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(共39张PPT)
2.2 基因在染色体 上
教学目标
从萨顿的假说到摩尔根的果蝇杂交实验，逐步认识基因是有 物质实体的，深入理解孟德尔遗传规律的本质，又进一步理 解遗传的物质性。(生命观念)
借助假说演绎法再现摩尔根的实验，学会自主提出假说、设 计实验并验证，提高科学探究能力。(科学思维)
认同基因的物质本质、体会科学研究需要大胆质疑和勤奋实 践的科研精神。(社会责任)
01
02
03
1.对人类基因组进行测序，为什么首先要确定哪些染色体
因为基因在染色体上，要测定某个基因序列，首先要确定该基因在哪条染色体上， 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。
2.为什么不测定全部46条染色体
人有22对常染色体和1对性染色体，在常染色体中， 每对同源染色体上分布的基因 是相同基因或是等位基因，只对其中一条测序就可以了；
性染色体X和Y差别较大，基因也大不相同，所以都要测序。
常染色体22对 性染色体1 对
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。
讨论
萨顿假说
萨顿假说
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。
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。减数分裂时同源染色体分离。
精子 12条 染色体
卵细胞 12条 染色体
体细胞
24条染
色体
体细胞 24条 染色体
受精
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 。
假说
基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，也就是说基因在染色体上。
萨顿假说
观察
研究蝗虫减数分裂及受精作用过程中染色体行为变化及亲子代染色体数量关系
减数、 精 子 分裂 (12条)
减数 卵子
分裂 (12条 )
受 精 受精卵 有丝、 新个体
作用 (24条 ) 分裂 (24条，12 对 )
父方
(24条 )
母方
(24条)
一半来自父方
一半来自母方
萨顿假说 科学家发现基因与染色体有哪些平行关系呢
一对基因 遗传学 分离定律 细胞学 一对同源染色体
体细胞：基因成对存在 Dd 染色体成对存在
等位基因分离 同源染色体分离
受精后一个来自父方
体细胞：一个来自母方
看不见的基因 平行关系
推理
基因在染色体上
一条来自父方
一条来自母方
看得见的染色体
配 子：成单存在 D d 成单存在
Dd
体 细 胞 ： YyRr
非等位基因自由组合 非同源染色体自由组合
自由组合定律
遗传学 细胞学 两对同源染色体
Yr) x 看不见的基因
萨顿假说
两对基因
平行关系
推理
看得见的染色体
基因在染色体上
YRJ 6yR
配 子 ：
二二
二
比较项目 基因的行为
染色体的行为
传递中的特点 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
存在 形式 体细胞中 成对
成对
配子中 只有成对的基因中的一个
只有成对的染色体中的一条
体细胞中的来源 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
形成配子时的分 配特点 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
基因与染色体行为的平行关系：
萨顿假说
萨顿假说 分析减数分裂中基因和染色体的关系
如果你认为基因在染色体上，请你在图中的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(图中染色体上的黑色黑线代表基因的位置)。
P 配子 F F 配子
D D
二
×
d d
D d 减数 分裂
减数 分裂
减数 分裂
D d d d
D
d
D
d
高 茎 矮 茎
高 茎 矮 茎
高 茎
高 茎
D d
高茎
受精
d
F
D
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。
萨顿假说
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
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。
我不相信孟
更难川相信，
家伙毛无事 的臆测!
摩尔根
基因位于染色体上的实验证据
果蝇作为材料的优点
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。
基因位于染色体上的实验证据
1 | 实 验 者 ：摩尔根
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
常染色体 雌雄个体细胞中相同，不决定性别的染色体
3 对 ：IIⅡ,ⅢⅢ,IVIV
性染色体 雌雄个体细胞中不相同，决定性别的染色体
基因位于染色体上的实验证据
(二)果蝇的染色体组成：
IV
Ⅱ 小
Ⅱ
雌性 X X )
→ 常染色体
性染色体
Ⅲ
Ⅲ
雄性
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅲ
IV
……
基因的表示方法：
如果基因在常染色体上：DD 、Dd 、dd
如果基因在性染色体上：先写性染色体后写基因。
基因位于染色体上的实验证据
非同源区段：I 、Ⅲ
①基因只存在于X染色体(I 区 段 ) 上
同源区段：Ⅱ
X、Y 同源区段的基因是成对存在的。
②基因只存在Y(Ⅲ 区 段 ) 上 —→ 雄性：X Y
雌性：XX
雄性： X Y
II
Y
雌 性 ：X x
雄性： X Y
Ⅲ
I
X
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
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
生了一只白眼雄果蝇。
科学事实
思考
思考1:如何才能知道白眼是显性还是隐性
根据F,表现出来的性状，可推出：
■红眼为显性性状
■白眼为隐性性状
思考2:如何才能知道红眼和白眼这对相对
性状的遗传是否遵循孟德尔遗传规律呢
符合分离定律
F
红眼(雌) 红眼(雌) 红眼(雄)
1 : 1 : 1
34红
红眼(雌
红眼(雌)
白眼(雄)
红眼(雄)
白眼(雄) : 1
14白
基因位于染色体上的实验证据
× — 》X
P
F
思考3:如果基因位于染色体上，你认为
这种基因可能在性染色体还是常染色体
性染色体上。
如果位于常染色体上， F 代的雌蝇也会 出现白眼性状
提出问题
为什么F 代的白眼性状总是与性别相联系
P
红眼(雌
F
红眼(雌)
F
红眼(雌) 红眼(雌)
1 : 1
34红
红眼(雄) 白眼(雄) : 1 : 1
基因位于染色体上的实验证据
白眼(雄)
红眼(雄)
14白
×
》
假说②:控制白眼的基因在X 染色体和Y 染色体上，即Y 染色体上含有它 的等位基因。(基因位于A、C 段 )
假说③: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。(基因位于D 段 )
假说①:控制白眼的基因(w) 位于X 染色体上，Y 染色体上无该基因的等
位基因。(基因位于B段 )
Y 的非同源区段
c X、Y的同源区段
X的非同源区段
基因位于染色体上的实验证据
D{
A{
B
基因位于染色体上的实验证据
染色体上基因的书写方法：
(1)常染色体上的基因不需要标注其所在染色体，只需写出基因型，如AA;
(2)性染色体上的基因需要标注其性染色体符号，将基因写在性染色体符
号的右上角，如XAXA;
雌果蝇种类：
红眼 (XWXw 、XwxW)
白眼 (XwXw)
红眼 (XwY)
白眼 (XwY)
雄果蝇种类：
假说①:控制白眼的基因(w) 位于X 染色体上，Y 染色体上无该基因的等位基因。
(基因位于B段 )
xw-
红眼(雌)
×
— → Xw Y —→ XWY
红眼(雄)
P
Xxw
红眼(雌)
XwY
白眼(雄)
XW
XWxw
红眼(雌)
xWY
红眼(雄)
配子 F F
配子
XW
Y
XWXw
红眼(雌)
XWY
白眼(雄)
基因位于染色体上的实验证据
测交2 测交1中子一代：白眼(雌)×红眼(雄)
P X"xw × XWY
白眼(雌) 红眼(雄)
配 子 Xw XW Y
P 红眼(雌) 配子 早 Xw F
白眼(雄)
XW Xw
XXw
白眼(雌)
摩尔根等人实施了测交，实验结果结果与推理的结果相同。
基因位于染色体上的实验证据
交 1 杂种子一代 隐性纯合子
F
红眼(雌) 白眼(雄)
XWY
红眼(雄)
XYY
白眼(雄)
红眼(雌)
Y
测
基因位于染色体上的实验证据
得出结论
摩尔根等人通过测交等方法，把一个特定的基因和一条特定的染色体 — —X 染 色 体
联系起来。
证明了基因在染色体上
IV
IⅡ Ⅲ
xw xW()
X X
XWY
4.得出结论
摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者
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
温顾摩尔根的果蝇实验
基因在染色体上
基因位于染色体上的实验证据
1.提出问题
2.作出假说
3.演绎推理
测交
基因与染色体的关系
果蝇只有4对染色体，携带的基因有1.3万多个；
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。
摩尔根和他的学生们，设计测量出： 第一幅果蝇 各种基因在染色体上的排列图谱。
结论：基因在染色体上呈线性排列。
基因与染色体的关系
黄身
白眼
红宝石眼 截翅
朱红眼
深红眼
棒状眼
短硬毛
基因与染色体的关系
问题1: 细胞中的基因都位于染色体上吗 为什么
不是。并非所有的基因都位于染色体上，染色体是基因的主要载体。
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。 问题2: 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。 孟德尔 假说—演绎法
②把“遗传因子”改为“基因”,并提出“等位基因”概念。 约翰逊
③ 提出“基因在染色体上”的假说。 萨顿 类比推理法
④用实验证明了“基因在染色体上”。摩 尔根 假说—演绎法
孟德尔遗传规律的现代解释
孟德尔遗传规律的现代解释
( 一 )等位基因：同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因
A a
2
非等位基因
同 源
染色体
非同源 染色体
B
d
4
B
D
3
同 源
染色体
相同基因
等位基因
等位基因
……
孟德尔遗传规律的现代解释 减数分裂 I 后期
(二)分离定律的实质：等位基因随同源染色体的分开而分离
A
A A 减数
分裂Ⅱ A
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，独立的随配子遗传 给后代
a
a 减数
分裂Ⅱ
a
减数
分裂 I
a
A a 分裂
间期
AWAa - a
a B
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；
不 OPT H 可 生 HH91 小 不PHr 生 H
孟德尔遗传规律的现代解释 减数分裂 I 后期
( 三 ) 自 由 组 合 定 律 的 实 质 ：非同源染色体上的非等位基因自由组合
A
A A a a
b
A b
a
B
a a 减数
B-B
分裂川
在减数分裂过程中，同 源
减数
b
分裂川
分裂
间期
分 裂
减数
a
B
BBbb
b
A
A b
口 o
|
课堂小结
依据：基因和染色体存在着明显的平行关系
萨顿假说
内容：基因在染色体上
基因在染色体上
实验现象： 果蝇眼色遗传与性别相联系
实验假设：控制白眼的基因位于X染色体上，
摩尔根实验 而Y染色体上不含有它的等位基因
实验验证：测交实验
结论：基因在染色体上呈线性排列
基因的分离定律的实质
孟德尔遗传规律的现代解释
基因的自由组合定律的实质
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。 ( × )
课堂小练
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 ( B )
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
课堂小练
课堂小练
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 ( D )
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
课堂小练
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。
课堂小练
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。
课堂小练
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。
谢谢大家

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