基因在哪里？第二章

基因和染色體的關系2.2基因在染色體上本節(jié)聚焦1、科學家發(fā)現(xiàn)基因與染色體有哪些平行關系？2、摩爾根如何證明基因位于染色體上？摩爾根的果蠅雜交實驗給我們哪些啟示？3、怎樣從基因和染色體的層面解釋孟德爾遺傳規(guī)律一.薩頓的假說P291903年，美國遺傳學家薩頓用蝗蟲細胞作材料，研究精子和卵細胞的形成過程。他發(fā)現(xiàn)孟德爾假設的一對遺傳因子，也就是等位基因，它們的分離與減數(shù)分裂中同源染色體的分離非常相似。薩頓1.薩頓假說內容：基因（遺傳因子）是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的，也就是說基因就在染色體上；2.薩頓假說的依據(jù)：基因和染色體的行為存在明顯的平行關系；一.薩頓的假說基因行為染色體行為受精作用受精卵親代配子子代DDddDdDdDd受精作用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與染色體的平行關系一.薩頓的假說項目基因染色體獨立性基因在雜交過程中保持_____性和_____性染色體在配子形成和受精過程中，具有________的形態(tài)結構存在方式在體細胞中基因_____存在，在配子中只有_____________________在體細胞中染色體_____存在，在配子中只有_____________________來源體細胞中成對的基因一個來自_____，一個來自_____體細胞中成對的染色體(即______染色體)一條來自_____，一條來自_____分配____________在形成配子時自由組合______________在減數(shù)分裂Ⅰ的后期自由組合完整獨立相對穩(wěn)定成對成對的基因中的一個成對成對的染色體中的一條父方母方同源非等位基因非同源染色體父方母方薩頓的假說成對同源染色體一條來自父方一條來自母方體細胞中的存在形式染色體成對存在只有成對染色體中的一條配子中的存在形式體細胞中的來源P配子F1♂♀×配子形成和受精過程中有相對穩(wěn)定的結構傳遞的性質P配子F1DD♂dd♀×dDDd基因成對存在只有成對基因中的一個成對的基因，一個來自父方一個來自母方雜交過程中基因保持完整性和獨立性等位基因行為同源染色體行為存在平行關系一、薩頓假說基因成對存在只有成對的基因中的一個成對的同源染色體一條來自父方，一條來自母方。成對的基因一個來自父方，一個來自母方?；蛐袨槿旧w行為體細胞染色體成對存在只有成對染色體中的一條配子來源P配子F1P配子F1♂♀DdDdDD♂dd♀××配子形成和受精過程中有相對穩(wěn)定的結構。雜交過程中基因保持完整性和獨立性。傳遞性質一.薩頓的假說針對的是染色體上的基因高莖高莖矮莖高莖DdDDddDddd×減數(shù)分裂受精減數(shù)分裂減數(shù)分裂P配子F1F1配子高莖矮莖F2dDdDD

DDDdd1DD2Dd1dd?高莖DdDD×ddP30”思考·討論“按照薩頓假說，在圖中的染色體上標注基因符號，解釋孟德爾一對相對性狀的雜交實驗（圖中染色體上的黑色橫線代表基因的位置）（2）方法：

。（根據(jù)兩個或兩類對象有部分屬性相同，從而推出它們的其他屬性也相同的推理）

一.薩頓的假說（3）注意：并非所有基因都位于染色體上！在真核生物中，細胞核基因位于染色體，但細胞質基因位于

上;在原核生物中，細胞內無染色體，其基因位于

上；病毒中有基因，但無染色體。線粒體和葉綠體DNA擬核（1）內容：

。

基因在染色體上類比推理法孟德爾的遺傳理論薩頓假說摩爾根T.H.Morgan(1866-1945)二.基因位于染色體上的實驗證據(jù)我更相信的是實驗證據(jù)，我要通過確鑿的實驗找到遺傳和染色體的關系！我要用什么作為實驗材料呢？

2.實驗材料：果蠅1.主要科學家：摩爾根優(yōu)點：①易飼養(yǎng)，繁殖快；②后代多；③相對性狀多且明顯；④染色體數(shù)目少，便于觀察果蠅體細胞染色體圖解XY型性別決定方式：（同型）雌性：3對常染色體（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）+XX（異型）雄性：3對常染色體（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）+XY二基因在染色體上的實驗證據(jù)--摩爾根的果蠅雜交實驗P30-31注：雌雄同株的個體無常染色體、性染色體之分。為什么不測定全部46條染色體?因為基因位于染色體上，要測定某個基因的序列，首先要知道該基因位于哪條染色體上。22對常染色體的形態(tài)、大小相同，結構相似，上面分布的基因是相同的或者是等位基因，所以只對其中1條進行測序就可以了;而性染色體X和Y的差別很大，基因也大為不同，所以兩條性染色體都需要測序，對人類基因組進行測序，為什么首先要確定測哪些染色體?問題?探討P29二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)——摩爾根（果蠅雜交實驗）2、摩爾根果蠅雜交實驗示意圖PF1F23/4紅眼（雌、雄）1/4白眼（只有雄）紅眼（雌、雄交配）×紅眼白眼①觀察現(xiàn)象，提出問題1、眼色的顯性性狀什么？紅眼2、眼色遺傳是否遵循分離定律？

是。F1自交，后代出現(xiàn)性狀分離，且性狀分離比為3∶1。白眼果蠅都是雄的。說明什么？說明白眼個體總是與性別相關聯(lián)二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)2、摩爾根果蠅雜交實驗示意圖②提出假說雌果蠅：紅眼（ＸＷＸＷ、ＸＷＸw）白眼（ＸwＸw）雄果蠅：紅眼（ＸＷＹ）白眼（ＸwＹ）

控制白眼的基因（用w表示）在X染色體上，而Y染色體不含有它的等位基因。二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)F2╳P配子F1控制白眼的基因在于X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因。╳XWXW紅眼（♀）XwY白眼（♂）XWXwYXWXw紅眼（♀）XWY紅眼（♂）配子XW

YXWXw根據(jù)假說對實驗現(xiàn)象進行解釋（分析圖解）②提出假說，解釋現(xiàn)象XWXW紅眼（♀）XWXw紅眼（♀）XWY紅眼（♂）XwY白眼（♂）二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)②提出假說，解釋現(xiàn)象一種假說僅能解釋已有的實驗結果是不夠的。還應該根據(jù)假說進行演繹推理，預測新的實驗結果，再通過真實的實驗來進行驗證。如果實驗結果與預期相符，則支持假說。該假說能解釋已有的實驗結果（現(xiàn)象），但是否能說明其正確？二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)F1紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅交配測交實驗（雜種子一代F1與隱性純合子交配）③演繹推理，驗證假說XWXw紅眼（♀）P配子F1XwY白眼（♂）╳XwXwXwYXWXw紅眼（♀）XwXw白眼（♀）XWY紅眼（♂）XwY白眼（♂）

（1+1）：（1+1）=1:1二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)摩爾根等人親自做真實的測交實驗，結果如下：測交實驗：（實驗驗證—真實實驗）③演繹推理，驗證假說與理論推測一致，完全符合假說，假說完全正確！紅眼雌性紅眼雄性白眼雌性白眼雄性126132120115④得出結論控制白眼的基因只在X染色體上。

即基因在染色體上基因位于染色體上的實驗證據(jù)——摩爾根（果蠅雜交實驗）小結：測交實驗基因在染色體上若控制白眼基因（w）在X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因白眼性狀的表現(xiàn)總是與性別相聯(lián)系？假說演繹法從此，摩爾根成了

理論的堅定支持者孟德爾提出問題:作出假說:演繹驗證:得出結論:對點訓練摩爾根研究果蠅的眼色遺傳實驗過程如圖所示。下列相關敘述中錯誤的是A.果蠅的眼色遺傳遵循基因的分離定律B.摩爾根發(fā)現(xiàn)的問題是F2中的白眼果蠅為什么都是雄性C.摩爾根提出的假說是白眼基因只位于X染色體上D.F2中的紅眼雌果蠅的基因型只有XWXWD在基因研究中，下列成就分別是由哪些科學家來完成的？①提出“性狀是由遺傳因子決定的”觀點。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用實驗證明了“基因在染色體上”。約翰遜摩爾根

假說—演繹法薩頓孟德爾

假說—演繹法類比推理法結論：②基因在染色體上呈線性排列。摩爾根和他的學生們：繪出第一幅果蠅各種基因在染色體上的排列圖譜。人只有23對染色體，卻有約2.6萬個基因。①一條染色體上應該有許多個基因。果蠅只有4對染色體，攜帶的基因有1.3萬多個；短硬毛棒狀眼深紅眼朱紅眼截翅紅寶石眼白眼黃身★基因與染色體的關系P31-32：果蠅X染色體上一些基因的示意圖自由組合定律中的不同對的遺傳因子指位于

。分離定律中的一對遺傳因子指

；dBbaAD同源染色體同源染色體等位基因：同源染色體的相同位置上控制相對性狀的基因1234三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋P32非等位基因中，能自由組合的有哪些？，如A與a、B與b。一對同源染色體上的一對等位基因非同源染色體上的非等位基因圖中屬于非等位基因的有

、

。a和B/b/D/d；A(或a)和B(或b)、A(或a)和D(或d)A和B/b/D/d/（A與A、B與B、D與D屬于相同基因）非等位基因：非同源染色體上（如A和B）或同源染色體不同位置的基因（如B和D、b和d），強調的不同位置上的基因！B和d、D和b；B和D、b和d2．根據(jù)基因與染色體的對應關系，非等位基因的概念可描述為(

)A．染色體不同位置上的不同基因B．同源染色體上不同位置上的基因C．非同源染色體上的不同基因D．同源染色體相同位置上的基因√——基因分離定律的實質在雜合子的細胞中，位于一對同源染色體的等位基因，具有一定的獨立性；在減數(shù)分裂形成配子的過程中，

會隨_____________的分開而

，分別進入兩個配子中，獨立的隨配子遺傳給后代。等位基因同源染色體分離三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋Aa精原細胞初級精母細胞AaAa次級精母細胞AAaaAaAa精細胞等位基因分離的時間：減數(shù)分裂Ⅰ后期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_________________________彼此分離的同時，______________________________自由組合。AaBbABABababABABAAbb或自由組合的時間：減數(shù)分裂Ⅰ后期——基因的自由組合定律的實質三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋同源染色體上的等位基因非同源染色體上的非等位基因孟德爾遺傳規(guī)律的適用范圍基因的行為并不都遵循孟德爾遺傳規(guī)律：(1)遵循基因自由組合定律的是非同源染色體上的非等位基因，同源染色體上的非等位基因的遺傳不遵循。(2)真核生物的細胞質基因位于葉綠體和線粒體的DNA上，細胞質中的基因不遵循孟德爾遺傳規(guī)律；(3)原核生物中的基因都不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。減數(shù)分裂形成配子的過程中，基因隨染色體的傳遞規(guī)律。有性生殖；真核生物；核基因。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(jù)：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(jù)摩爾根果蠅雜交實驗基因在染色體上呈線性排列孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)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1.基于對同源染色體和非同源染色體上相關基因的理解，判斷下列相關表述是否正確。（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。（）2.基因主要位于染色體上，下列關于基因和染色體關系的表述，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3.基因和染色體的行為存在平行關系。下列相關表述，錯誤的是（）A.復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

√×B

D二、拓展應用1.用白眼雌果蠅和紅眼雄果蠅雜交，通過眼睛顏色可判斷子代果蠅的性別；用白眼雄果蠅和紅眼雌果蠅雜交，通過眼睛顏色卻不能判斷子代果蠅的性別，這是為什么？用其他雜交組合，能否通過眼睛顏色判斷子代果蠅的性別呢？紅眼雌果蠅的基因型有XWXW和XWXw兩種類型，白眼雄果蠅的基因型為XwY。如果基因型為XWXW的紅眼雌果蠅與基因型為XwY的白眼雄果蠅雜交：

子一代無論雌雄