2.2基因在染色體上課件高一下學(xué)期生物人教版必修2(1)2

第2節(jié)

第2章基因和染色體的關(guān)系人教版高中生物必修2基因在染色體上

學(xué)習(xí)目標(biāo)1.闡述基因位于染色體上的實驗證據(jù)(重、難點)。2.對孟德爾遺傳規(guī)律作出現(xiàn)代解釋(重、難點)。

問題探究基因和染色體究竟是什么關(guān)系呢？一

薩頓的假說一1、實驗材料：蝗蟲薩頓研究蝗蟲減數(shù)分裂及受精作用過程中染色體行為變化及親子代染色體數(shù)量關(guān)系。父方(24條)母方(24條)精子(12條)卵子(12條)受精卵(24條)新個體(24條)減數(shù)分裂減數(shù)分裂受精作用分裂分化一半來自父方一半來自母方2、理論基礎(chǔ)孟德爾假設(shè)的一對遺傳因子，也就是等位基因，它們的分離與蝗蟲減數(shù)分裂中同源染色體的分離非常相似。一

薩頓的假說一基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的，即基因在染色體上。3.假說內(nèi)容基因行為（遺傳學(xué)）染色體行為（細(xì)胞學(xué)）體細(xì)胞中的存在形式配子中的存在形式在體細(xì)胞中的來源形成配子時的組合方式傳遞中的性質(zhì)成對存在成對存在單個單個一個來自父方一個來自母方一條來自父方一條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開，非同源染色體自由組合雜交過程保持完整性、獨立性在減數(shù)分裂和受精作用中保持相對穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)一

薩頓的假說一4、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。Rr非等位基因在形成配子時自由組合基因行為染色體行為行為變化非同源染色體在減數(shù)分裂Ⅰ后期自由組合YyRrYyYRYryRyr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分析減數(shù)分裂中基因和染色體的關(guān)系任務(wù)一1.根據(jù)薩頓的假說，請在圖中染色體上標(biāo)注基因符號，解釋孟德爾一對相對性狀的雜交實驗(圖中染色體上白色橫線代表基因的位置，相關(guān)基因用D、d表示)。DDdddDDdDdDdDDddDdDd分析減數(shù)分裂中基因和染色體的關(guān)系任務(wù)一這樣推理得出的結(jié)論并不具有邏輯的必然性，其正確與否還需要實驗的驗證。我不相信孟德爾，更難以相信薩頓那家伙毫無事實根據(jù)的臆測！我更相信的是實驗證據(jù)，我要通過確鑿的實驗找到遺傳和染色體的關(guān)系。不一定2.基因和染色體的行為存在平行關(guān)系。從理論上支持基因在染色體上的假說，但事實是否如此呢？為什么？摩爾根(1)基因和染色體的行為存在明顯的平行關(guān)系，所以基因全部位于染色體上(

)(2)體細(xì)胞中基因成對存在，配子中只含1個基因(

)(3)雌蝗蟲體細(xì)胞中的24條染色體，12條來自父方，12條來自母方(

)××√跟蹤訓(xùn)練1.(2023·泉州高一聯(lián)考)薩頓依據(jù)“基因和染色體的行為存在明顯的平行關(guān)系”，提出“基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代”的假說，下列不屬于他所依據(jù)的“平行”關(guān)系的是A.基因在雜交過程中保持完整性和獨立性；染色體在配子形成和受精過

程中，也有相對穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)B.基因和染色體在體細(xì)胞中都是成對存在的，在配子中都只含有成對中的一個(條)C.受精卵中基因同染色體一樣一半來自父方，一半來自母方D.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后期也自由組合√受精卵中的核基因同染色體一樣一半來自父方，一半來自母方，質(zhì)基因幾乎全來自母方，不屬于薩頓所依據(jù)的“平行”關(guān)系，C符合題意。跟蹤訓(xùn)練2.薩頓假說認(rèn)為“基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的”，下列關(guān)于此推測依據(jù)的敘述，不正確的是A.基因和染色體在雜交過程中均能保持完整性和獨立性B.體細(xì)胞中基因和染色體均成對存在C.生殖細(xì)胞中基因和染色體均單個存在D.體細(xì)胞中基因的數(shù)目與染色體數(shù)目相等√一條染色體上含有多個基因，基因數(shù)目與染色體數(shù)目不相等，D錯誤。一

基因位于染色體上的實驗證據(jù)二請結(jié)合教材P30果蠅的相關(guān)信息，總結(jié)果蠅作為遺傳學(xué)的優(yōu)點。主要科學(xué)家：摩爾根實驗材料：果蠅觸角足卷翅黑體無翅12果蠅作為材料的優(yōu)點①有許多易于區(qū)分的相對性狀；②培養(yǎng)周期短；③成本低；④易飼養(yǎng)；⑤染色體數(shù)目少，便于觀察。摩爾根和他的學(xué)生們在哥倫比亞大學(xué)建立的享譽(yù)學(xué)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(xué)生讓果蠅在暗無天日的世界里繁殖了68代，但研究毫無進(jìn)展，大約在1910年5月，在暗室里誕生了一只白眼雄果蠅。科學(xué)事實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？思考一

基因位于染色體上的實驗證據(jù)二一

基因位于染色體上的實驗證據(jù)二F2F1P1111:::××白眼(♂)紅眼(♀)紅眼(♀)紅眼(♂)紅眼♀紅眼♀紅眼♂白眼♂分析實驗現(xiàn)象：1.眼色的顯性性狀是？2.眼色遺傳是否遵循分離定律？紅眼是，F(xiàn)1自交后代的性狀分離比為3∶1提出問題：白眼性狀為什么與性別相關(guān)聯(lián)？

探究過程觀察實驗、提出問題一

基因位于染色體上的實驗證據(jù)二

性染色體XYⅠⅡⅢ非同源區(qū)段：①基因只存在于X染色體（Ⅰ區(qū)段）上②基因只存在Y（Ⅲ區(qū)段）上X、Y同源區(qū)段的基因是成對存在的。同源區(qū)段：基因的表示方法：X

X--雌性：X

Y-雄性：如果基因在常染色體上:如果基因在性染色體上:DD、Dd、dd先寫性染色體后寫基因。XY-雄性：X

X--雌性：X

Y-雄性：-Ⅰ、Ⅲ

Ⅱ一

基因位于染色體上的實驗證據(jù)二

探究過程假說一：控制眼色的基因只在Y染色體上。假說二：控制眼色的基因只在X染色體上。假說三：控制眼色的基因在X、Y染色體同源區(qū)上。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?如果在性染色體體上存在哪些可能？如何驗證？提出假說

解釋問題P：F1：F2：紅（雌、雄）白(雄)3/41/4紅眼

（雌、雄）×F1雌雄交配×摩爾根如果只位于Y染色體上，則F1中應(yīng)有白眼雄果蠅出現(xiàn)。一

基因位于染色體上的實驗證據(jù)二

探究過程提出假說

解釋問題P：F1：F2：紅（雌、雄）白(雄)3/41/4紅眼

（雌、雄）×F1雌雄交配(XWY)紅眼(XwXw)白眼(XwY)白眼

(XWXW)或(XWXw)紅眼雄果蠅雌果蠅假說二：控制眼色的基因只在X染色體上一

基因位于染色體上的實驗證據(jù)二

探究過程PF1F2×XWXWXwYXWYXw配子XWYXWXw×XwXWYXWXWXW（雌）XWXw（雌）XWY（雄）XwY（雄）3/4紅眼（雌、雄）

1/4白眼（雄）對雜交現(xiàn)象的解釋配子——遺傳圖解假說二：控制眼色的基因只在X染色體上提出假說

解釋問題一

基因位于染色體上的實驗證據(jù)二

探究過程XWXw

×XwYXWX

wXwYF1：P：配子：紅眼（雌）白眼（雄）XW

XwXwYXwXw

XWY紅雌白雌紅雄白雄XWY

×XwXwXWX

w

紅雌XwY白雄F1：P：配子：紅眼（雄）白眼（雌）XWXwY測交方案1測交方案2演繹推理還有其他測交方案嗎？雌果蠅均為紅眼,雄果蠅均為白眼。假說二：控制眼色的基因只在X染色體上一

基因位于染色體上的實驗證據(jù)二

探究過程紅眼雌蠅紅眼雄蠅白眼雌蠅白眼雄蠅126132120115實驗結(jié)果：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。測交方案1測交方案2實驗驗證

得出結(jié)論一

基因位于染色體上的實驗證據(jù)二

探究過程PF1F2×XWXWXwYwXWYwXw配子XWYwXWXw×XwXWYwXWXWXW（雌）XWXw（雌）XWYw（雄）XwYw（雄）3/4紅眼（雌、雄）

1/4白眼（雄）對雜交現(xiàn)象的解釋配子如何設(shè)計驗證是假說二還是假說三？測交實驗——遺傳圖解假說三：控制眼色的基因在X、Y染色體同源區(qū)上提出假說

解釋問題一

基因位于染色體上的實驗證據(jù)二

探究過程XWXw

×XwYwXWX

wXwYwF1：P：配子：紅眼（雌）白眼（雄）XW

XwXwYwXwXw

XWYw紅雌白雌紅雄白雄XWY

W

×XwXwXWX

w

紅雌XwY

WF1：P：配子：紅眼（雄）白眼（雌）XWXwY

W

測交方案1測交方案2演繹推理假說三：控制眼色的基因在X、Y染色體同源區(qū)上紅雄XY的同源區(qū)段

雌雄均紅眼與實驗結(jié)果不一致一

基因位于染色體上的實驗證據(jù)二

探究過程演繹推理測交得出結(jié)論基因在染色體上白眼性狀的表現(xiàn)總是與性別相聯(lián)系提出問題假說演繹法作出假說控制白眼基因（w）在X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因?qū)嶒烌炞C測交結(jié)果回顧摩爾根的果蠅雜交實驗實驗：假說-演繹法從此，摩爾根成了

孟德爾

理論的堅定支持者。一

基因位于染色體上的實驗證據(jù)二

進(jìn)一步探究（1）現(xiàn)象：每種生物的基因數(shù)量遠(yuǎn)多于染色體數(shù)目XX4對染色體，1.3萬個基因23對染色體，2.6萬個基因（2）推測：一條染色體上有許多個基因（3）證明方法：摩爾根和他的學(xué)生發(fā)明了測定基因位于染色體上的相對位置的方法，并繪制出第一個果蠅各種基因在染色體上相對位置圖。一

基因位于染色體上的實驗證據(jù)二

進(jìn)一步探究資料：果蠅的體細(xì)胞有4對染色體，攜帶的基因有1.3萬多個。人的體細(xì)胞有23對染色體，攜帶的基因有2.6萬多個。結(jié)論1：一條染色體上有許多個基因；結(jié)論2：基因在染色體上呈線性排列?；貞?yīng)問題探究對人類基因組計劃測序時，為什么首先要確定哪些染色體呢？為什么不直接測定46條染色體呢？因為人類有22對常染色體，1對性染色體。每對同源染色體上的分布的是相同基因或等位基因，所以只需要對其中1條進(jìn)行測序，而X/Y染色體差別很大，基因差異也大，所以兩條都要測。如果46條都測，耗資巨大，工作量也會增加，而且得到的絕大多數(shù)基因序列也都是重復(fù)的。(1)摩爾根的果蠅雜交實驗運用了假說—演繹法(

)(2)性染色體只存在于生殖細(xì)胞中，常染色體只出現(xiàn)在體細(xì)胞中(

)(3)染色體和基因并不是一一對應(yīng)關(guān)系，一條染色體上含有很多個基因(

)√×√跟蹤訓(xùn)練3.果蠅作為遺傳實驗材料的優(yōu)點不包括A.有易于區(qū)分的相對性狀B.繁殖快，后代數(shù)量多C.取材容易，便于飼養(yǎng)D.自然狀態(tài)下都是純種√果蠅在自然狀態(tài)下不一定都是純種，D符合題意。跟蹤訓(xùn)練4.摩爾根研究果蠅的眼色遺傳實驗過程如圖所示。下列敘述中錯誤的是A.果蠅的眼色遺傳遵循分離定律B.摩爾根和孟德爾的豌豆雜交實驗一樣，都采用了“假說—演繹”的研究方法C.F2的紅眼雌果蠅中純合子占1/2D.選用自然界中的紅眼雄果蠅與白眼雌果蠅進(jìn)行實驗不可以確定基因所在位置√跟蹤訓(xùn)練根據(jù)F2的性狀分離比為3∶1可知，果蠅的眼色受一對等位基因控制，其遺傳遵循分離定律，A正確；摩爾根和孟德爾的豌豆雜交實驗一樣，都采用了“假說—演繹”的研究方法，B正確；親本基因型分別為XWXW、XwY，F(xiàn)1紅眼雌、雄果蠅的基因型分別為XWXw、XWY，F(xiàn)2的基因型為XWXW、XWXw、XWY、XwY，F(xiàn)2的紅眼雌果蠅中純合子(XWXW)占1/2，C正確。一

孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋三1、基因的分離定律的實質(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。獨立地隨配子遺傳給后代。DdDDddDDddDDdd一

孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋三2、基因的自由組合定律的實質(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?；蜃杂山M合定律的實質(zhì)任務(wù)三(1)圖中屬于等位基因的有______________________。(2)圖中非等位基因有______________________________________________________________________。A與a、B與b、C與cA(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)、A(或a)和B(或b)(3)上述非等位基因中，能自由組合的是_______________________________。A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)(4)不考慮同源染色體非姐妹染色單體間的互換，該生物能產(chǎn)生____種配子，分別是___________________________。ABC、ABc、abC、abc4如圖是某生物細(xì)胞內(nèi)染色體和基因的分布圖，①和②、③和④是兩對同源染色體，請回答下列問題：選用雄性生殖器官的原因核心歸納(1)同源染色體上等位基因的分離與非同源染色體上的非等位基因間的自由組合同時進(jìn)行，都發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ后期。(2)同源染色體上每對等位基因的遺傳均遵循基因的分離定律。(3)減數(shù)分裂時自由組合的是非同源染色體上的非等位基因(即兩對等位基因必須位于兩對同源染色體上)，而不是所有的非等位基因，因為同源染色體上的非等位基因的遺傳不遵循基因的自由組合定律。(4)真核生物的細(xì)胞核基因位于染色體上，細(xì)胞質(zhì)基因位于葉綠體和線粒體的DNA上；真核生物細(xì)胞質(zhì)中的基因與原核生物中的基因在遺傳過程中均不遵循孟德爾的兩個遺傳規(guī)律。關(guān)于基因自由組合定律的幾點說明(1)一對同源染色體上的兩個A基因?qū)儆诘任换?

)(2)基因分離定律的實質(zhì)是等位基因隨非同源染色體的分開而分離(

)(3)非等位基因隨非同源染色體的自由組合而組合，說明核基因和染色體行為存在平行關(guān)系(

)(4)非同源染色體自由組合，使所有非等位基因之間也發(fā)生自由組合(

)××√×跟蹤訓(xùn)練5.某植物體細(xì)胞內(nèi)三對基因在染色體上的位置情況如圖所示，三對基因分別單獨控制不同的相對性狀。下列相關(guān)敘述正確的是A.圖中A、a和B、b的遺傳遵循基因的自由組合定律B.基因型為AaBb的個體自交后代會出現(xiàn)4種表型，比例為9∶3∶3∶1C.如果基因型為AaBb的個體在產(chǎn)生配子時沒有發(fā)生染色體互換，則它可產(chǎn)生4種配子D.三對基因的遺傳均遵循基因的分離定律√跟蹤訓(xùn)練圖中A和B、a和b基因位于一對同源染色體上，不遵循基因的自由組合定律，因此基因型為AaBb的個體自交后代不會出現(xiàn)9∶3∶3∶1的性狀分離比，A、B錯誤；圖中A和B、a和b基因位于一對同源染色體上，如果基因型為AaBb的個體在產(chǎn)生配子時沒有發(fā)生染色體互換