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(共38張PPT)
第2章 第2節(jié)
人教版 生物(高中)
基因在染色體上
教學(xué)目標(biāo)
目標(biāo)
01
02
03
說出薩頓假說的內(nèi)容和依據(jù)。
（生命觀念、科學(xué)思維）
掌握運(yùn)用假說——演繹法證明基因在染色體上的過程。（科學(xué)探究、科學(xué)思維）
說出孟德爾遺傳規(guī)律的實(shí)質(zhì)。
（生命觀念、科學(xué)思維）
1 2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 21 22 23
1 2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 21 22 23
男
女
情景一：?jiǎn)栴}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(jì)劃卻只測(cè)定人的24條染色體的DNA序列。
1.對(duì)人類基因組進(jìn)行測(cè)序，為什么首先要確定測(cè)哪些染色體？
2.為什么不測(cè)定全部46條染色體？
因?yàn)榛蛭挥谌旧w上
在常染色體中，每對(duì)同源染色體上分布的基因是相同的或等位基因，所以每對(duì)只測(cè)序1條即可；而性染色體X和Y的差別很大，兩條性染色體都要測(cè)序，因此測(cè)定22條常染色體和兩條性染色體，共24條。
一.薩頓的假說
發(fā)現(xiàn)問題：用蝗蟲作材料研究精子和卵細(xì)胞的形成過程，發(fā)現(xiàn)孟德爾遺傳定律中的一對(duì)遺傳因子也就是等位基因，他們的分離與減數(shù)分裂中同源染色體的分離非常相似。
（課本P13）等位基因：
控制相對(duì)性狀的基因（D和d）
薩頓發(fā)現(xiàn)：
一.薩頓的假說
體細(xì)胞
24條
染色體
24條
染色體
配子
12條
12條
24條
染色體
受精
受精卵
子代體細(xì)胞中的這24條染色體，按形態(tài)結(jié)構(gòu)來分，兩兩成對(duì)，共12對(duì)，每對(duì)染色體中一條來自父方，一條來自母方。
一.薩頓的假說
染色體
看得見
看不見
基因
Dd
D
d
聯(lián)系
推論：
基因在________上
基因和染色體行為存在著明顯的_____關(guān)系
平行
染色體
類比推理法
項(xiàng)目 基因 染色體
在遺傳性狀傳遞過程中的性質(zhì)
體細(xì)胞中的存在形式
配子中的存在形式
體細(xì)胞中的來源
形成配子時(shí)的行為
類比 推理 在雜交過程中保持
完整性和獨(dú)立性
在配子形成和受精過程中具有穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)
成對(duì)
成對(duì)
成單
成單
一個(gè)來自父方，一個(gè)來自母方
一個(gè)來自父方，一個(gè)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
基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系
基因位于染色體上（假說）
一.薩頓的假說
減數(shù)分裂
分析減數(shù)分裂過程中基因和染色體的關(guān)系
P
高莖
矮莖
高莖
高莖
高莖
矮莖
高莖
減數(shù)分裂
減數(shù)分裂
F1配子
F1
配子
一.薩頓的假說
D d
D D
d d
D
d
D d
D D
D
d
d
D
D d
d d
一.薩頓的假說
類比推理一定正確嗎？具有說服力嗎？有沒有更科學(xué)的方法？
科學(xué)方法
假說-演繹法
基因
在染色體上
二.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)
孟德爾遺傳理論
薩頓假說
果蠅實(shí)驗(yàn)
摩爾根
1.個(gè)體小，易飼養(yǎng)
2.繁殖快、后代數(shù)量多
1.個(gè)體小，易飼養(yǎng)
2.繁殖快、后代數(shù)量多
3.染色體數(shù)量少（4對(duì)），便于觀察
同型
雌性
雄性
性染色體
常染色體
3對(duì)常染色體+
3對(duì)常染色體+
XX
XY
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
注：雌雄同株的植物沒有常染色體和性染色體之分。
果蠅優(yōu)點(diǎn)
1.個(gè)體小，易飼養(yǎng)
2.繁殖快、后代數(shù)量多
3.染色體數(shù)量少（4對(duì)），便于觀察
4.具有易于區(qū)分的性狀
紅眼果蠅
朱紅眼果蠅
白眼果
野生型
突變型
突變型
突變型：墨黑眼
突變型：棒眼
突變型：卷翅
突變型：殘翅
突變型：短翅
突變型：黃體
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)——觀察現(xiàn)象，提出問題
P
F1
F2
紅眼（雌、雄）
白眼（雄）
3/4
1/4
紅眼
（雌、雄交配）
×
紅眼（雌）
白眼（雄）
果蠅眼色的遺傳有何特殊之處？
果蠅的眼色遺傳是否符合分離定律？
判斷果蠅眼色性狀的顯隱性關(guān)系？
紅眼對(duì)白眼為顯性。
F2中，紅 : 白≈3:1，符合分離定律。
F2中，白眼果蠅均為雄性。
提出問題
為什么白眼性狀的表現(xiàn)總與性別相關(guān)聯(lián)？
二.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——解釋問題，提出假說
假說①：控制白眼的基因是在Y染色體上，
X染色體上沒有它的等位基因。
假說②：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。
假說③：控制白眼的基因在
X、Y染色體的同源區(qū)段上。
提出假說
X
Y
X非同源區(qū)段
Y非同源區(qū)段
X和Y同源區(qū)段
如XYA 、 XYa
如XWXW 、XWXw 、XwXw XWY XwY
如XDXD 、XDXd 、XdXd
XDYD、XDYd 、XdYD 、XdYd
W(w)
A(a)
如XBXB 、XBXb 、XbXb XBY XbY
B(b)
X
W(w)
X
W(w)
D(d)
同源區(qū)段
B(b)
B(b)
D(d)
D(d)
D(d)
同源區(qū)段和非同源區(qū)段
配子 XW Y
XW
Xw
XWXW紅眼（雌）
XwY 白眼（雄）
XW
Xw
Y
XWXw紅眼（雌）
XWY 紅眼（雄）
XWXW紅眼（雌）
XWY紅眼（雄）
XWXw紅眼（雌）
XwY白眼（雄）
P
配子
F1
如果控制白眼的基因（w）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(shí)驗(yàn)證據(jù)——解釋問題，提出假說
二.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——演繹推理，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
測(cè) 交
演繹推理(紙上談兵)
XWXw × XwY
XWX w
XwY
F1：
P：
配子：
紅眼（雌） 白眼（雄）
XW Xw
Xw
Y
XwXw
XWY
紅雌
白雌
紅雄
白雄
XWY × XwXw
XWX w 紅雌
XwYW白雄
F1：
P：
配子：
紅眼（雄） 白眼（雌）
XW
Xw
Y
測(cè)交1
測(cè)交2
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證（測(cè)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
126 132 120 115
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
測(cè)交1：
測(cè)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。
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：
根據(jù)假說預(yù)期測(cè)交實(shí)驗(yàn)結(jié)果
得出結(jié)論：
實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期結(jié)果一致，假說成立—基因在染色體上
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
如何解釋白眼性狀的表現(xiàn)總是與性別相聯(lián)系？
提出問題：
作出假說：
演繹推理：
進(jìn)行測(cè)交實(shí)驗(yàn)
假說
演
繹
法
二.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——假說-演繹法
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(cè)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(duì)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(duì)染色體，攜帶的基因有1.3萬多個(gè)；
短硬毛
棒狀眼
深紅眼
朱紅眼
截翅
紅寶石眼
白眼
黃身
三.基因與染色體上的關(guān)系
熒光標(biāo)記技術(shù)
摩爾根的成就
● 實(shí)驗(yàn)證明基因位于染色體上
● 發(fā)明了測(cè)定基因在染色體上相對(duì)位置的方法
● 繪出第一幅果蠅各種基因在染色體上的相對(duì)位置
● 說明了基因在染色體上呈線性排列
摩爾根
短硬毛
棒狀眼
深紅眼
朱紅眼
截翅
紅寶石眼
白眼
黃身
思考：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。
d
B
B
a
A
D
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
1.等位基因：
同源染色體的相同位置上控制相對(duì)性狀的基因
1
2
3
4
四.孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋
2.分離定律的實(shí)質(zhì)：在雜合子的細(xì)胞中，位于一對(duì)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(shí)，等位基因會(huì)隨著同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入到兩個(gè)配子中，獨(dú)立地隨配子傳給后代。
D
d
1
2
D
d
1
2
D
d
D
1
D
d
2
d
d
D
D
d
3.基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)：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(shí)，非同源染色體上的非等位基因自由組合。
1．果蠅某一條染色體上有許多基因（如圖所示），下列有關(guān)說法正確的是（　　）
A．白眼基因與深紅眼基因是控制果蠅眼色的一對(duì)等位基因
B．控制果蠅白眼和朱紅眼的基因在減數(shù)分裂時(shí)可發(fā)生分離
C．該染色體上的所有基因都呈線性排列
D．該染色體上基因控制的性狀一定會(huì)在后代中同時(shí)顯現(xiàn)
C
課堂鞏固
2．下列哪一論述不支持基因和染色體行為存在明顯的平行關(guān)系這一觀點(diǎn)（ ）
A．基因在染色體上，等位基因位于同源染色體上
B．減數(shù)分裂形成配子時(shí)等位基因隨同源染色體的分開而分離，進(jìn)入不同的配子
C．體細(xì)胞中成對(duì)的基因和同源染色體都是一條來自父方，一條來自母方
D．原核生物細(xì)胞中沒有染色體，但有基因的存在
D
3．在減數(shù)分裂過程中，遵循分離定律的基因、遵循自由組合的基因、因?yàn)榻徊娑Q的基因分別在（ ）
A．姐妹染色單體上；同一條染色體上；非姐妹染色單體上
B．同源染色體上；非同源染色體上；同源染色體的姐妹染色單體上
C．同源染色體上；非同源染色體上；同源染色體的非姐妹染色單體上
D．姐妹染色單體上；非同源染色體上；非同源染色體的姐妹染色單體上
C
4．基因與染色體具有平行關(guān)系，下列關(guān)于果蠅細(xì)胞中基因與染色體的敘述，錯(cuò)誤的是（　　）
A．體細(xì)胞中成對(duì)的基因與染色體均分別來自雙親
B．配子中只存在成對(duì)基因與成對(duì)染色體中的一個(gè)
C．形成配子時(shí)，非等位基因、非同源染色體一定都表現(xiàn)為自由組合
D．基因與染色體在雜交、配子形成和受精等過程中保持結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定、完整和獨(dú)立
C

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