2.2基因在染色体上（课件）

第二章基因和染色体的关系第2节基因在染色体上学习目标目标010203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)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)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)

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。对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测哪些染色体？因为基因位于染色体上为什么不测定全部46条染色体？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条进行测序就可以了;而性染色体X和Y的差别很大，基因也大为不同，所以两条性染色体都需要测序，预测出了遗传因子的客观存在历时回顾：孟德尔豌豆杂交实验：发现了遗传的两大定律基因究竟在哪里？减数分裂的研究：抓住这一线索的人是美国遗传学家：萨顿1909年，丹麦生物学家约翰逊给孟德尔的“遗传因子”一词起了一个新名字“基因”一、萨顿的假说24条受精卵新个体♀♂24条24条24条12条12条减数分裂两两成对，共12对，每对染色体中一条来自父方，一条来自母方。减数分裂萨顿推论：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，因为基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。基因与染色体有哪些平行关系呢?一、萨顿的假说体细胞:配子:基因成对存在D一个来自父方一个来自母方受精后体细胞:成单存在遗传学等位基因分离一对基因染色体成对存在成单存在一条来自父方一条来自母方细胞学同源染色体分离一对同源染色体分离定律DddDd看不见的基因基因在染色体上推理看得见的染色体平行关系一、萨顿的假说yRYryr看不见的基因基因在染色体上推理看得见的染色体平行关系非等位基因自由组合非同源染色体自由组合YRYyRr体细胞:配子:自由组合定律遗传学两对基因细胞学两对同源染色体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；一、萨顿的假说D

dD

Ddd

×减数分裂受精作用减数分裂高茎P配子F1F1配子DdF2矮茎高茎高茎高茎高茎矮茎DddD

Dd

dDd减数分裂DD

d分析减数分裂中基因和染色体的关系一、萨顿的假说1.依据萨顿假说，请在课本30页“思考讨论”图中的染色体上标出基因符号分析减数分裂中基因和染色体的关系一、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?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

孟德尔的遗传理论和萨顿的假说遭到同时代的遗传学家摩尔根（T.H.Morgan)的强烈质疑。大胆质疑，科学务实我不相信孟德尔，更难以相信萨顿那家伙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！二、基因位于染色体上的实验证据请同学们认真阅读教材P30-32，小组合作讨论以下问题。

1.摩尔根选用了什么作实验材料？为什么？2.摩尔根的果蝇杂交实验“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”

如何解释这一现象？3.细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？4.在基因研究中，下列成就分别是由哪些科学家来完成的？

二、基因位于染色体上的实验证据1.选择什么做实验材料？①易饲养、繁殖快；②后代多，一只雌果蝇一生能产生几百个后代；③果蝇相对性状多且明显，便于观察统计;④有四对染色体，数量少而且形状有明显差别.果蝇2.果蝇作为实验材料的优点：果蝇的染色体组成与性别决定有关常染色体３对：ⅡⅡ，Ⅲ

Ⅲ，Ⅳ

Ⅳ性染色体雌性同型：ＸＸ雄性异型：ＸＹ所有的生物都有性染色体吗？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证据寻找之路……

1910年5月的一天，在摩尔根的实验室中诞生了一只白色眼睛的雄性果蝇，而它的兄弟姐妹的眼睛都是红色的。显然它是一个变异体，后来它成为科学史上最著名的动物!P33意外的发现……二、基因位于染色体上的实验证据是否符合孟德尔的分离定律？F21/4

红眼（雌、雄）PF1（雌、雄）×雌雄交配红眼白眼白眼（雄）（一）观察现象、发现问题红眼F1

3/4白眼果蝇都是雄的？（二）提出问题：白眼性状为什么与性别相关联？二、基因位于染色体上的实验证据摩尔根的果蝇杂交实验——假说演绎法判断果蝇的显隐性性状?（三）作出假说，对于实验现象的解释二、基因位于染色体上的实验证据摩尔根的果蝇杂交实验——假说演绎法假设一: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。假设二:控制白眼的基因在X、Y染色体上。假设三:控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含它的等位基因Ⅰ：X染色体非同源区段X染色体特有Ⅲ：Y染色体非同源区段Y染色体特有XYⅡ：X和Y染色体同源区段假设三:假设三:控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因。（三）作出假说，对于实验现象的解释wX染色体上的白眼基因w书写为：Xw红眼基因W书写为：XW雌果蝇基因型有：XWXW（红眼）XWXw（红眼）XwXw（白眼）雄果蝇基因型有：XWY（红眼）XwY（白眼）WW常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上;如：Dd、dd性染色体上的基因须将性染色体及其上的基因一同写出，基因名称写在性染色体的右上角,没有就不写。注意基因的写法：二、基因位于染色体上的实验证据摩尔根的果蝇杂交实验——假说演绎法PF1F2×对实验现象的解释XWXWXwYXWYXw配子XWYXWXw×XwXWYXWXWXW（雌）XWXw（雌）XWY（雄）XwY（雄）3/4红眼（雌、雄）1/4白眼（雄）3/4红眼（雌、雄）1/4白眼（雄）合理的解释假说的正确?二、基因位于染色体上的实验证据摩尔根的果蝇杂交实验——假说演绎法摩尔根解释的验证二、基因位于染色体上的实验证据摩尔根的果蝇杂交实验——假说演绎法从图2-10可以看出，摩尔根等人的设想可以合理地解释实验现象。但是判断一种设想或假说是否正确，仅能解释已有的实验现象是不够的，还应运用假说一演绎法，预测另外设计的实验结果，再通过实验来检验。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。1.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?摩尔根解释的验证二、基因位于染色体上的实验证据摩尔根的果蝇杂交实验——假说演绎法2.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?设计测交实验如何设计测交实验对摩尔根的解释进行验证?有几种可能的测交方式?提示：实验1：F1红眼

(♀)×白眼

(♂)实验2：F1红眼

(♂)×白眼

(♀)实验3：野生红眼

(♂)×白眼

(♀)画出遗传图解，并阐述摩尔根等人的实验验证:是如何进行演绎推理的?（四）测交实验，进行演绎推理、实验验证×XWXwXwYXWXwYXw配子XWXwXWYXwXwXwY测交后代雌红：雄红：雌白：雄白F11：1：1：1摩尔根实际的实验结果：126132120115

但是该结果与基因位于常染色体上时结果相同，因此，该结果无法验证假说，但通过本实验得到了白眼雌果蝇实验验证演绎推理测交（F1×隐性纯合子）二、基因位于染色体上的实验证据摩尔根的果蝇杂交实验——假说演绎法实验1

P

F1红眼（♂）

×白眼（♀）XWYXwXwXWXwYXWXwXwYF1配子红眼(♀)白眼(♂)实验2摩尔根实际的实验结果：红眼雌307白眼雄290（四）测交实验，进行演绎推理、实验验证测交（F1×隐性纯合子）二、基因位于染色体上的实验证据摩尔根的果蝇杂交实验——假说演绎法实验验证演绎推理实验验证（四）测交实验，进行演绎推理、实验验证测交（F1×隐性纯合子）二、基因位于染色体上的实验证据摩尔根的果蝇杂交实验——假说演绎法

P

野生红眼（♂）×白眼（♀）XWYXwXwXWXwYXWXwXwY配子红眼(♀)白眼(♂)实验3摩尔根实际的实验结果：红眼雌307白眼雄290实验验证演绎推理二、基因位于染色体上的实验证据摩尔根的果蝇杂交实验——假说演绎法（五）得出结论控制果蝇的红眼、白眼的基因只位于X染色体上人类历史上第一次将一个特定的基因（白眼基因w)和一条特定染色体（X染色体）联系起来，用实验证明了基因在染色体上。将遗传学研究推向细胞水平。ⅡⅢⅠⅣⅡⅢⅠⅣ白眼（♂）红眼（♀）验证假说：测交实验得出结论：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：作出假说：假说演绎法从此，摩尔根成了

理论的坚定支持者孟德尔回顾摩尔根的实验：演绎推理短硬毛棒状眼深红眼朱红眼截翅红宝石眼白眼黄身结论：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；问题2：细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？三、基因与染色体上的关系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。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假说—演绎法假说—演绎法三、基因与染色体上的关系1.基因分离定律的实质是：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体(的相同位置)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

，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而分离基因分离时期：Aa精原细胞初级精母细胞AaAa次级精母细胞AAaaAaAa精细胞减数第一次分裂后期四、孟德尔遗传规律的现代解释AaBbABABABabababABABababaABbABABababAAbbaaBB或自由组合的时期：减数分裂第一次分裂后期2.基因的自由组合定律的实质是：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四、孟德尔遗传规律的现代解释AaBbAbaBBAab四、孟德尔遗传规律的现代解释孟德尔遗传规律的现代解释减Ⅰ后期①

时间：同源染色体的分离非同源染色体自由组合②

细胞学基础：等位基因的分离非同源染色体上非等位基因的自由组合③

实质：总结归纳非同源染色体上的非等位基因自由组合。

同源染色体上的非等位基因，是连锁的，不能自由组合的形成配子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课后习题·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。（

）√×课后习题·概念检测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B课后习题·概念检测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