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(共40张PPT)
第2章 基因和染色体的关系
第2节 基因在染色体上
情景一：问题探讨
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。
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？
2.为什么不测定全部46条染色体？
因为基因位于染色体上
在常染色体中，每对同源染色体上分布的基因是相同的或等位基因，所以每对只测序1条即可；而性染色体X和Y的差别很大，两条性染色体都要测序，因此测定22条常染色体和两条性染色体，共24条。
受精作用
一、萨顿的假说
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。
体细胞
24条染色体
精子中12条染色体
卵细胞
12条染色体
子代体细胞24条染色体
子代体细胞中的这24条染色体，按形态结构来分，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。
基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因位于染色体上。
1.萨顿的假说内容
2.萨顿的假说依据
在杂交过程保持完整性和独立性
在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构
成对
成对
只有成对的基因中的一个
只有成对的染色体中的一条
成对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
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
一、萨顿的假说
受精作用
受精卵
亲代
配子
子代
染色体行为
基因行为
DD
dd
D
d
Dd
Dd
受精作用
看不见的
染色体
基因在染色体上
推理
基因
看得见的
平行关系
高茎
矮茎
高茎
矮茎
一、萨顿的假说
我不相信孟德尔，更
难以相信萨顿毫无
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！
基因真的位于染色体上吗？
萨顿的假说遭到同时代的遗传学家摩尔根的强烈质疑。
类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要观察和实验的检验。
“材料选对了就等于实验成功了一半”
果蝇作为遗传研究材料的优点（P30相关信息）
（1）个体小，易饲养；
（2）繁殖速度快（在室温下10多天就繁殖一代）；
（3）后代数量大（一只雌果蝇一生能产生几百个后代）；
（4）有明显的相对性状，便于观察、统计；
（5）染色体数目少（4对），便于观察；
二、基因位于染色体上的实验依据
少见的白眼雄果蝇
野生红眼果蝇
红眼果蝇
朱红眼果蝇
白眼果
野生型
突变型
突变型
二、基因位于染色体上的实验依据
摩尔根的果蝇杂交实验
1909年起，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。摩尔根和他的学生在实验室里培养了许多野生型红眼果蝇，没发现其它眼色果蝇。1910年5月的一天，摩尔根在实验室中偶然发现一只白眼雄果蝇。白眼性状是如何遗传的？
摩尔根运用“假说-演绎法” 进行实验探究。
(1)观察实验，发现问题
3/4
1/4
P
×
白眼（雄）
红眼（雌）
F1
红眼
F2
白眼（雄）
红眼（雌、雄）
“F2红眼和白眼之间的数量比是3:1，遵循分离定律。所不同的是白眼性状的表现，总是与性别相联系。” （教材P30）
如何解释这一现象？
（雌、雄交配）
摩尔根的果蝇杂交实验
雌性
雄性
性染色体
常染色体
果蝇的染色体组成
常染色体
性染色体
雌雄个体细胞中相同，不决定性别的染色体
雌雄个体细胞中不相同，决定性别的染色体
３对：ⅡⅡ，ⅢⅢ，ⅣⅣ
性染色体有1对，雌性体细胞中含有两个同型的性染色体用XX表示，雄性体细胞中含有两个异型的性染色体用XY表示。
（2）提出假说，解释问题
P
F1
F2
红眼（雌、雄）
白眼（雄）
3/4
1/4
红眼
×
红眼（雌）
白眼（雄）
“如果控制白眼的基因（w）在X染色体上，而Y染色体上不含它的等位基因，上述现象可以得到合理解释”（教材P31）
雌果蝇种类：
红眼（ＸＷＸw 、ＸＷＸＷ）
白眼（ＸWＸW）
雄果蝇种类：
红眼（ＸＷＹ）
白眼（ＸwＹ）
ＸwＹ
ＸＷＸＷ
ＸＷＸw
、ＸＷＹ
ＸＷＸw、ＸＷＸＷ、ＸＷＹ
ＸwＹ
摩尔根的果蝇杂交实验
测 交
(3)演绎推理(纸上谈兵)
XWXw × XwY
XWX w
XwY
F1：
P：
配子：
红眼（雌） 白眼（雄）
XW Xw
Xw
Y
XwXw
XWY
红雌
白雌
红雄
白雄
XWY × XwXw
XWX w 红雌
XwYW白雄
F1：
P：
配子：
红眼（雄） 白眼（雌）
XW
Xw
Y
测交1
测交2
摩尔根的果蝇杂交实验
（4）实验验证（测交实验）
红眼雌蝇 红眼雄蝇 白眼雌蝇 白眼雄蝇
126 132 120 115
实验结果：
测交1：
测交2：
子代中雌蝇均为红眼，雄蝇均为白眼。
控制果蝇白眼的基因只位于X染色体上，而Y染色体不含其等位基因，基因在染色体上。
摩尔根的果蝇杂交实验
（5）得出结论
作出假说：
演绎推理
实验验证证：
测交
得出结论：
基因在染色体上
若控制白眼基因（w）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
摩尔根的果蝇杂交实验
三、基因与染色体的关系
结论：基因在染色体上呈线性排列。
摩尔根和他的学生们，设计测量出：第一个果蝇各种基因在染色体上排列图谱。
人只有23对染色体，却有约2.6万个基因。
一条染色体上应该有许多个基因。
果蝇只有4对染色体，携带的基因有1.3万多个；
短硬毛
棒状眼
深红眼
朱红眼
截翅
红宝石眼
白眼
黄身
摩尔根的成就
● 实验证明基因位于染色体上
● 发明了测定基因在染色体上相对位置的方法
● 绘出第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置
● 说明了基因在染色体上呈线性排列
摩尔根
短硬毛
棒状眼
深红眼
朱红眼
截翅
红宝石眼
白眼
黄身
细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？
不是。
①真核生物的核基因都位于染色体上，而质基因位于线粒体等细胞器内；
②原核生物的基因有的位于拟核区DNA分子上，有的位于细胞质的质粒上。
常见问题
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
假说—演绎法
假说—演绎法
等位基因
等位基因
非等位基因
相
同
基
因
同源
染色体
同源
染色体
1.等位基因：
同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因
1
2
3
4
四、孟德尔遗传规律的现代解释
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，具有一定独立性；在减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子传给后代。
四、孟德尔遗传规律的现代解释
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。
四、孟德尔遗传规律的现代解释
方法突破
摩尔根提出假说与演绎推理的拓展
(1)提出假说,进行解释
假说 假说1:控制眼色的基因位于X染色体的非同源区段,X染色体上有,而Y染色体上没有 假说2:控制眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段,X染色体和Y染色体上都有
练P105
练P106
练P106
(2)演绎推理,验证假说
摩尔根依次做了实验一和实验二之后提出假说1,从而合理地解释了实验一和回交实验二。为了验证假设,摩尔根设计了多个新的实验,其中有一组实验最为关键,即白眼雌果蝇与亲本红眼雄果蝇交配,最后实验的结果和预期完全符合,假说1得到了证实。
练P106
练P106
角度一、基因在染色体上的假说与证据
考向探究
考向1基因和染色体的关系
1.下列不能说明基因和染色体行为存在平行关系的是(　　)
A.基因、染色体在生殖过程中均保持完整性和独立性
B.基因、染色体在体细胞中成对存在,在配子中单个出现
C.杂合子Aa中某条染色体缺失后,表现出a基因控制的性状
D.基因发生突变而基因所在的染色体没有发生变化
练P105
D
考点一
考点二
答案 D
解析 基因发生突变而基因所在的染色体没有发生变化,不能说明基因和染色体行为存在平行关系。
2.(2021吉林二中月考)下列关于基因在染色体上的说法,正确的是(　　)
A.萨顿利用类比推理法证明了基因在染色体上
B.萨顿通过果蝇的白眼和红眼这一相对性状的杂交实验,提出基因在染色体上的假说
C.摩尔根利用假说—演绎法,通过实验提出基因在染色体上的假说
D.基因在染色体上呈线性排列,每条染色体上都有许多个基因
练P105
D
考点一
考点二
答案 D
解析 萨顿利用类比推理法提出基因在染色体的假说,但没有证明基因在染色体上,A项错误;萨顿通过观察基因与染色体的平行关系,提出基因在染色体上的假说,摩尔根通过果蝇的白眼和红眼这一相对性状的杂交实验,证明了基因在染色体上,B项错误;摩尔根利用假说—演绎法,通过实验证明基因在染色体上,C项错误;基因在染色体上,且一条染色体含有多个基因,基因在染色体上呈线性排列,D项正确。
考向2摩尔根实验拓展辨析
3.(2021重庆缙云教育联盟质量检测)摩尔根通过果蝇眼色的杂交实验,证明了萨顿的假说。下图为果蝇眼色杂
交图解。下列相关叙述错误的是(　　)
A.摩尔根依据上述实验提出了白眼基因
仅位于X染色体上的假说
B.F2中雄果蝇的白眼基因来自F1中的
红眼雌果蝇
C.果蝇群体中白眼性状在雄果蝇中出现的概率多于雌果蝇
D.选择图解中的雌、雄果蝇设计实验可以充分验证摩尔根的假说
练P105
D
考点一
考点二
答案 D
解析 分析题图可知,图中红眼与白眼杂交,F1均为红眼,说明红眼相对于白眼是显性;F2红眼有雌性和雄性,白眼只有雄性,说明该性状与性别相关联,相关基因在X染色体上。摩尔根等人依据上述实验提出了白眼基因仅位于X染色体上的假说,并利用假说—演绎法得出了基因在染色体上的结论,A项正确;控制眼色的基因位于X染色体上,根据X染色体的传递规律可知,F2中雄果蝇的白眼基因来自F1中的红眼雌果蝇,B项正确;果蝇群体中白眼性状在雄果蝇中出现的概率多于雌果蝇,因为在Y染色体上没有控制眼色的基因,雄果蝇只要有白眼基因即能表现,C项正确;图解中若相关基因位于X、Y的同源区段,红眼对白眼为显性,则选择图解中的雌、雄果蝇设计实验依然可以进行合理的解释,图解中的雌雄果蝇不可以充分验证摩尔根的假说,D项错误。
4.(2022重庆巴蜀中学适应性月考卷)摩尔根研究所偶然在一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇,为研究白眼性状的遗传,他以这些果蝇为亲本做了以下实验:
实验一 红眼雌果蝇×白眼雄果蝇→F1全为红眼;
F1雌、雄果蝇交配→F2红眼∶白眼=3∶1(且只有雄果蝇有白眼性状)
实验二 白眼雄果蝇×F1红眼雌果蝇→红眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雌果蝇∶白眼雄果蝇=1∶1∶1∶1
实验三 实验二后代中的白眼雌果蝇×野生型红眼雄果蝇→雌果蝇全为红眼,雄果蝇全为白眼
练P105
摩尔根作出几个假设:
①白眼基因只在Y染色体上,X染色体上没有;
②白眼基因只在X染色体上,Y染色体上没有;
③白眼基因在X染色体上,Y染色体上有它的等位基因。
若果蝇眼色受一对等位基因(R和r)控制,下列相关叙述错误的是(　　)
A.果蝇的颜色遗传符合基因分离定律,且R基因是红眼基因
B.实验二是测交实验,只有假设②可以解释测交结果
C.实验二结论可以否定假设①
D.实验三可以确定摩尔根的假设中只有一种是正确的
练P105
B
考点一
考点二
答案 B
解析 根据实验一分析,果蝇的眼色受一对等位基因控制,遵循基因的分离定律,且红眼对白眼为显性性状,A项正确;假设②③都可以解释测交的结果,B项错误;实验二结果出现白眼雌果蝇,说明X染色体上有白眼基因,C项正确;实验三可以确定摩尔根的假设中只有②是正确的,D项正确。
易错辨析
1.基于对萨顿假说的理解,判断下列表述是否正确。
(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,配子中只含一个基因。(　　)
(3)非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合能说明“核基因和染色体行为存在平行关系”。(　　)
×
×
√
练P102
2.基于摩尔根果蝇杂交实验的过程和原理,判断下列叙述是否正确。
(1)摩尔根利用假说—演绎法证明控制果蝇红眼、白眼的基因位于X染色体上。(　　)
(2)F1的红眼雌、雄果蝇相互交配,F2中红眼果蝇与白眼果蝇的数量比为3∶1,说明果蝇红眼为显性。(　　)
(3)摩尔根在实验室培养的雄果蝇中首次发现了白眼性状,该性状来自基因重组。(　　)
√
√
×
练P102

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