第2節(jié)

基因在染色體上

第二章基因和染色體的關(guān)系教學(xué)目標(biāo)目標(biāo)010203借助假說演繹法再現(xiàn)摩爾根的實(shí)驗(yàn)，學(xué)會自主提出假說、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并驗(yàn)證，提高科學(xué)探究能力。(科學(xué)思維)從薩頓的假說到摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)，逐步認(rèn)識基因是有物質(zhì)實(shí)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。(生命觀念)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(shí)踐的科研精神。(社會責(zé)任)情景材料一

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(jì)劃卻只測定人的24條染色體的DNA序列。人類基因組計(jì)劃（視頻）問題1：對人類基因組進(jìn)行測序，為什么首先要確定測哪些染色體？因?yàn)榛蛭挥谌旧w上問題2：為什么不測定全部46條染色體？位于同源染色體相同位置上的基因控制的是同一性狀的不同類型問題3：基因在哪里呢？一、薩頓的假說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。體細(xì)胞24條染色體精子12條染色體卵細(xì)胞12條染色體受精體細(xì)胞24條染色體按形態(tài)結(jié)構(gòu)來分，兩兩成對，共12對，每對染色體中一條來自父方，一條來自母方。減數(shù)分裂時(shí)同源染色體分離。受精作用受精卵親代配子子代染色體行為基因行為DDddDdDdDd受精作用看不見的染色體基因在染色體上推理基因看得見的

平行關(guān)系高莖矮莖高莖矮莖一、薩頓的假說一、薩頓的假說（一）假說的內(nèi)容：基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的，即基因位于染色體上。合作探究一：推測“基因在染色體上”依據(jù)是什么？請小組合作思考并閱讀教材29頁完成下表？

比較項(xiàng)目基因的行為染色體的行為傳遞中的特點(diǎn)存在形式體細(xì)胞中配子中體細(xì)胞中的來源形成配子時(shí)的分配特點(diǎn)比較項(xiàng)目基因的行為染色體的行為傳遞中的特點(diǎn)存在形式體細(xì)胞中配子中體細(xì)胞中的來源形成配子時(shí)的分配特點(diǎn)在雜交過程保持完整性和獨(dú)立性在配子形成和受精過程中，也有相對穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)

成對成對只有成對的基因中的一個(gè)只有成對的染色體中的一條成對的基因一個(gè)來自父方，一個(gè)來自母方同源染色體一條來自父方，一條來自母方等位基因分離，非等位基因自由組合

同源染色體分離，非同源染色體自由組合一、薩頓的假說（二）假說的依據(jù)：基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系。合作探究二：依據(jù)薩頓的理論，請?jiān)谡n本30頁“思考討論”圖中的染色體上標(biāo)出基因符號。

矮莖高莖×減數(shù)分裂受精減數(shù)分裂高莖減數(shù)分裂高莖高莖高莖矮莖P配子F1F1配子ddddDddDdDDddDdDDDDD分析減數(shù)分裂中基因和染色體的關(guān)系思考.討論一、薩頓的假說實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

1.下列各項(xiàng)中不能說明基因和染色體行為存在平行關(guān)系的是(

)A．體細(xì)胞中基因和染色體成對存在，生殖細(xì)胞中二者都是成單存在B．體細(xì)胞成對的基因和同源染色體都是一個(gè)來自父方、一個(gè)來自母方C．非同源染色體及其上的非等位基因自由組合D．基因和染色體在生殖過程中都可能發(fā)生變異問題4：基因真的位于染色體上嗎？二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)

孟德爾的遺傳理論和薩頓的假說遭到同時(shí)代的遺傳學(xué)家摩爾根（T.H.Morgan)的強(qiáng)烈質(zhì)疑。孟德爾遺傳理論薩頓假說果蠅實(shí)驗(yàn)方法假說-演繹法二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)合作探究三：請同學(xué)們認(rèn)真閱讀教材P30-32，小組合作討論以下問題。

1.摩爾根選用了什么作實(shí)驗(yàn)材料？為什么？2.摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)“F2紅眼和白眼之間的數(shù)量比是3:1，遵循分離定律。所不同的是白眼性狀的表現(xiàn)，總是與性別相聯(lián)系”

如何解釋這一現(xiàn)象？3.細(xì)胞中的基因都位于染色體上嗎？為什么？4.在基因研究中，下列成就分別是由哪些科學(xué)家來完成的？

二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)摩爾根果蠅作為實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)（視頻）1.個(gè)體小，易飼養(yǎng)2.繁殖快，后代多3.具有易于區(qū)分的相對性狀4.染色體少，易觀察（4對）二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)紅眼果蠅朱紅眼果蠅白眼果野生型突變型突變型（一）遺傳實(shí)驗(yàn)材料——果蠅的優(yōu)點(diǎn)：二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（二）果蠅的染色體組成：雌性性染色體常染色體常染色體性染色體雌雄個(gè)體細(xì)胞中相同，不決定性別的染色體

雌雄個(gè)體細(xì)胞中不相同，決定性別的染色體３對：ⅡⅡ，ⅢⅢ，ⅣⅣ雄性實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

2.果蠅常被用作遺傳學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)材料，下列關(guān)于果蠅的敘述，錯(cuò)誤的是(

)A.果蠅易飼養(yǎng)、后代多，具有易于區(qū)分的性狀B.果蠅體細(xì)胞中含有4對常染色體，雌果蠅體細(xì)胞中含有2條X染色體C.性染色體上的基因不一定都與性別決定有關(guān)D.白眼雄果蠅的白眼基因位于X染色體上，Y染色體上無其等位基因二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（三）摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)：

1909年起，摩爾根開始潛心研究果蠅的遺傳行為。摩爾根和他的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室里培養(yǎng)了許多野生型紅眼果蠅，沒發(fā)現(xiàn)其它眼色果蠅。1910年5月的一天，摩爾根在實(shí)驗(yàn)室中偶然發(fā)現(xiàn)一只白眼雄果蠅。白眼性狀是如何遺傳的？二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（三）摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)：3/41/4P×白眼（雄）紅眼（雌）F1紅眼F2白眼（雄）紅眼（雌、雄）（雌、雄交配）(1)觀察實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問題問題1：“F2紅眼和白眼之間的數(shù)量比是3:1，遵循分離定律。所不同的是白眼性狀的表現(xiàn)，總是與性別相聯(lián)系?！?/p>

如何解釋這一現(xiàn)象？二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（三）摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)：(2)提出假說，解釋問題PF1F2紅眼（雌、雄）白眼（雄）3/41/4紅眼×紅眼（雌）白眼（雄）ＸwＹＸＷＸＷＸＷＸw、ＸＷＹＸＷＸw、ＸＷＸＷ、ＸＷＹＸwＹ“如果控制白眼的基因（w）在X染色體上，而Y染色體上不含它的等位基因，上述現(xiàn)象可以得到合理解釋”雌果蠅種類：紅眼（ＸＷＸw、ＸＷＸＷ）白眼（ＸWＸW）雄果蠅種類：紅眼（ＸＷＹ）白眼（ＸwＹ）二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（三）摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)：(3)演繹推理(紙上談兵)XWXw

×XwYXWX

wXwYF1：P：配子：紅眼（雌）白眼（雄）XW

XwXwYXwXw

XWY紅雌白雌紅雄白雄XWY

×XwXwXWX

w

紅雌XwYW白雄F1：P：配子：紅眼（雄）白眼（雌）XWXwY測交1測交2二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（三）摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)：(4)測交實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論紅眼雌蠅紅眼雄蠅白眼雌蠅白眼雄蠅126132120115測交1：測交2：子代中雌蠅均為紅眼，雄蠅均為白眼。得出結(jié)論：控制果蠅白眼的基因只位于X染色體上，而Y染色體不含其等位基因，基因在染色體上。二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)作出假說控制白眼基因（w）在X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因得出結(jié)論基因在染色體上提出問題白眼性狀的表現(xiàn)總是與性別相聯(lián)系演繹推理測交摩爾根成了孟德爾理論的堅(jiān)定支持者溫顧摩爾根的果蠅實(shí)驗(yàn)三、基因與染色體的關(guān)系短硬毛棒狀眼深紅眼朱紅眼截翅紅寶石眼白眼黃身結(jié)論：基因在染色體上呈線性排列。摩爾根和他的學(xué)生們，設(shè)計(jì)測量出：第一個(gè)果蠅各種基因在染色體上排列圖譜。人只有23對染色體，卻有約2.6萬個(gè)基因。一條染色體上應(yīng)該有許多個(gè)基因。果蠅只有4對染色體，攜帶的基因有1.3萬多個(gè)；問題2：細(xì)胞中的基因都位于染色體上嗎？為什么？三、基因與染色體的關(guān)系問題2：細(xì)胞中的基因都位于染色體上嗎？為什么？不是。①真核生物的核基因都位于染色體上，而質(zhì)基因位于線粒體等細(xì)胞器內(nèi)；②原核生物的基因有的位于擬核區(qū)DNA分子上，有的位于細(xì)胞質(zhì)的質(zhì)粒上。問題3：在基因研究中，下列成就分別是由哪些科學(xué)家來完成的？①提出“性狀是由遺傳因子決定的”觀點(diǎn)。②把“遺傳因子”改為“基因”，并提出“等位基因”概念。③提出“基因在染色體上”的假說。④用實(shí)驗(yàn)證明了“基因在染色體上”。孟德爾約翰遜摩爾根薩頓假說—演繹法假說—演繹法dBBaAD等位基因等位基因非同源染色體非等位基因相同基因同源染色體同源染色體同源染色體的相同位置上控制相對性狀的基因1234四、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋（一）等位基因：四、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋（二）分離定律的實(shí)質(zhì)：AAAaAAaaaaaaAA分裂間期減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ減數(shù)分裂Ⅱ等位基因隨同源染色體的分開而分離四、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋（三）自由組合定律的實(shí)質(zhì)：非同源染色體上的非等位基因自由組合分裂間期減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ減數(shù)分裂ⅡAaBbaaAAbbBBBBaaAAbbAbaBBaAb基因在染色體上薩頓假說摩爾根實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)課堂小結(jié)實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

3.大量事實(shí)表明，孟德爾發(fā)現(xiàn)的基因遺傳行為與染色體的行為是平行的。據(jù)此做出如下推測，哪一項(xiàng)是沒有說服力的()A．基因在染色體上B．同源染色體分離導(dǎo)致等位基因分離C．每條染色體上都有許多基因D．非同源染色體自由組合使非等位基因重組實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

4.下列關(guān)于基因和染色體關(guān)系的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.染色體是基因的主要載體B.基因在染色體上呈線性排列C.一條染色體上有多個(gè)基因D.染色體就是由基因組成的實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

5.繼孟德爾之后，摩爾根也運(yùn)用了假說—演繹法進(jìn)行科學(xué)探究，其果蠅雜交實(shí)驗(yàn)成為“基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)”的經(jīng)典。下列實(shí)驗(yàn)可以成功驗(yàn)證摩爾根的演繹推理的是(

)A.白眼雌×紅眼雄→紅眼雌∶白眼雄＝1∶1B.紅眼雌×白眼雄→紅眼雌∶白眼雄＝1∶1C.紅眼雌×白眼雄→紅眼雌∶白眼雄∶紅眼雄∶白眼雌＝1∶1∶1∶1D.A、B、C三項(xiàng)都不是實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

6.果蠅的紅眼對白眼為顯性性狀，且控制該性狀的一對基因位于X染色體上，下列雜交組合中，通過眼色就可以直接判斷果蠅性別的是（

）

A.白眼雄蠅與紅眼雌蠅雜交

B.白眼雌蠅與紅眼雄蠅雜交

C.紅眼雌蠅與紅眼雄蠅雜交

D.白眼雌蠅與白眼雄蠅雜交實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

7.已知果蠅的體細(xì)胞內(nèi)有4對同源染色體，根據(jù)薩頓的假說，關(guān)于該動物減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子的說法正確的是（）A.果蠅的精子中含有成對的基因B.果蠅的體細(xì)胞中含有一個(gè)基因C.果蠅的4對同源染色體上含有的基因可以同時(shí)來自父方，也可同時(shí)來自母方D.在體細(xì)胞中，基因成對存在的，在配子中只有成對基因中的一個(gè)實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

8.下列有關(guān)基因與染色體的關(guān)系的表述，錯(cuò)誤的是(

) A.基因就是染色體 B.有的生物的基因并不在染色體上 C.基因在染色體上的提出者是薩頓 D.同源染色體上的等位基因隨同源染色體的分開而分離實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

9.果蠅的紅眼(R)對白眼(r)是顯性，控制眼色的基因位于X染色體上?，F(xiàn)用一對果蠅雜交，一方為紅眼，另一方為白眼，雜交后F1中雄果蠅與親本雌果蠅眼色相同，雌果蠅與親本雄