(共28张PPT)
2.2
基因在染色体上
人教版(2019)必修2 遗传与进化/第2章/第2节
1.简述萨顿推理的依据，并说明其合理性。
2.分析摩尔根果蝇杂交实验，体会其演绎推理的过程，并阐述
其意义。
学习目标
情境导入
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情境导入
对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测哪些染色体？
为什么不测定全部46条染色体？
萨顿的假说
总结：染色体和基因的平行关系
基因 染色体
是否保持完整性和独立性 是 是
是否体细胞成对、配子中成单 是 是
是否体细胞中成对的一个来自父方一个来自母方 是 是
是否形成配子时自由组合 是 是
在那个遗传学萌芽时期，百家争鸣的时代，人们使用过多种生物作为实验对象，然而果蝇却别具遗传学研究的独特优势。它繁殖迅速且后代数量惊人，一只雌性果蝇在其约14天的生命周期中可产卵上千，而且饲养方便、廉价，只需要一点点香蕉即可。
摩尔根不仅质疑孟德尔学说，对染色体学说也持怀疑态度，而更强调细胞质的作用，尤其在生物性别如何被决定的问题上。在那个时候，他经常同时进行几十个实验，验证流行的假说以及自己的猜想，其中大多数实验都走入了死胡同。在1903年至1910年间，摩尔根集中研究进化论，他对“突变”格外感兴趣，认为突变论比自然选择更适合解释生物进化，同时希望能通过实验来验证达尔文的“自然选择”理论。虽然摩尔根并不相信拉马克的“获得性遗传”学说，但却对“用进废退”学说很感兴趣。
背景资料
1908年，摩尔根让他的研究生佩恩（Payne）（曾研究过无眼盲鱼）用果蝇验证“用进废退”学说。佩恩在窗台上放香蕉来诱捕不幸的果蝇，在长达两年的时间里，将它们置于黑暗中繁殖，试图通过在黑暗环境中传代的果蝇，以产生一种丧失视觉甚至眼睛的果蝇。结果自然是让人失望的，两年时间太短，不足以发生什么了不起的变化。
在验证“用进废退”学说失败后，他和佩恩一起再次使用果蝇，试图通过某种人工方法诱导其突变，如X射线和镭射线。他用射线照射它们，不让它们睡觉，整日整夜摇动它，给它们喝糖水、咸水、酸水或碱水，改变光照强度时间等等，一切能想到能做到的“蠢事”似乎都做了。然而果蝇却不为所动，伤透了摩尔根的心。
背景资料
就在摩尔根快绝望的时候，1910年5月，一只白眼果蝇出现在了摩尔根实验室的培养瓶中。然而这只即将名垂青史的白眼果蝇身体却万般虚弱。他将这只“白眼儿”单独放在一只培养瓶中随身携带，晚上睡觉前置于床头。当时正是摩尔根的第三个孩子问世之时，当他前往医院看望妻子时，摩尔根夫人的第一句话就是“白眼儿还好吗？”10天以后，这只白眼果蝇在和一只正常红眼果蝇交配后死去，传下了1240个后代。这些后代，后来繁衍成一个大的家系，正是它们建立起了经典遗传学的宏伟大厦，将染色体、基因及生物基本遗传模式的混乱认识清扫一空。
背景资料
一、果蝇的优点
②易饲养，成本低
①相对性状多而明显
③繁殖快，后代数量多
④染色体少易观察
二、摩尔根果蝇杂交实验
摩尔根用白眼雄蝇与红眼雌蝇交配，得到了1240只后代（F1），F1都表现为红眼，F1的雌、雄个体相互交配，得到了F2中3470只红眼，782只白眼，出人意料的是，F2果蝇的眼色遗传出现了明显的性别差异，所有的雌蝇都是红眼，雄蝇中红眼有1011只，白眼有782只，即所有的白眼果蝇都是雄性。摩尔根又将F1的红眼雌蝇与白眼雄蝇交配，结果后代表现为1/4红眼雌蝇、1/4红眼雄蝇、1/4白眼雌蝇和1/4白眼雄蝇。红眼和白眼的比例为1:1，白眼果蝇既有雌性的，也有雄性的。
1.根据以上信息，推断果蝇眼色的显隐性、分析果蝇眼色的遗传是否
遵循孟德尔分离定律？
二、摩尔根果蝇杂交实验
摩尔根用白眼雄蝇与红眼雌蝇交配，得到了1240只后代（F1），F1都表现为红眼，F1的雌、雄个体相互交配，得到了F2中3470只红眼，782只白眼，出人意料的是，F2果蝇的眼色遗传出现了明显的性别差异，所有的雌蝇都是红眼，雄蝇中红眼有1011只，白眼有782只，即所有的白眼果蝇都是雄性。摩尔根又将F1的红眼雌蝇与白眼雄蝇交配，结果后代表现为1/4红眼雌蝇、1/4红眼雄蝇、1/4白眼雌蝇和1/4白眼雄蝇。红眼和白眼的比例为1:1，白眼果蝇既有雌性的，也有雄性的。
2.参考课本31页图2-9，从雌、雄果蝇染色体组成的角度，尝试用遗传图解对F2白眼果蝇全为雄性这一现象做出解释。
学生作品展示、评价
课堂活动
F2
3 ： 1
白眼果蝇都是雄的
红眼（雌、雄）
P
F1
红眼
（雌、雄）
×
F1雌雄交配
（一）摩尔根的果蝇杂交实验
白眼（雄）
2.是否符合基因的分离定律？
3.特殊在什么地方？
4.当时，性染色体已经发现，据此你能作出怎样的解释？
符合
白眼性状的表现总是与性别相联系
控制白眼性状的基因可能在性染色体上
F2中红眼：白眼比是3︰1
1.果蝇的红眼、白眼是一对
相对性状吗？显隐性如何
是，红眼为显性，白眼为隐性
课堂活动
假设二：控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因。（I段）
假设一：控制白眼的基因在Y染色体上，而X染色体上不含有它的等位基因。（III段）
白眼的遗传和性别相联系，如果你是摩尔根，你会提出什么假说呢？
假设三：控制白眼的基因在X、Y染色体上。（II段）
（二)、 对实验现象的解释
课堂活动
基因的表示方法：
如果基因在常染色体上 ： DD、dd
如果基因在性染色体上：先写性染色体后写基因
雌果蝇基因型：
(XWXW)或(XWXw)
雄果蝇基因型：
经过推理、想象提出假说:
——控制白眼的基因在X染色体上,而Y染色体不含有它的等位基因
(XwXw)
(XWY)
(XwY)
红眼
白眼
白眼
红眼
X X
X Y
-
-
-
雌性：
雄性：
若用w表示控制眼睛颜色的基因，红眼W,白眼w.
写出雌雄果蝇的基因型并用遗传图解对实验现象进行解释
课堂活动
P
F1
F2
×
对实验现象的解释
XWXW
XwY
XW
Y
Xw
配子
XWY
XWXw
×
Xw
XW
Y
XW
XWXW（雌）
XWXw（雌）
XWY（雄）
XwY（雄）
3/4红眼（雌、雄） 1/4白眼（雄）
3/4红眼（雌、雄） 1/4白眼（雄）
课堂活动
（三)演绎推理，验证假说:测交实验
×
F1
XWXw
XwY
Y
Xw
配子
XW
Xw
XWXw
XwXw
XWY
XwY
测交后代
雌性红眼
雌性白眼
雄性白眼
雄性红眼
F1雌个体与雄白眼交配
比例： 1: 1: 1: 1
写
出
测
交
的
遗
传
图
解
？
可以用F1中的雄性个体来做测交实验吗？可以的话请写出测交结果。
课堂活动
红眼
白眼
红眼
白眼
雌
雄
雌
雄
126
120
132
115
——证明了基因在染色体上
与理论推测一致，完全符合假说，假说完全正确！
摩尔根等人亲自做了该实验，实验结果如下：
×
F1
测交后代
从此，摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者
（四)得出结论
课堂活动
演绎推理验证假说：
测交
得出结论：
基因在染色体上
若控制白眼基因（w）在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因
白眼性状的表现总是与性别相联系？
提出问题：
作出假说：
假说
演绎法
回顾摩尔根的实验：
高一生物人教版必修二 第二章第二节 基因在染色体上课件(共39张PPT)
课堂活动
果蝇有4对染色体，携带的基因大约有1.5万个。 人有23对染色体，携带的基因大约有3.5万个。
基因与染色体在数量上还存在什么关系？
？
基因在染色体
上呈线性排列
一条染色体上有许多个基因
结论：
高一生物人教版必修二 第二章第二节 基因在染色体上课件(共39张PPT)
课堂活动
现代分子生物学技术将基因定位在染色体上
高一生物人教版必修二 第二章第二节 基因在染色体上课件(共39张PPT)
高一生物人教版必修二 第二章第二节 基因在染色体上课件(共39张PPT)
基因分离定律的实质是：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立的随配子遗传给后代。
基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
高一生物人教版必修二 第二章第二节 基因在染色体上课件(共39张PPT)
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孟德尔遗传定律的现代解释
孟德尔遗传规律的现代解释
A
a
a
A
等位基因随同源染色体的分开而分离
分离定律
高一生物人教版必修二 第二章第二节 基因在染色体上课件(共39张PPT)
高一生物人教版必修二 第二章第二节 基因在染色体上课件(共39张PPT)
A
a
B
b
A
b
a
B
B
A
a
b
非同源染色体上的非等位基因自由组合
自由组合定律
高一生物人教版必修二 第二章第二节 基因在染色体上课件(共39张PPT)
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萨顿的假说
基因和染色体存在着明显的平行关系
内容：基因在染色体上
依据：
基因在染色体上的证据(现象→假说→推理→验证→结论)
果蝇的杂交实验
结论：基因在染色体上
孟德尔遗传规律的现代解释
基因的分离定律的实质
基因的自由组合定律的实质
基因在染色体上
高一生物人教版必修二 第二章第二节 基因在染色体上课件(共39张PPT)
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课堂总结
及时练习
1.萨顿依据“基因和染色体的行为存在明显的平行关系”,而提出“基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代”的假说，以下哪项不属于他所依据的“平行”关系（ ）A．基因和染色体，在体细胞中都是成对存在，在配子中都只有成对中的一个B．非同源染色体上非等位基因在形成配子时自由组合非同源染色体在减数分裂中也有自由组合C．作为遗传物质的DNA，是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘绕而形成的D．基因在杂交过程中保持完整性和独立性；染色体在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构
C
及时练习
2.果蝇的眼色由一对等位基因（A、a）控制。在纯种暗红眼♀×纯种朱红眼♂的正交实验中，F1只有暗红眼；在纯种朱红眼♀×纯种暗红眼♂的反交实验中，F1雌性为暗红眼，雄性为朱红眼。则下列说法不正确的是（ ）A．正、反交实验常被用于判断有关基因所在的染色体类型
B．反交的实验结果说明这对控制眼色的基因不在常染色体上C．正、反交的子代中，雌性果蝇的基因型都是XAXaD．若正、反交的F1中雌、雄果蝇自由交配，其后代表现型的比例都是1∶1∶1∶1
D
