【生物】基因在染色體上課件-2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期人教版（2019）必修2

2.2基因在染色體上第二章：基因和染色體的關(guān)系一、薩頓的假說(shuō)1903年，美國(guó)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(guò)程。1、蝗蟲的體細(xì)胞中有24條染色體，生殖細(xì)胞中只有12條染色體。2、精卵細(xì)胞結(jié)合形成的受精卵，又具有24條染色體。蝗蟲子代體細(xì)胞中的染色體數(shù)目與雙親的體細(xì)胞染色體數(shù)目一樣。3、子代體細(xì)胞中的這24條染色體，按形態(tài)結(jié)構(gòu)來(lái)分，兩兩成對(duì)，共12對(duì)，每對(duì)染色體中一條來(lái)自父方，一條來(lái)自母方。一、薩頓的假說(shuō)分離定律中成對(duì)的基因的行為與同源染色體在減數(shù)分裂過(guò)程中的行為很相似。基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系。基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的，即基因位于染色體上。1、薩頓的假說(shuō)方法2、薩頓的假說(shuō)依據(jù)3、薩頓的假說(shuō)內(nèi)容類比推理法學(xué)習(xí)主題一薩頓的假說(shuō)活動(dòng)1分析教材P30～31圖2－8、2－9和2－10，結(jié)合相關(guān)文字內(nèi)容，討論下列相關(guān)問(wèn)題：1．薩頓得出“基因在染色體上”的結(jié)論，下列能為該結(jié)論提供證據(jù)的是__________。①基因在雜交過(guò)程中保持完整性和獨(dú)立性，在配子形成和受精過(guò)程中，染色體保持相對(duì)穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)；②基因和染色體在體細(xì)胞中都成對(duì)存在；③一個(gè)DNA分子上有很多個(gè)基因，一條染色體上有一個(gè)或兩個(gè)DNA分子；④基因和染色體在配子中都成單存在；⑤等位基因一個(gè)來(lái)自父本，一個(gè)來(lái)自母本，同源染色體一個(gè)來(lái)自父本，一個(gè)來(lái)自母本；⑥形成配子時(shí)，等位基因分離的同時(shí)非等位基因自由組合，同源染色體分離的同時(shí)非同源染色體自由組合。①②④⑤⑥二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)遺傳學(xué)研究常用的實(shí)驗(yàn)材料：果蠅（果蠅是昆蟲綱雙翅目的一種小型蠅類，體長(zhǎng)3—4mm，在制醋和腐爛水果的地方可以看到）①易飼養(yǎng)，繁殖快。②后代數(shù)量多，便于統(tǒng)計(jì)。③具有多對(duì)易于區(qū)分且穩(wěn)定遺傳的相對(duì)性狀。④染色體數(shù)目少，便于觀察。(共8條染色體)常染色體；性染色體；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(méi)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？2、摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)2．如何判斷控制某種性狀的基因是位于常染色體上，還是位于性染色體上？提示：用具有相對(duì)性狀的親本進(jìn)行正交、反交，若正、反交后代雌雄個(gè)體中性狀表現(xiàn)一致，則為常染色體上的基因所控制；若正、反交后代雌雄個(gè)體性狀表現(xiàn)有明顯差異，則為性染色體上的基因所控制。3．摩爾根證明基因位于染色體上，采用的是什么方法？提示：采用的是“假說(shuō)—演繹法”。任務(wù)二下圖①為摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)圖解，圖②為雌雄果蠅的染色體組成示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：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？經(jīng)過(guò)推理、提出假說(shuō)。4．理論分析——提出假說(shuō)(1)果蠅的紅眼、白眼是一對(duì)相對(duì)性狀。(2)F1全為紅眼，則紅眼是顯性性狀。(3)F2中紅眼∶白眼＝3∶1，符合分離定律，紅眼和白眼受一對(duì)等位基因控制。(4)白眼性狀的表現(xiàn)與性別相聯(lián)系。即控制眼色的基因位于X染色體上，Y染色體上沒(méi)有相關(guān)基因。各種果蠅的基因型及表型如下表：[注：其中(1)(2)(3)為理論分析，(4)為假說(shuō)。]

雌果蠅雄果蠅基因型XWXWXWXwXwXwXWYXwY表型紅眼紅眼白眼紅眼白眼摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)的假說(shuō)—演繹分析1．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象——發(fā)現(xiàn)問(wèn)題2、摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)基因在性染色體上的三種情況①當(dāng)基因（用A和a表示）在X的非同源區(qū)段：XA雌性果蠅：XA雄性果蠅：XAY②當(dāng)基因（用W和w表示）在X、Y的同源區(qū)段：XA雌性果蠅：XA雄性果蠅：XAYA②當(dāng)基因（用W和w表示）在Y的非同源區(qū)段：X雌性果蠅：X雄性果蠅：XYA知識(shí)總結(jié)3．演繹推理——實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)一：F2中白眼雄果蠅與F1中紅眼雌果蠅交配。①若基因位于X染色體上，且Y染色體上沒(méi)有它的等位基因，則遺傳圖解如下：②若基因位于X染色體上，Y染色體上含有它的等位基因，則遺傳圖解如下：③若基因位于常染色體上，則遺傳圖解如下：說(shuō)明：①②③實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同，故根據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)法驗(yàn)證假說(shuō)，但通過(guò)本實(shí)驗(yàn)得到了白眼雌果蠅。測(cè)交驗(yàn)證請(qǐng)你寫出兩種測(cè)交的遺傳圖解并預(yù)測(cè)一下結(jié)果：P

XWXw紅眼雌性）

×XwY（白眼雄性）

XwXw(白眼雌性)×

XWY（紅眼雄性）

(3)根據(jù)假說(shuō)，演繹推理:如何選擇測(cè)交的兩個(gè)親本？F1XWXw紅眼（雌）或XWY紅眼（雄）與隱性純合子（白眼雄果蠅）測(cè)交。(2)實(shí)驗(yàn)二：利用“實(shí)驗(yàn)一”得到的白眼雌果蠅與一只毫無(wú)血緣關(guān)系的野生型純種紅眼雄果蠅交配。(顯雄與隱雌雜交)①若基因位于X染色體上，且Y染色體上沒(méi)有它的等位基因，則遺傳圖解如下：②若基因位于X染色體上，Y染色體上含有它的等位基因，則遺傳圖解如下：③若基因位于常染色體上，則遺傳圖解如下：說(shuō)明：雜交子代中，雌果蠅全為紅眼，雄果蠅全為白眼，性狀表現(xiàn)與①相同，與②③不同，由此可證明假說(shuō)成立。1.用果蠅作為實(shí)驗(yàn)材料有何優(yōu)點(diǎn)？

2．是不是所有的同源染色體形態(tài)、大小都相同？

提示：①相對(duì)性狀多、易于區(qū)分；②培養(yǎng)周期短；③成本低；④易飼養(yǎng)；⑤染色體數(shù)目少，便于觀察等。提示：不是，常染色體中同源染色體的大小和形態(tài)相同，但性染色體的形態(tài)、大小可能不同。3．摩爾根通過(guò)雜交實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了什么問(wèn)題？他又給出了怎樣的假設(shè)來(lái)解釋這一問(wèn)題？

4．根據(jù)摩爾根的假設(shè)，紅眼、白眼雌雄果蠅的基因型分別有哪些？(相關(guān)基因用W和w表示)提示：發(fā)現(xiàn)：白眼性狀的表現(xiàn)總是與性別相聯(lián)系；假設(shè)：控制白眼的基因只位于X染色體上，在Y染色體上沒(méi)有它的等位基因。提示：雌果蠅：紅眼——XWXW、XWXw，白眼——XwXw；雄果蠅：紅眼——XWY，白眼——XwY。知識(shí)總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果雌果蠅均為紅色，雄果蠅均為白色。與理論推測(cè)一致，證明了控制果蠅眼色的基因在X染色體上。XWY紅眼雄果蠅XwXw白眼雌果蠅×測(cè)交親本XWXw紅眼雌XwY白眼雄測(cè)交子代得出結(jié)論基因在染色體上從此，摩爾根成了

理論的堅(jiān)定支持者孟德爾摩爾根和他的學(xué)生們經(jīng)過(guò)十多年的努力，發(fā)明了測(cè)定基因位于染色體上的相對(duì)位置的方法，并繪出了第一幅果蠅各種基因在染色體上的相對(duì)位置圖。說(shuō)明:繼續(xù)研究——測(cè)定基因的位置果蠅的4對(duì)染色體上卻有數(shù)百個(gè)基因，人只有23對(duì)染色體，卻有幾萬(wàn)個(gè)基因，說(shuō)明了什么？①一條染色體上含有多個(gè)基因②基因在染色體上呈線性排列。等位基因：位于同源染色體的同一個(gè)位置上控制著相對(duì)性狀的基因（如：A和a、D和d。其中B和B，C和C為相同基因，不能稱為等位基因）非等位基因：不同對(duì)等位基因之間互為非等位基因（如：A和E、A和B、B和E等）A和a是同源染色體上等位基因；A和a、D和d是同源染色體上非等位基因A和a、E和e是非同源染色體上非等位基因基因分離定律的實(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，具有一定的獨(dú)立性；在減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中，

會(huì)隨

的分開而

，分別進(jìn)入兩個(gè)

中，獨(dú)立地隨配子遺傳給后代?；虻淖杂山M合定律的實(shí)質(zhì)：位于

上的非等位基因的分離或組合是

的；在減數(shù)分裂過(guò)程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí)，

上的

自由組合。等位基因同源染色體分離配子互不干擾非等位基因非同源染色體非同源染色體學(xué)習(xí)主題二孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋任務(wù)一如圖是某生物細(xì)胞內(nèi)染色體和基因的分布圖，①和②、③和④是兩對(duì)同源染色體，請(qǐng)回答：1．圖中屬于等位基因的有哪些？2．圖中屬于非等位基因的有哪些？3．上述非等位基因中，能自由組合的有哪些？4．分離定律和自由組合定律發(fā)生在減數(shù)分裂的什么時(shí)期？提示：A與a、B與b、C與c。2．除(1)之外，其他情況均屬非等位基因。3．A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)可自由組合。4．都發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ后期。任務(wù)二孟德爾遺傳定律中的遺傳因子與染色體上的基因?qū)?yīng)關(guān)系是怎樣的？提示：分離定律中的一對(duì)遺傳因子指一對(duì)同源染色體上的一對(duì)等位基因；自由組合定律中的不同對(duì)的遺傳因子指位于非同源染色體上的非等位基因。

任務(wù)三等位基因和非等位基因在染色體上的分布位置有何區(qū)別？提示：等位基因位于一對(duì)同源染色體的相同位置；非等位基因位于非同源染色體上或同源染色體的不同位置。兩個(gè)遺傳定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)(1)分離定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)是等位基因隨同源染色體的分開而分離，如圖：(2)自由組合定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)是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，如圖：鞏固練習(xí)1、薩頓依據(jù)“基因和染色體的行為存在著明顯的平行關(guān)系”的類比推理，從而提出“基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代”的假說(shuō)，以下哪項(xiàng)不屬于他所依據(jù)的“平行”關(guān)系（

）

A.基因和染色體在體細(xì)胞中都是成對(duì)存在的，在配子中都只有成對(duì)中的一個(gè)B.非等位基因在形成配子時(shí)自由組合，非同源染色體在減數(shù)分裂中也自由組合C.體細(xì)胞中成對(duì)的基因一個(gè)來(lái)自父方，一個(gè)來(lái)自母方，同源染色體也是如此D.DNA的基本單位是脫氧核糖核苷酸，基因也是如此D2、1903年，薩頓關(guān)于“基因位于染色體上”的假說(shuō)是如何提出來(lái)的（

）

A.運(yùn)用假說(shuō)——演繹法提出的B.通過(guò)蝗蟲實(shí)驗(yàn)運(yùn)用類比推理法提出的C.運(yùn)用系統(tǒng)論分析法提出的D.透過(guò)摩爾根的果蠅紅、白眼雜交實(shí)驗(yàn)提出的B3、下列關(guān)于基因和染色體關(guān)系的敘述，錯(cuò)誤的是（）

A.染色體是基因的主要載體B.基因在染色體上呈線性排列C.一條染色體上有多個(gè)基因D.染色體就是由基因組成的D4、已知果蠅基因W和w分別決定紅眼和白眼，位于X染色體上。在摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)中，下列敘述正確的是（

）

A.親本雌果蠅的基因型為XWXwB.F2白眼果蠅中既有雄性又有雌性C.F1全為紅眼果蠅，F(xiàn)2出現(xiàn)性狀分離D.控制果蠅眼色的基因和性染色體遵循自由組合定律CXWXW只有雄性分離定律5、已知果