相符，验证了假设的正确性。
活动二
1．请根据摩尔根的假设，以遗传图解对以上3个实验的结果进行预测。
2．这3个实验中，哪一个实验的说服力最强？为什么？
3．你觉得摩尔根的假设和实验设计的逻辑是否严密？为什么？
摩尔根解释的验证
思考 讨论
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;
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。
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
4
P F1 红眼（♂） × 白眼（♀）
XWY
XwXw
XWXw
Y
XW
Xw
XwY
F1
配子
红眼(♀)
白眼(♂)
演绎推理，实验验证
307
290
5
得出结论
控制果蝇的红眼、白眼的基因位于X染色体上
摩尔根通过实验将一个特定的基因(控制白眼的基因w)和一条特定的染色体(X)联系起来，从而证明了基因在染色体上。
思考：果蝇的体细胞中有4对染色体，携带的基因有1.3万多个；人的体细胞只有23对染色体，却有几万个基因，基因与染色体可能有怎样的对应关系呢
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
三、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
2.基因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。
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
活动三
1.图示细胞中的A/a基因与 基因之间遵循基因的自由组合定律，A/a基因与 基因之间不遵循基因的自由组合定律。
2.画图说明为什么只能选用AaBb与aabb的组合来验证自由组合定律，而不能用AAbb于aaBB的组合？
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

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