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。
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。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。
1.對人類基因組進(jìn)行測序，為什么首先要確定測哪些染色體？
人染色體的掃描電鏡照片
2.為什么不測定全部46條染色體？
人有22對常染色體和1對性染色體。在常染色體中，每對同源染色體的形態(tài)、大小相同，結(jié)構(gòu)相似，上面分布的基因是相同的或者是等位基因，所以只對其中一條進(jìn)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，因此人類基因組計劃測定了22條常染色體和兩條性染色體X和Y，共24條。如果測定46條，耗資巨大，工作量會增加一倍，但得到的絕大多數(shù)基因序列都是重復(fù)的。
人類是如何發(fā)現(xiàn)基因存在于染色體上的呢
19世紀(jì)，孟德爾發(fā)現(xiàn)了提出了“遺傳因子”的概念。 1909年，丹麥生物學(xué)家約翰遜提出了“基因”的概念，用以替代遺傳因子。
1903年，美國科學(xué)家薩頓用蝗蟲細(xì)胞作材料，研究精子和卵細(xì)胞的形成過程。
他發(fā)現(xiàn)孟德爾假設(shè)的一對遺傳因子，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。
于是，他開始進(jìn)行實(shí)驗、分析、推理……
即染色體的行為和基因的行為高度一致
1.假說：基因（遺傳因子）是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的。
2. 假說依據(jù)：基因和染色體的行為存在著明顯的平行關(guān)系。
基因（孟德爾遺傳因子）
請用薩頓的假說解釋孟德爾的一對相對性狀雜交實(shí)驗
高莖用D表示，矮莖用d表示。
薩頓經(jīng)推理得出的結(jié)論--基因在染色體上究竟是否正確？
注意:類比推理得出的結(jié)論并不具有邏輯的必然性。其正確與否，還需要觀察和實(shí)驗的檢驗。
3. 類比推理法：根據(jù)兩個或兩類對象有部分屬性相同，從而推出他們的其他屬性也相同的科學(xué)研究方法。
二、 基因位于染色體上的實(shí)驗證據(jù)
孟德爾的遺傳理論和薩頓的假說遭到同時代的遺傳學(xué)家摩爾根（)的強(qiáng)烈質(zhì)疑。
我更相信的是實(shí)驗證據(jù)，我要通過確鑿的實(shí)驗找到遺傳和染色體的關(guān)系！
摩爾根的這種大膽質(zhì)疑，科學(xué)務(wù)實(shí)的研究精神是值得我們努力學(xué)習(xí)的。
“材料選對了就等于實(shí)驗成功了一半”
果蠅 昆蟲綱雙翅目，體長3—4mm。在制醋和腐爛水果的地方常常可以看到。易飼養(yǎng)、繁殖快（10多天就繁殖一代），后代數(shù)量多 ,染色體數(shù)目較少，相對性狀區(qū)別明顯。常用作遺傳學(xué)研究的實(shí)驗材料。
1　摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗：　
為什么F2中只有雄果蠅出現(xiàn)白眼？
二、基因在染色體上的實(shí)驗證據(jù)　
　3對常染色體＋XX　
　3對常染色體＋XY　
根據(jù)減數(shù)分裂的過程，推測雌、雄果蠅產(chǎn)生的配子的染色體組成：
請推導(dǎo)控制眼色的基因的位置
猜想:如果按照薩頓的理論，控制果蠅眼色的基因應(yīng)該在哪？
能否位于Y染色體上？為什么
　控制白眼的基因在X染色體上，Y染色體上沒有相應(yīng)的等位基因?！?br/>根據(jù)假設(shè)，用遺傳圖解來演繹雜交實(shí)驗的結(jié)果：　
摩爾根為了驗證他的假說，設(shè)計了新的實(shí)驗進(jìn)一步驗證：　
僅根據(jù)這個實(shí)驗?zāi)芊褡C明控制基因在X染色體上?
（2）將得到的白眼雌果蠅和紅眼雄果蠅雜交
這兩組驗證實(shí)驗中，最有說服力的是哪一組？
摩爾根的研究方法是什么?
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。
為什么白眼性狀的表現(xiàn)總是與性別相聯(lián)系？
從此，摩爾根成了孟德爾理論的堅定支持者。
4　摩爾根的研究方法　
　　果蠅的體細(xì)胞有4對染色體，攜帶的基因有1.3萬多個。
一條染色體上有許多個基因
摩爾根首次把一個特定基因（決定果蠅眼色的基因）和一個特定染色體（X染色體）聯(lián)系起來從而用實(shí)驗證明了基因在染色體上。
基因在染色體上呈線性排列
6　基因在染色體上的現(xiàn)代分子生物學(xué)證據(jù)　
三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋
基因的分離定律的實(shí)質(zhì)是： 在雜合子的細(xì)胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨(dú)立性；在減數(shù)分裂形成配子的過程中，________會隨__________的分開而分離，分別進(jìn)入兩個配子中，獨(dú)立地隨配子遺傳給后代。
減數(shù)第一次分裂后期，等位基因隨同源染色體的分開而分離，形成數(shù)量相等的兩種配子。
基因的自由組合定律的實(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，非同源染色體上的非等位基因自由組合。
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(fù)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
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，則子一代無論雌雄，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，那么子代雌果蠅和子代雄果蠅都是既有紅眼，也有白眼，因此無法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(yán)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(xì)胞(如卵細(xì)胞)單獨(dú)發(fā)育來的，如蜜蜂中的雄蜂等。這些生物雖然體細(xì)胞中的染色體數(shù)目減少了一半，但它們?nèi)阅苷Ｉ?。你如何解釋這現(xiàn)象?
這些生物的體細(xì)胞中的染色體數(shù)日雖然減少了一半，但仍具有一整套非同源染色體，這一套染色體攜帶著控制該種生物所有性狀的一整套基因。

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第2節(jié) 基因在染色體上

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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