第2節(jié)

基因在染色體上新人教版必修二

遺傳與進(jìn)化第二章基因和染色體的關(guān)系問題探討：

人有46條染色體，但是旨在揭示人類基因組遺傳信息的人類基因組計劃卻只測定人的24條染色體的DNA序列。討論：1.對人類基因組進(jìn)行測序，為什么首先要確定哪些染色體?因為基因在染色體上2.為什么不測定全部46條染色體?人有22對常染色體和1對性染色體，在常染色體中，每對同源染色體上分布的基因是相同的或是等位基因，只對其中一條測序就可以了；性染色體X和Y差別較大，基因也大不相同，所以都要測序。教學(xué)目標(biāo)：生命觀念從薩頓的假說到摩爾根的果蠅雜交實驗，逐步認(rèn)識基因是有物質(zhì)實體的，深入理解孟德爾遺傳規(guī)律的本質(zhì)，又進(jìn)一步理解遺傳的物質(zhì)性。社會責(zé)任認(rèn)同基因的物質(zhì)本質(zhì)、體會科學(xué)研究需要大膽質(zhì)疑和勤奮實踐的科研精神?？茖W(xué)探究借助假說演繹法再現(xiàn)摩爾根的實驗，學(xué)會自主提出假說、設(shè)計實驗并驗證，提高科學(xué)探究能力?？茖W(xué)思維基于基因和染色體的相關(guān)事實，運(yùn)用歸納概括、演繹推理等科學(xué)思維，闡明基因在染色體上，進(jìn)一步體會假說——演繹法。一、薩頓的假說?19世紀(jì)，孟德爾發(fā)現(xiàn)了遺傳的兩大定律?1909年，丹麥生物學(xué)家約翰遜提出了“基因”的概念，替代遺傳因子?；蛟谀睦锬?？?1903年，美國科學(xué)家薩頓用蝗蟲細(xì)胞作材料，研究精子和卵細(xì)胞的形成過程。

發(fā)現(xiàn)孟德爾假設(shè)的一對遺傳因子，其分離與減數(shù)分裂中同源染色體的分離非常相似。薩頓W.sutton(1877-1916)1.薩頓的假說：2.原因：3.方法：一、薩頓的假說分離定律—遺傳因子DdDd雜合子在形成配子時，成對的遺傳因子分離。減數(shù)第一次分裂時，同源染色體的分離。減數(shù)分裂—染色體類比推理基因在染色體上。即基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的?；蚝腿旧w的行為存在明顯的平行關(guān)系。類比推理基因在染色體上一、薩頓的假說探究活動1：閱讀課本29頁，完成表格填寫。基因的行為染色體的行為體細(xì)胞中的存在形式配子中的存在形式在體細(xì)胞中的來源形成配子時的組合方式傳遞中的性質(zhì)成對存在成對存在單個單個一個來自父方一個來自母方一條來自父方一條來自母方非等位基因自由組合非同源染色體自由組合雜交過程保持完整性、獨(dú)立性在配子形成和受精過程中保持穩(wěn)定性一、薩頓的假說高莖高莖矮莖高莖D

dD

Dd

d

D

d

d

d探究活動2：在染色體上標(biāo)注基因符號，解釋孟德爾的雜交實驗×分裂減數(shù)受精分裂減數(shù)高莖減數(shù)分裂P配子F1F1配子高莖矮莖F2dDdDD

DDDdd二、基因在染色體上的實驗證據(jù)1.科學(xué)家：摩爾根摩爾根ThomasHuntMorgan(1866-1945)●美國生物學(xué)家摩爾根曾經(jīng)明確表示過不相信孟德爾的遺傳理論。●對薩頓的基因在染色體上的假說更持懷疑態(tài)度，認(rèn)為這是主觀的臆測，缺少實驗證據(jù)?！袼恢弊聊ピO(shè)計一個實驗，看看生物的遺傳與染色體到底有什么關(guān)系，基因又是怎么回事?！駨?909年開始，潛心研究果蠅的遺傳行為。二、基因在染色體上的實驗證據(jù)2.實驗材料：果蠅①優(yōu)點(diǎn)●易飼養(yǎng)

●繁殖快、后代比較多●有易于區(qū)分的性狀

●染色體數(shù)少，易觀察②染色體組成果蠅體細(xì)胞染色體圖解●3對常染色體：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各一對●1對性染色體：同型：XX

異型：XY二、基因在染色體上的實驗證據(jù)3.實驗過程：紅眼♀×F1♀♂交配白眼♂紅眼（♀、♂）白眼♂紅眼♀紅眼♀紅眼♂紅：白=3:1PF1F2觀察實驗由現(xiàn)象可知：■紅眼為顯性，白眼為隱性■符合孟德爾分離定律■為什么F2代白眼性狀總是與性別相聯(lián)系？提出問題二、基因在染色體上的實驗證據(jù)作出假說控制眼色的基因是在X染色體上，Y染色體上沒有它的等位基因。雌果蠅：雄果蠅：紅眼（ＸＷＸＷ）紅眼（ＸＷＸw）白眼（ＸwＸw）白眼（ＸwＹ）紅眼（ＸＷＹ）若用w表示控制眼色的基因，紅眼W,白眼w.XWXW紅眼（雌）×XwY白眼（雄）XWYXwXWY紅眼（

雄

）XWXw紅眼（

雌

）×PF2F1配子配子XWXwXWYXWXW紅眼(雌

）

XWXw紅眼(雌)XWY紅眼(雄)XwY白眼(雄

)二、基因在染色體上的實驗證據(jù)演繹推理■摩爾根等人通過測交等方法，進(jìn)

一步驗證■方案：讓F1與隱性純合子雜交思考：對F1中的紅眼雌果蠅測交還是紅眼雄果蠅？測交配子測交后代XWXwY×XwY白眼♂XWXw紅眼♀XWY紅眼♂XWXw紅眼♀XwXwXw白眼♀XwY白眼♂1:1:1:

1預(yù)期結(jié)果二、基因在染色體上的實驗證據(jù)實驗驗證摩爾根等人親自做了測交實驗，實驗結(jié)果如下：實驗結(jié)果與理論推測一致紅眼雌性紅眼雄性白眼雌性白眼雄性126132120115思考：通過該實驗?zāi)芊褡C明基因在X染色體上？XYⅠⅡⅢ二、基因在染色體上的實驗證據(jù)探究活動3：如果控制白眼的基因在Y染色體上，還能解釋摩爾根的果蠅雜交實驗嗎？①如果控制白眼的基因在Y染色體上，且X染色體上沒有顯性紅眼基因XYⅠⅡⅢPF1×紅眼雌果蠅

XX白眼雄果蠅

XYw

比例

XX紅眼雌

XYw白眼雄1:1不能解釋摩爾根的果蠅雜交實驗結(jié)果。二、基因在染色體上的實驗證據(jù)探究活動3：如果控制白眼的基因在Y染色體上，還能解釋摩爾根的果蠅雜交實驗嗎？②如果控制白眼的

基因在Y染色體上，紅眼基因在X染色體上，則果蠅的基因型為XWYw，紅眼基因?qū)Π籽刍驗轱@性，不會出現(xiàn)白眼雄果蠅。與實驗結(jié)果不符。XYⅠⅡⅢ②位于X和Y染色體的同源區(qū)段上(Ⅱ)。請同學(xué)們課下思考……XWXw紅眼（雌）×XwY白眼（雄）XWYXwPF1配子XWXw紅眼(雌）

XwXw白眼(雌)XWY紅眼(雄)XwY白眼(雄

)Xw●位于X和Y染色體的同源區(qū)段上(Ⅱ)?！裰晃挥赬染色體上(Ⅰ)。測交(演繹推理)測交(演繹推理)1:1:1:1XWXw紅眼（雌）×XwYw白眼（雄）XWYwXwPF1配子XWXw紅眼(雌）

XwXw白眼(雌)XWYw紅眼(雄)XwYw白眼(雄)Xw1:1:1:1二、基因在染色體上的實驗證據(jù)二、基因在染色體上的實驗證據(jù)●精心設(shè)計的實驗反而證明孟德爾的正確，還為“基因在染色體上”提供了證據(jù)。盡管心塞，但堅持“實驗至上”的摩爾根立馬擯棄之前的偏見，從此對孟德爾“黑轉(zhuǎn)粉”。●摩爾根的這種大膽質(zhì)疑，科學(xué)務(wù)實的研究精神是值得我們努力學(xué)習(xí)的。摩爾根ThomasHuntMorgan(1866-1945)繼續(xù)探究●現(xiàn)象：一條染色體上應(yīng)該有許多個基因。●推測：每種生物的基因數(shù)量遠(yuǎn)多于染色體數(shù)目。二、基因在染色體上的實驗證據(jù)4對染色體，1.3萬個基因23對染色體，26萬個基因二、基因在染色體上的實驗證據(jù)●證明方法：

摩爾根和他的學(xué)生們發(fā)明了測定基因位于染色體上的相對位置的方法，并繪出了第一幅果蠅各種基因在染色體上的相對位置圖。一條染色體上應(yīng)該有許多個基因；同時說明基因在染色體上呈線性排列?！窠Y(jié)論：三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋Dd12Dd12DdD1Dd2ddDDd

在雜合子的細(xì)胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定獨(dú)立性；在減數(shù)分裂形成配子時，等位基因會隨著同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入到兩個配子中，獨(dú)立地隨配子傳給后代?；蚍蛛x定律的實質(zhì)三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋

位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的；在減數(shù)分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合?；蜃杂山M合定律的實質(zhì)關(guān)于孟德爾遺傳定律的3點(diǎn)提醒(1)并不是所有的非等位基因都遵循基因自由組合定律，只有非同源染色體上的非等位基因才遵循自由組合定律。(2)并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德爾的遺傳規(guī)律，葉綠體、線粒體中的基因都不遵循。(3)原核細(xì)胞中的基因在遺傳過程中不遵循孟德爾的兩個遺傳規(guī)律。三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋課堂小結(jié)基因在染色體上薩頓假說摩爾根實驗孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋基因和染色體的行為存在著明顯的平行關(guān)系基因位于染色體上減數(shù)分裂過程中，等位基因隨同源染色體的分開而分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合依據(jù)結(jié)論實驗驗證實驗現(xiàn)象實驗假設(shè)果蠅眼色遺傳與性別相聯(lián)系控制白眼的基因位于X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因測交實驗練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測1.基于對同源染色體和非同源染色體上相關(guān)基因的理解，判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）位于一對同源染色體上相同位置的基因控制同一種性狀。（

）（2）非等位基因都位于非同源染色體上。（

）√×練習(xí)與應(yīng)用2.基因主要位于染色體上，下列關(guān)于基因和染色體關(guān)系的表述，錯誤的是（

）A.染色體是基因的主要載體B.染色體就是由基因組成的C.一條染色體上有多個基因D.基因在染色體上呈線性排列B練習(xí)與應(yīng)用3.基因和染色體的行為存在平行關(guān)系。下列相關(guān)表述，錯誤的是（

）A.復(fù)制的兩個基因隨染色單體分開而分開B.同源染色體分離時，等位基因也隨之分離C.非同源染色體數(shù)量越多，非等位基因組合的種類也越多D.非同源染色體自由組合，使所有非等位基因也自由組合D練習(xí)與應(yīng)用二、拓