2.2基因在染色體上-高一生物下學(xué)期高效課件（人教版2019必修2）

第2節(jié)基因在染色體上第2章基因和染色體的關(guān)系問(wèn)題探討人類基因組計(jì)劃只測(cè)定人的24條的DNA染色體序列人類染色體（1）對(duì)人類基因組進(jìn)行測(cè)序，為什么首先要確定測(cè)哪些染色體？因?yàn)榛蛭挥谌旧w上，要測(cè)定某個(gè)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(cè)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。人類基因組計(jì)劃只測(cè)定人的24條的DNA染色體序列（2）為什么不測(cè)定全部46條染色體？人有22對(duì)常染色體和1對(duì)性染色體。在常染色體中，每對(duì)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(duì)其中1條進(jìn)行測(cè)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(cè)序，因此人類基因組計(jì)劃測(cè)定了22條常染色體和兩條性染色體X和Y，共24條。如果測(cè)定46條染色體，耗資巨大工作量會(huì)增加一倍，但得到的絕大多數(shù)基因序列都是重復(fù)的。問(wèn)題探討一、薩頓的假說(shuō)1903年，美國(guó)遺傳學(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。他發(fā)現(xiàn)孟德?tīng)柤僭O(shè)的一對(duì)遺傳因子，也就是等位基因，它們的分離與減數(shù)分裂中同源染色體的分離非常相似。平行關(guān)系雜合子在形成配子時(shí)，等位基因的分離減數(shù)第一次分裂時(shí)，同源染色體的分離孟德?tīng)柗蛛x定律的核心DdDd減數(shù)分裂的核心薩頓的假說(shuō)在研究基因與染色體的關(guān)系方面，美國(guó)遺傳學(xué)家薩頓應(yīng)用類比推理法作出了突出的貢獻(xiàn)。他用蝗蟲細(xì)胞作材料，發(fā)現(xiàn)有一種蝗蟲的體細(xì)胞中有24條染色體，生殖細(xì)胞中只有12條染色體，精子和卵細(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。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)染色體中的一條來(lái)自父方，另一條來(lái)自母方。薩頓由此推論：基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的。也就是說(shuō)，薩頓做出了假說(shuō)：基因就在染色體上。一、薩頓的假說(shuō)類比推理法這是科學(xué)研究中常用的方法之一，19世紀(jì)物理學(xué)家研究光的性質(zhì)時(shí)，曾經(jīng)將光與聲進(jìn)行類比。聲有直線傳播、反射和折射等現(xiàn)象，其原因在于它有波動(dòng)性。后來(lái)發(fā)現(xiàn)光也有直線傳播、反射和折射等現(xiàn)象，因此推測(cè)光也可能有波動(dòng)性。上面介紹的薩頓的推理，也是類比推理。他將看不見(jiàn)的基因與看得見(jiàn)的染色體的行為進(jìn)行類比，根據(jù)其驚人的一致性，提出基因位于染色體上的假說(shuō)。應(yīng)當(dāng)注意的是，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(yàn)的檢驗(yàn)。（1）基因在雜交過(guò)程中保持完整性和獨(dú)立性。染色體在配子形成和受精過(guò)程中，也有相對(duì)穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)。（2）在體細(xì)胞中基因成對(duì)存在，染色體也是成對(duì)的。在配子中只有成對(duì)的基因中的一個(gè)，同樣，也只有成對(duì)的染色體中的一條。（3）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。（4）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)分裂的后期也是自由組合的。一、薩頓的假說(shuō)基因染色體體細(xì)胞成對(duì)存在；且一個(gè)來(lái)自父方，一個(gè)來(lái)自母方減數(shù)第一次分裂決定同一性狀的成對(duì)基因彼此分離，決定不同性狀的基因自由組合配子只含每對(duì)基因中的一個(gè)受精作用一個(gè)來(lái)自父方的基因和一個(gè)來(lái)自母方的基因隨雌雄配子兩兩隨機(jī)結(jié)合前后代傳遞的特點(diǎn)互不融合，互不干擾（顆粒遺傳）；保持完整性和獨(dú)立性體細(xì)胞中成對(duì)的染色體也是一個(gè)來(lái)自父方,一個(gè)來(lái)自母方同源染色體分離，非同源染色體自由組合在配子中成對(duì)的染色體只有一條來(lái)自父方和母方的染色體隨精子和卵細(xì)胞的融合，彼此的染色體和在一起維持前后代體細(xì)胞染色體數(shù)目的恒定，染色體的形態(tài)和結(jié)構(gòu)也保持相對(duì)穩(wěn)定一、薩頓的假說(shuō)高莖矮莖×減數(shù)分裂受精減數(shù)分裂高莖P配子F1DDDDdddd減數(shù)分裂思考

討論F1配子高莖高莖矮莖高莖ddDDDdDddDdD一、薩頓的假說(shuō)二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)類比推理得出的結(jié)論并不具有必然性。其正確與否，還需要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。我更相信的是實(shí)驗(yàn)證據(jù)，我要通過(guò)確鑿的實(shí)驗(yàn)找到遺傳和染色體的關(guān)系。①首先是飼養(yǎng)容易。用一只牛奶瓶，放一些搗爛的香蕉，就可以飼養(yǎng)數(shù)百甚至上千只果蠅。果蠅作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的優(yōu)點(diǎn)②繁殖快。在25℃左右溫度下十幾天就繁殖一代，一只雌果蠅一代能繁殖數(shù)百只。孟德?tīng)栆酝愣篂閷?shí)驗(yàn)材料，一年才種植一代。二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)③果蠅性狀變異很多，比如眼睛的顏色。果蠅作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的優(yōu)點(diǎn)④果蠅只有四對(duì)染色體，數(shù)量少而且形狀有明顯差別。雌性雄性常染色體性染色體二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)與性別決定有關(guān)的染色體就是性染色體；與性別決定無(wú)關(guān)的染色體是常染色體。性染色體常染色體果蠅有4對(duì)染色體，其中3對(duì)是常染色體，1對(duì)是性染色體。其中♀用XX表示，♂用XY表示。性染色體與常染色體二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)XYⅠⅡⅢ(1)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——伴Y遺傳（限雄遺傳）——伴X遺傳（伴X顯、伴X隱

）Ｘ、Ｙ同源區(qū)段的基因是成對(duì)存在的。(2)同源區(qū)段Ⅱ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：-二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)×♀P♂紅眼白眼F1♀♂紅眼F2♀2459♂986♂982紅眼白眼（1）白眼性狀和紅眼性狀的顯隱性關(guān)系是怎樣的？（2）摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)與孟德?tīng)栠z傳規(guī)律矛盾嗎？二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)×♀P♂紅眼白眼F1♀♂紅眼F2♀2459♂986♂982紅眼白眼果蠅的紅眼和白眼是一對(duì)相對(duì)性狀；F1全為紅眼，紅眼為顯性性狀,白眼是隱性性狀；F2中，紅：白=3:1，符合基因分離定律，紅眼和白眼受一對(duì)等位基因控制。提出問(wèn)題：白眼性狀的表現(xiàn)為何總是與性別相聯(lián)系？設(shè)想：控制紅眼和白眼的基因在性染色體上二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)雌果蠅種類：紅眼（ＸＷＸＷ）紅眼（ＸＷＸw）白眼（ＸWＸW）雄果蠅種類：紅眼（ＸＷＹ）白眼（ＸwＹ）經(jīng)過(guò)推理、想象提出假說(shuō):——控制白眼的基因W在X染色體上二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)XWXW紅眼（雌）×XwY白眼（雄）XWYXwXWY紅眼（雄）XWXw紅眼（雌）×PF2F1配子X(jué)wYXWXW紅眼（雌）XWXw紅眼（雌）XWY紅眼（雄）XwY白眼（雄）果蠅的雜交XWXW二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)1.你能運(yùn)用上述果蠅雜交實(shí)驗(yàn)的知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證他們的解釋嗎？可用F1的紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅進(jìn)行測(cè)交實(shí)驗(yàn)，如果后代中出現(xiàn)紅眼雌果蠅白眼雌果蠅、紅眼雄果蠅和白眼雄果蠅這4種類型，且數(shù)量各占四分之一，再選用其中的白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅交配，如果子代中雄果蠅都是紅眼，雄果蠅都是白眼，則可以證明他們的解釋是正確的。思考

討論二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)驗(yàn)證假說(shuō):測(cè)交實(shí)驗(yàn)×F1XWXwXwYYXw配子X(jué)WXwXWXwXwXwXWYXwY測(cè)交后代雌紅眼雌白眼雄白眼雄紅眼

測(cè)交后代：紅眼:白眼=1:1F1雌個(gè)體與雄白眼交配

比例：

1:1:1:1二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)摩爾根等人親自做了該實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：紅眼紅眼白眼白眼雌雌雄雄126132120115與理論推測(cè)一致，完全符合假說(shuō)，假說(shuō)完全正確，證明了基因在染色體上二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)三、孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋2.如果控制白眼的基因在Y染色體上，還能解釋摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)嗎？如果控制白眼的基因在Y染色體上，紅眼基因在X染色體上，因?yàn)閄染色體上的紅眼基因?qū)Π籽刍驗(yàn)轱@性，所以不會(huì)出現(xiàn)白眼雄果蠅，這與摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符；如果控制白眼的基因在Y染色體上，且X染色體上沒(méi)有顯性紅眼基因，白眼雄果蠅與紅眼雌果蠅的雜交后代中雄果蠅全為白眼，也不能解釋摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果。思考

討論得出結(jié)論控制白眼的基因是在X染色體上，Y染色體上沒(méi)有它的等位基因。摩爾根通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察，把一個(gè)特定的基因和一條特定的染色體聯(lián)系起來(lái)，最終確定了基因在染色體上的結(jié)論。從孟德?tīng)柪碚摰膽岩烧叱蔀槊系聽(tīng)柪碚搱?jiān)定的支持者。果蠅有4對(duì)染色體，攜帶的基因大約有1.3萬(wàn)個(gè)；人有23對(duì)染色體，攜帶的基因大約有2.6萬(wàn)?；蚺c染色體可能有怎樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系呢？三、孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋摩爾根和他的學(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。一條染色體上應(yīng)該有許多個(gè)基因；同時(shí)說(shuō)明基因在染色體上呈線性排列。熒光標(biāo)記將基因定位在染色體上短硬毛棒狀眼深紅眼朱紅眼截翅紅寶石眼白眼黃身三、孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋AaaA把位于一對(duì)同源染色體的相同位置上、控制著相對(duì)性狀的基因，叫等位基因。分離定律在雜合體的細(xì)胞中，位