2.2基因在染色體上第一課時

薩頓的假說基因位于染色體的實驗證據(jù)孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋本節(jié)聚焦

一、薩頓的假說?19世紀，孟德爾發(fā)現(xiàn)了遺傳的兩大定律?1909年，丹麥生物學家約翰遜提出了“基因”的概念，替代遺傳因子?；蛟谀睦锬兀?1903年，美國科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。

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A.sutton(1877-1916)

一、薩頓的假說體細胞配子Dd基因成對染色體成對DdDd一個來自父方一個來自母方體細胞成單成單一條來自父方一條來自母方

一、薩頓的假說非等位基因在形成配子時自由組合非同源染色體在減數(shù)分裂Ⅰ的后期自由組合yRYryrYRYyRr體細胞配子兩對基因兩對同源染色體

一、薩頓的假說基因和染色體的平行關(guān)系基因的行為染色體的行為傳遞過程中保持：________________也有：___________________

體細胞中存在形式_________存在__________存在在配子中存在形式只有成對基因中的_______只有成對染色體中的_________體細胞中的來源成對中的基因一個來自______

一個來自______

同源染色體一條來自______一條來自______形成配子時組合方式等位基因：____________非等位基因：________同源染色體：____________非同源染色體：________成對成對一個一條父方母方父方母方分離自由組合分離自由組合完整性和獨立性相對穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)

一、薩頓的假說1.薩頓假說內(nèi)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(guān)系。3.研究方法類比推理

由兩個或兩類對象在某些屬性上相同的現(xiàn)象，推斷出它們在另外的屬性上也相同的一種推理方法。

一、薩頓的假說依據(jù)薩頓的理論，請在課本30頁“思考討論”圖中的染色體上標出基因符號減數(shù)分裂中基因和染色體的關(guān)系高莖高莖矮莖高莖D

dD

Dd

d

D

d

d

d×減數(shù)分裂受精減數(shù)分裂高莖減數(shù)分裂P配子F1F1配子高莖矮莖F2dDdDD

DDDdd

二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)加拿大外交官朗寧曾在競選省議員時，由于他幼兒時期喝過中國奶媽的奶水一事，受到政敵的攻擊，說他身上一定有中國的血統(tǒng)。朗寧反駁說：“你們是喝牛奶長大的，那么------”你們身上一定有牛的血統(tǒng)了。類比推理得出的結(jié)論并不具有邏輯的必然性!薩頓經(jīng)類比推理得出的結(jié)論——”基因在染色體上”究竟是否無懈可擊？

二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)1.科學家：摩爾根●美國生物學家摩爾根曾經(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、基因位于染色體上的實驗證據(jù)2.實驗材料：果蠅請結(jié)合教材P30果蠅的相關(guān)信息，總結(jié)果蠅作為遺傳學的優(yōu)點。觸角足卷翅黑體無翅果蠅作為材料的優(yōu)點①易飼養(yǎng)；②繁殖快、后代比較多；③有許多易于區(qū)分的相對性狀；④染色體數(shù)目少，便于觀察

二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)同型雌性雄性性染色體常染色體3對常染色體+3對常染色體+XXXY異型染色體的類型常染色體：與性別決定無關(guān)的染色體(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)性染色體：與性別決定有關(guān)的染色體，如X、Y染色體

二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)

摩爾根和他的學生們在哥倫比亞大學建立的享譽學術(shù)界的果蠅室，其實只有26.8平方米大，里面擠滿了8張實驗臺。1908年摩爾根安排一個研究生在暗室里飼養(yǎng)果蠅，希望能產(chǎn)生一種果蠅，他們的眼睛因不用而退化，這位學生讓果蠅在暗無天日的世界里繁殖了68代，但研究毫無進展，大約在1910年5月，在暗室里誕生了一只白眼雄果蠅。①突然出現(xiàn)的白眼性狀是顯性還是隱性？②對于紅眼和白眼這一對相對性狀的遺

傳遵不遵循孟德爾的分離定律呢？思考

二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)摩爾根的果蠅雜交實驗3.探究過程方法：假說—演繹法F2F1P1111:::××白眼(♂)紅眼(♀)紅眼(♀)紅眼(♂)紅眼♀紅眼♀紅眼♂白眼♂（1）觀察現(xiàn)象、提出問題分析實驗現(xiàn)象:①果蠅的紅眼、白眼是一對相對性狀。F1全為紅眼,說明紅眼是_____性狀。顯性一對性別提出問題：白眼性狀為什么與性別相關(guān)聯(lián)？②F2中紅眼∶白眼=3∶1,符合分離定律,紅眼和白眼受_____等位基因控制。③白眼性狀只出現(xiàn)在雄性中,與_____相聯(lián)系。

二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)（2）提出假說，

解釋問題如果按照薩頓的假說：基因在染色體上,那么,控制白眼的基因是在常染色體上還是在性染色體上呢P：F1：F2：紅（雌、雄）白(雄)3/41/4紅眼

（雌、雄）×F1雌雄交配摩爾根的果蠅雜交實驗

由于白眼的遺傳和性別相關(guān)聯(lián)，而且與X染色體的遺傳相似，于是，摩爾根及同事設(shè)想，如果控制白眼的基因（用w表示）在X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因，上述遺傳現(xiàn)象就可以得到合理的解釋。性染色體(2)非同源區(qū)段②基因只存在于X染色體（Ⅱ2區(qū)段）上①基因只存在Y（Ⅱ1區(qū)段）上Ｘ、Ｙ同源區(qū)段的基因是成對存在的(1)同源區(qū)段（Ⅰ區(qū)段）基因的表示方法如果基因在常染色體上:如果基因在性染色體上:AA、Aa、aa先寫性染色體（大寫），再在其右上角寫基因雌性：雄性：雄性：雌性：雄性：XAXA、XAXa、XaXaXAYA、XAYa、XaYA、XaYaXYA、XYaXAXA、XAXa、XaXaXAY、XaY二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)紅眼（雌）白眼（雄）P×紅眼（雌、雄）F1F2紅眼（雌、雄）白眼（雄）

F1雌雄交配3/41/4假說①：控制白眼的基因在Y染色體上(Ⅱ1段)，

X染色體上沒有它的等位基因PF1×

紅眼雌

白眼雄

比例

XX紅眼雌

XYw白眼雄1

:1摩爾根果蠅雜交實驗遺傳圖解其它兩種假設(shè)能作出解釋嗎？XYwXX不符合二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)摩爾根果蠅雜交實驗遺傳圖解（紅雌：

白雌：

紅雄：

白雄：

）F2紅眼（雌）白眼（雄）P配子F1配子

XWXWXwYw╳XWXwYwXWXw紅眼（雌）XWYw紅眼（雄）╳XWXwXWYwXWXW紅眼（雌）XWY紅眼（雄）XWXw紅眼（雌）XwYw白眼（雄）3:1

XWXW

或XWXw

XwXwXWYW或XWYw或XwYWXwYw假說③：控制白眼的基因在X、Y染色體的同源區(qū)段上（Ⅰ段）

二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)摩爾根的果蠅雜交實驗F2F1P1111:::××白眼(♂)紅眼(♀)紅眼(♀)紅眼(♂)紅眼♀紅眼♀紅眼♂白眼♂（2）提出假說，

解釋問題提出假說：眼色基因只位于X染色體上

白眼雄果蠅XwY×

紅眼雌果蠅XWXWXWXwYXWXwXWYXWXwXWYXWXWXWYXWXwXwYP配子F1配子F2×紅眼♀紅眼♂白眼♂紅眼♀（3）演繹推理（設(shè)計測交）

白眼雄果蠅

×

紅眼雌果蠅XWXwXwYXWXwXwYXWXwXWYXwXwXwYP配子F1紅眼♀紅眼♂白眼♂白眼♀

紅眼雄果蠅

×

白眼雌果蠅XwXwXWYXwXWYXWXwXwYP配子F1白眼♂紅眼♀如何設(shè)計測交實驗對摩爾根的解釋進行驗證有幾種可能的測交方式

二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)（4）實驗驗證（實施實驗）

紅眼雄果蠅

×

白眼雌果蠅XwXwXWYXwXWYXWXwXwYP配子F1白眼♂紅眼♀摩爾根等人親自做了該實驗雜交實驗結(jié)果為：紅眼雌果蠅和白眼雄果蠅。假設(shè)成立，即決定果蠅眼色(紅眼和白眼)的基因位于X染色體上，從而證明了基因位于染色體上。（5）得出結(jié)論基因在染色體上假說—演繹法回顧摩爾根等人的實驗提出問題：作出假說：驗證假說：得出結(jié)論：白眼性狀的表現(xiàn)總是與性別相聯(lián)系？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。測交（紅眼雄x白眼雌）觀察現(xiàn)象：F1雌雄果蠅均為紅眼；F2出現(xiàn)紅眼：白眼=3:1，但白眼只有雄性基因和染色體的關(guān)系二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)XX4對染色體，1.3萬個基因23對染色體，2.6萬個基因每種生物的基因數(shù)量遠遠多于生物的染色體數(shù)這說明什么？一條染色體上有許多個基因一條染色體上的多個基因在染色體上是如何排列的呢？基因和染色體的關(guān)系二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)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，并繪出第一個果蠅各種基因在染色體上排列圖譜結(jié)論：基因在染色體上呈線性排列。熒光標記技術(shù)

三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋1.基因分離定律的實質(zhì)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____________，_____________________時，_____________會隨著____________的分開而分離，分別進入到兩個配子中，獨立地隨配子遺傳給后代。同源染色體減數(shù)分裂形成配子等位基因獨立性Aa精原細胞初級精母細胞AaAa次級精母細胞AAaaAaAa精細胞

三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋2.基因自由組合定律的實質(zhì)AaBbABABABabababABABababaABbABABababAAbbaaBB或位于_______________上______________的分離或組合是互不干擾的；在減數(shù)分裂過程中，______________上的____________分離的同時，________________上的________________自由組合。

等位基因非同源染色體非等位基因同源染色體非同源染色體非等位基因練習與應用一、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。（）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，全部為紅眼如果基因型為XWXw的紅眼雌果蠅與基因型為XwY的白眼雄果蠅雜交：

子代雌果蠅和子代雄果蠅都是既有紅眼，也有白眼果蠅眼睛顏色的雜交實驗，共有紅眼雌果蠅（XWXW或XWXw）與紅眼雄果蠅（XWY）、紅眼雌果蠅（XWXW或XWXw）與白眼雄果蠅（XwY）、白眼雌果蠅（XwXw）與白眼雄果蠅（XwY）、白眼雌果蠅（XwXw）與紅眼雄果蠅（XWY）雜交等組合。

只有白眼雌果蠅（XwXw）與紅眼雄果蠅（XWY）雜交的子代，紅眼全為雌性，白眼全為雄性，可以通過眼睛顏色判斷子代果蠅的性別。2.生物如果丟失或增加一條或幾條染色體，就會出現(xiàn)嚴重疾病甚至死亡。但是在自然界，有些動植物的某些個體是由未受精的生殖細胞（如卵細胞）單獨發(fā)育來的，如蜜蜂中的雄蜂等。這些生物