【上課用】基因在染色體上 課件 高一下學(xué)期 生物人教版（2019）必修2

2.2基因在染色體上1.薩頓假說2.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)3.孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋問題探討人有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劃卻只測定人的24條染色體的DNA序列。討論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?因?yàn)榛蛭挥谌旧w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。問題探討討論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1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,因此人類基因維計劃測定了22條常染色體和兩條性染色體X和Y,共24條。如果測定46條染色體,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。科學(xué)家如何發(fā)現(xiàn)基因在染色體上的？一、薩頓假說1.內(nèi)容：基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的。也就是說：基因在染色體上。染色體基因等位基因位于一對同源染色體相同位置上控制一對相對性狀的基因。如圖D與d。一、薩頓假說2.依據(jù)：基因和染色體的行為存在著明顯的平行關(guān)系。aABb染色體基因①體細(xì)胞中的存在形式成對成對②體細(xì)胞中的來源一個來自父方一個來自母方一條來自父方一條來自母方aABb染色體基因③配子中的存在形式AaBAbBab成單成單aABb染色體基因④形成配子時的行為AaBAbBab同源染色體分離非同源染色體自由組合等位基因分離非等位基因自由組合aABb染色體基因⑤傳遞中的性質(zhì)AaBAbBab在配子形成和受精過程中保持穩(wěn)定性雜交過程保持完整性獨(dú)立性2.依據(jù)：基因和染色體的行為存在著明顯的平行關(guān)系。染色體的行為基因的行為體細(xì)胞中的存在形式在體細(xì)胞中的來源配子中的存在形式形成配子時的組合方式傳遞中的性質(zhì)成對成對成單成單一個來自父方一個來自母方一個來自父方一個來自母方非等位基因自由組合非同源染色體自由組合雜交過程保持完整性獨(dú)立性在配子形成和受精過程中保持穩(wěn)定性3.分析：減數(shù)分裂中基因和染色體的關(guān)系P配子F1DDddDdDd3.分析：減數(shù)分裂中基因和染色體的關(guān)系DdDdDdDDDdDddd二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)果蠅雜交實(shí)驗(yàn)1.果蠅作為遺傳實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)①易于培養(yǎng)，繁殖快；②染色體數(shù)目少且大，便于研究；③產(chǎn)生的后代多；④相對性狀易于區(qū)分。2.實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果分析：①紅眼與白眼為一對相對性狀②紅眼對白眼顯性③F2中紅眼:白眼=3:1，符合分離定律，說明紅眼和白眼受一對等位基因控制提出問題：為什么F2中白眼只在雄性出現(xiàn)？(為什么白眼性狀與性別關(guān)聯(lián))3.假設(shè)解釋假設(shè)：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，如圖位于非同源區(qū)段(Ⅱ2)因此，純合的紅眼雌果蠅的基因型為:XWXW，白眼雄果蠅的基因型為:XwY3.假設(shè)解釋(遺傳圖解)思考：控制果蠅眼色的基因位于的X-Y同源區(qū)段(Ⅰ)是否可以解釋摩爾根的雜交實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？果蠅眼色的基因位于X-Y同源區(qū)段的遺傳圖解根據(jù)遺傳圖解，控制果蠅眼色的基因位于X-Y同源區(qū)段也可以解釋摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)。果蠅眼色的基因位于X-Y同源區(qū)段的遺傳圖解其實(shí)摩爾根還做了一個實(shí)驗(yàn)，可以排除控制果蠅眼色的基因位于X-Y同源區(qū)段這種情況，那么這個實(shí)驗(yàn)如何進(jìn)行？紅眼雄果蠅和白眼雌果蠅進(jìn)行實(shí)驗(yàn)①若僅位于X染色體上遺傳圖解如下：②若基因位于X-Y同源區(qū)段遺傳圖解如下：XwXw

×XWY↓XWXw

XwY白眼(雌)紅眼(雄)紅眼(雌)白眼(雄)XwXw

×XWYW↓白眼(雌)紅眼(雄)XWXw

XwYW紅眼(雌)紅眼(雄)雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果為：紅眼雌果蠅和白眼雄果蠅。支持“基因位于X染色體上，Y染色體上不含有它的等位基因”的假說。4.對假說的驗(yàn)證：測交實(shí)驗(yàn)①測交的遺傳圖解（演繹推理）XWXw

×XwY紅眼(雌)白眼(雄)↓XWXw

XWYXwXw

XwY紅眼(雌)紅眼(雄)白眼(雄)白眼雌)1111：：：測交結(jié)果與推理結(jié)果相符，從而驗(yàn)證了假說是正確的。②測交結(jié)果：紅眼(雌)紅眼(雄)白眼(雄)白眼雌)126120132115：：：即控制眼色的基因位于X染色體上。5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論決定果蠅眼色(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。紅眼(♀)白眼(♀)紅眼(♂)白眼(♂)XWXWXWXwXwXwXWYXwY每種生物的基因數(shù)量，都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于其染色體的數(shù)目。6.進(jìn)一步研究摩爾根和他的學(xué)生們，發(fā)明了測定基因位于染色體上的相對位置的方法，并繪出了第1個果蠅各種基因在染色體上相對位置的圖。一條染色體上有許多個基因基因在染色體上呈線性排列兩個基因之間的關(guān)系位于一對同源染色體的相同位置上位于一對同源染色體的不同位置上相同基因等位基因非等位基因A與AD與d、B與bD(d)與A、D(d)與B(b)果蠅雜交實(shí)驗(yàn)提出問題對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋假設(shè)解釋設(shè)計測交實(shí)驗(yàn)演繹推理實(shí)施測交實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果與推理結(jié)果一致實(shí)驗(yàn)結(jié)論得出結(jié)論控制眼色的基因位于X染色體上證明了基因位于染色體上。后續(xù)研究基因與染色體關(guān)系總結(jié)：基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（假說演繹法）為什么白眼性狀總是與性別關(guān)聯(lián)控制眼色的基因位于X染色體上紅眼(♀):白眼(♀):紅眼(雄):白眼(♀)=1:1:1:1基因在染色體上呈線性排列三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋孟德爾遺傳定律的實(shí)質(zhì)(細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ))①基因分離定律的實(shí)質(zhì)：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，等位基因會隨同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入兩個配子中，獨(dú)立地隨配子遺傳給后代。②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，非同源染色體上的非等位基因自由組合。AabBAAbbBBaaAAaaBBbbAAaabbBBAAaabbBBAAbbaaBBAAbbaaBBAAbbaaBBAbAbaBaB①等位基因的分離與非同源染色體上的非等位基因的自由組合是同時發(fā)生的，發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期。②位于同源染色體上的非等位基因不能進(jìn)行自由組合說明：1.對性腺組織細(xì)胞進(jìn)行熒光標(biāo)記，等位基因A、a都被標(biāo)記為黃色，等位基因B、b都被標(biāo)記為綠色，在熒光顯微鏡下觀察處于四分體時期的細(xì)胞。下列有關(guān)推測合理的是（）A.若這2對基因在1對同源染色體上，則有1個四分體中出現(xiàn)2個黃色、2個綠色熒光點(diǎn)B.若這2對基因在1對同源染色體上，則有1個四分體中出現(xiàn)4個黃色、4個綠色熒光點(diǎn)C.若這2對基因在2對同源染色體上，則有1個四分體中出現(xiàn)2個黃色、2個綠色熒光點(diǎn)D.若這2對基因在2對同源染色體上，則有1個四分體中出現(xiàn)4個黃色、4個綠色熒光點(diǎn)B2.基因型為AaXBY的小鼠僅因?yàn)闇p數(shù)分裂過程中染色體未正常分離，而產(chǎn)生一個不含性染色體的AA型配子。等位基因A、a位于2號染色體上。下列關(guān)于染色體未分離時期的分析，正確的是(

)①2號染色體一定在減數(shù)第二次分裂時未分離②2號染色體可能在減數(shù)第一次分裂時未分離③性染色體可能在減數(shù)第二次分裂時未分離④性染色體一定在減數(shù)第一次分裂時未分離A.①③

B.①④

C.②③

D.②④A練習(xí)與應(yīng)用（P32）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。()√×練習(xí)與應(yīng)用（P32）一、概念檢測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B練習(xí)與應(yīng)用（P32）一、概念檢測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D二、拓展應(yīng)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，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。二、拓展應(yīng)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?果蠅眼睛顏色的雜交實(shí)驗(yàn)，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。二、拓展應(yīng)用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