第2節(jié)

基因在染色體上第2章

基因和染色體的關系人教版（2019）必修二從薩頓的假說到摩爾根的果蠅雜交實驗，逐步認識基因是有物質實體的，深入理解孟德爾遺傳規(guī)律的本質，又進一步理解遺傳的物質性。(生命觀念)01借助假說演繹法再現摩爾根的實驗，學會自主提出假說、設計實驗并驗證，提高科學探究能力。(科學思維)02認同基因的物質本質、體會科學研究需要大膽質疑和勤奮實踐的科研精神。(社會責任)03學習目標課前導入男女12345678910111213141516171819202122231234567891011121314151617181920212223男女

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。課前導入1.對人類基因組進行測序，為什么首先要確定測哪

些染色體？2.為什么不測定全部46條染色體？因為基因在染色體上，要測定某個基因序列，首先要確定該基因在哪條染色體上，如果要測定人類基因組的基因序列，就要知道包含人類基因組的全部染色體組由哪些染色體組成。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。薩頓的假說01基因位于染色體上的實驗證據02孟德爾遺傳規(guī)律的現代解釋03目錄薩頓的假說1、實驗材料：蝗蟲薩頓研究蝗蟲減數分裂及受精作用過程中染色體行為變化及親子代染色體數量關系。父方(24條)母方(24條)精子(12條)卵子(12條)受精卵(24條)新個體(24條)減數分裂減數分裂受精作用分裂分化一半來自父方一半來自母方2、理論基礎孟德爾假設的一對遺傳因子，也就是等位基因，它們的分離與蝗蟲減數分裂中同源染色體的分離非常相似。薩頓的假說3、假說內容比較項目基因的行為染色體的行為傳遞中的特點存在形式體細胞中配子中體細胞中的來源形成配子時的分配特點在雜交過程保持完整性和獨立性在配子形成和受精過程中，也有相對穩(wěn)定的形態(tài)結構成對成對只有成對的基因中的一個只有成對的染色體中的一條成對的基因一個來自父方，一個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基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的，即基因在染色體上。薩頓的假說4、假說依據基因和染色體的行為存在著明顯的平行關系Rr非等位基因在形成配子時自由組合基因行為染色體行為行為變化非同源染色體在減數分裂Ⅰ后期自由組合YyRrYyYRYryRyr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薩頓的假說高莖高莖高莖矮莖D

dD

Dd

d

D

d

D

Dd

d在染色體上標注基因符號，解釋孟德爾的雜交實驗×減數分裂受精減數分裂高莖減數分裂P配子F1F1配子Dd高莖矮莖F2DdDdDd薩頓的假說01基因位于染色體上的實驗證據02孟德爾遺傳規(guī)律的現代解釋03目錄基因位于染色體上的實驗證據我不相信孟德爾，更難以相信薩頓那家伙毫無事實根據的臆測！我更相信的是實驗證據我要通過確鑿的實驗找到遺傳和染色體的關系！摩爾根他一直琢磨著設計一個實驗，看看生物的遺傳與染色體到底有什么關系，基因又是怎么回事。1909年開始，摩爾根開始潛心研究果蠅的遺傳行為。1910年5月，他發(fā)現了一只白眼的突變果蠅。他開始用這只果蠅進行實驗?；蛭挥谌旧w上的實驗證據基因位于染色體上的實驗證據1.遺傳學實驗材料——果蠅的優(yōu)點：基因位于染色體上的實驗證據觸角足卷翅黑體無翅果蠅作為材料的優(yōu)點①有許多易于區(qū)分的相對性狀；②培養(yǎng)周期短；③成本低；④易飼養(yǎng)；⑤染色體數目少，便于觀察。遺傳學研究常用的實驗材料：果蠅（果蠅是昆蟲綱雙翅目的一種小型蠅類，體長3～4mm，在制醋和腐爛水果的地方可以看到）1.遺傳學實驗材料——果蠅的優(yōu)點：基因位于染色體上的實驗證據2.果蠅的性別決定常染色體：與性別決定無關的染色體性染色體：與性別決定有關的染色體果蠅的染色體組成：3對常染色體+1對性染色體性染色體組成果蠅性別XX雌性XYXOXXY雌性果蠅的性別與Y染色體無關，與X的條數有關。雄性雄性基因位于染色體上的實驗證據3.摩爾根的設想假說1：控制眼色的基因位于X染色體的非同源區(qū)段，X染色體上有，而Y染色體上沒有×♀P♂F1F2自由交配♀♂♀♂紅：白=3:1♂紅眼白眼紅眼

紅眼雌果蠅

XWXW白眼雄果蠅

XwY

PF1×

XWXw紅眼雌

XWY紅眼雄×F2

XWXW

紅雌

XWXw

紅雌

XWY

紅雄

XwY

白雄比例：紅：白=3：1符合基因位于染色體上的實驗證據假說2：控制眼色的基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段，X染色體和Y染色體上都有×♀P♂F1F2自由交配♀♂♀♂紅：白=3:1♂紅眼白眼紅眼PF1F2

紅眼雌果蠅

XWXW白眼雄果蠅

XwYw

×

XWXw紅眼雌

XWYw紅眼雄×

XWXW

紅雌

XWXw

紅雌

XWYw

紅雄

XwYw

白雄比例：紅：白=3：13.摩爾根的設想符合基因位于染色體上的實驗證據假說3：控制眼色的基因位于Y染色體的非同源區(qū)段，X染色體上沒有×♀P♂F1♀♂紅眼白眼紅眼PF1×

紅眼雌果蠅

XX白眼雄果蠅

XYw

比例

XX紅眼雌

XYw白眼雄1

:1不符合上述假說1和假說2都能夠解釋實驗一和實驗二的實驗現象。到底哪個假說正確呢？3.摩爾根的設想基因位于染色體上的實驗證據4.演繹推理，驗證假說如何驗證假說？假說1：控制眼色的基因位于X染色體的非同源區(qū)段，X染色體上有，而Y染色體上沒有假說2：控制眼色的基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段，X染色體和Y染色體上都有設計測交實驗，F1與隱性純合子雜交。如何選擇測交的兩個親本？假說1：F1:紅眼雌XWXw、紅眼雄XWY分別與白眼雄XwY、白眼雌XwXw雜交假說2：F1:紅眼雌XWXw、紅眼雄XWYw分別與白眼雄XwYw、白眼雌XwXw雜交基因位于染色體上的實驗證據4.演繹推理，驗證假說假說1：控制眼色的基因位于X染色體的非同源區(qū)段，X染色體上有，而Y染色體上沒有假說2：控制眼色的基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段，X染色體和Y染色體上都有基因位于染色體上的實驗證據5.得出結論控制白眼的基因是在X染色體上，Y染色體上沒有它的等位基因。摩爾根通過實驗觀察，把一個特定的基因和一條特定的染色體聯系起來，最終確定了基因在染色體上的結論。從孟德爾理論的懷疑者成為孟德爾理論堅定的支持者?；仡櫮柛膶嶒灻系聽査_頓摩爾根實驗證據：遺傳因子（基因）遺傳規(guī)律觀察到減數分裂染色體的行為規(guī)律假說：遺傳的染色體學說（基因在染色體上線性排列）實驗證據：將基因定位在染色體上假說—演繹法類比—推理法假說—演繹法提出問題提出假說演繹推理實驗驗證為什么白眼性狀與性別相關?控制白眼的基因在X染色體上設計測交實驗，預測結果進行測交實驗得出結論假說正確，得出結論基因位于染色體上的實驗證據6.進一步探究（1）現象：每種生物的基因數量遠多于染色體數目（2）推測：一條染色體上有許多個基因（3）證明方法：摩爾根和他的學生發(fā)明了測定基因位于染色體上的相對位置的方法，并繪制出第一個果蠅各種基因在染色體上相對位置圖?；蛭挥谌旧w上的實驗證據6.進一步探究資料：果蠅的體細胞有4對染色體，攜帶的基因有1.3萬多個。人的體細胞有23對染色體，攜帶的基因有2.6萬多個。一條染色體上有許多個基因；結論2：基因在染色體上呈線性排列。結論1：薩頓的假說01基因位于染色體上的實驗證據02孟德爾遺傳規(guī)律的現代解釋03目錄孟德爾遺傳規(guī)律的現代解釋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一對遺傳因子就是位于一對同源染色體上的等位基因，不同對的遺傳因子就是位于非同源染色體上的非等位基因。孟德爾遺傳規(guī)律的現代解釋1、基因的分離定律的實質在雜合子的細胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨立性；在減數分裂形成配子的過程中：等位基因會隨同源染色體的分開而分離，分別進入兩個配子中。獨立地隨配子遺傳給后代。DdDDddDDddDDdd孟德爾遺傳規(guī)律的現代解釋2、基因的自由組合定律的實質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。課堂小結基因在染色體上薩頓的假說假說核心：基因在染色體上依據：基因與染色體存在明顯的平行關系基因位于染色體上的實驗證據摩爾根果蠅雜交實驗果蠅體細胞的染色體圖解果蠅雜交實驗分析圖解基因在染色體上呈線性排列孟德爾遺傳規(guī)律的現代解釋基因的分離定律的實質基因的自由組合定律的實質類比推理法假說演繹法課堂小測1.下列有關生物科學探究活動的敘述，正確的是()A.薩頓用假說—演繹法證明了基因在染色體上B.薩頓根研究發(fā)現控制果蠅眼色的基因位于X染色體上C.摩爾根用果蠅作實驗材料證明了基因在染色體上D.摩爾根利用熒光標記法測定基因位于染色體上相對位置解析：薩頓用類比推理的方法提出了基因在染色體上，沒有證明，A錯誤；摩爾根利用假說-演繹法，通過果蠅的紅眼和白眼這一相對性狀的雜交實驗證明了控制果蠅眼色的基因位于X染色體上，證明了基因在染色體上，不是薩頓證明，B錯誤，C正確；摩爾根和他的學生們發(fā)明了測定基因位于染色體上相對位置的方法，并繪制出第一個果蠅各種基因在染色體上的相對位置的圖，并說明了基因在染色體上呈線性排列，熒光標記法是現代分子生物學技術定位基因的方法，D錯誤。C課堂小測2.下列關于人類基因與染色體關系的敘述，錯誤的是()A.人體細胞內的基因都存在于染色體上B.同源染色體相同位置不一定是等位基因C.Y染色體上的部分基因在X染色體也存在D.基因在染色體上都呈線性排列解析：人體細胞內的基因主要存在于染色體上，少數存在于細胞質的線粒體中，A錯誤；同源染色體相同位置不一定是等位基因，也可能是相同的基因，如純合子AA，B正確；Y染色體上有能與X染色體配對的同源區(qū)段，Y染色體同源區(qū)段上的部分基因在X染色體上也存在，C正確；基因是有遺傳效應的DNA片段，染色體是由DNA和蛋白質構成的，DNA是具有雙螺旋結構的線性分子，故基因在染色體上都呈線性排列，D正確。A課堂小測3.如圖為果蠅X染色體上的部分基因分布示意圖，下列敘述錯誤的是()

A.雌果蠅的體細胞中分叉毛基因最多有4個B.圖示