2.2基因在染色體上課件高一下學(xué)期生物人教版必修二

２.２基因在染色體上美國遺傳學(xué)家薩頓蝗蟲１.薩頓的假說薩頓W.Sutton（1877-1916）薩頓研究的蝗蟲Brachystolamagna薩頓論文中BrachystolaMagna的染色體人物實(shí)驗(yàn)材料1903年時(shí)間研究蝗蟲減數(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)系孟德爾假設(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?；蚴怯扇旧w攜帶著從親代傳遞給下一代的，也就是說基因在染色體上。父方(24條)母方(24條)精子(12條)卵子(12條)受精卵(24條)新個(gè)體(24條,12對(duì))減數(shù)分裂減數(shù)分裂受精作用有絲分裂一半來自父方一半來自母方觀察發(fā)現(xiàn)推論１.薩頓的假說基因和染色體的行為存在著明顯的平等關(guān)系?；虺蓪?duì)存在只有成對(duì)的基因中的一個(gè)成對(duì)的同源染色體一條來自父方，一條來自母方。成對(duì)的基因一個(gè)來自父方，一個(gè)來自母方。基因行為染色體行為體細(xì)胞染色體成對(duì)存在只有成對(duì)染色體中的一條配子來源P配子F1P配子F1♂♀DdDdDD♂dd♀××配子形成和受精過程中有相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。雜交過程中基因保持完整性和獨(dú)立性。傳遞性質(zhì)原因分析１.薩頓的假說Rr非等位基因在形成配子時(shí)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１.薩頓的假說如果你認(rèn)為基因在染色體上，請你在圖中的染色體上標(biāo)注基因符號(hào)，解釋孟德爾一對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)（圖中染色體上的黑色黑線代表基因的位置）。dP配子F1F1配子高莖矮莖受精高莖×減數(shù)分裂減數(shù)分裂減數(shù)分裂高莖高莖矮莖高莖F2DDddDDdDdDdDDDdDddd１.薩頓的假說（p30思考·討論）１.薩頓的假說

A.染色體是基因的主要載體B.基因由染色體攜帶著從親代傳遞給子代C.基因在雜交過程中保持完整性和獨(dú)立性D.減數(shù)分裂過程中,等位基因會(huì)隨著染色體的分開而分離A[解析]

該圖只能說明染色體是基因的載體，但不能說明染色體是基因的主要載體，A符合題意。摩爾根T.H.Morgan(1866-1945)美國生物學(xué)家摩爾根（，1866一1945），曾經(jīng)明確表示過不相信孟德爾的遺傳理論。對(duì)薩頓的基因位于染色體上的學(xué)說更持懷疑態(tài)度，認(rèn)為這是主觀的臆測，缺少實(shí)驗(yàn)證據(jù)。他一直琢磨著設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，看看生物的遺傳與染色體到底有什么關(guān)系，基因又是怎么回事。從1909年開始，摩爾根開始潛心研究果蠅的遺傳行為。２.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——（1）科學(xué)家美國生物學(xué)家摩爾根故事起源于一只果蠅……２基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——（2）實(shí)驗(yàn)材料遺傳學(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3~4mm，在制醋和腐爛水果的地方可以看到）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。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。①個(gè)體小，易飼養(yǎng)；繁殖快，后代數(shù)量多。果蠅作為遺傳材料的主要優(yōu)點(diǎn)②果蠅染色體數(shù)量少，而且形狀有明顯差別。果蠅作為遺傳材料的主要優(yōu)點(diǎn)同型雌性雄性性染色體常染色體3對(duì)常染色體+3對(duì)常染色體+XXXY異型染色體的類型常染色體：與性別決定無關(guān)的染色體(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)性染色體：與性別決定有關(guān)的染色體，如X、Y染色體③果蠅有眾多容易區(qū)分的相對(duì)性狀，便于觀察和統(tǒng)計(jì)。紅眼果蠅作為遺傳材料的主要優(yōu)點(diǎn)性梳白眼一天，摩爾根偶然在一群紅眼果蠅中發(fā)現(xiàn)了一只白眼雄果蠅思考1：如何才能知道白眼是顯性還是隱性？思考2：如何讓果蠅雜交？思考3：如何才能知道紅眼和白眼這對(duì)相對(duì)性狀的遺傳是否遵循孟德爾遺傳規(guī)律呢？紅眼果蠅白眼果蠅２.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——（3）探究過程２.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——（3）探究過程思考2：如何讓果蠅雜交？雌果蠅生殖器官有受精囊，可保存與多只雄果蠅交配所得的大量精子。因此，在做果蠅雜交實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，為確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性，雌果蠅必須未交配過，稱為處女蠅。

雌果蠅自羽化（破蛹而出）開始10小時(shí)之內(nèi)尚未性成熟而無交配能力。

將收集到的處女蠅，單獨(dú)培養(yǎng)3天，如果產(chǎn)卵就說明不是處女蠅了。在確認(rèn)為處女蠅的情況下再放入雄蠅，進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，才能得到可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。觀察分析?紅?白F2F1P根據(jù)F1表現(xiàn)出來的性狀，可推出：紅眼為顯性性狀白眼為隱性性狀1111:::×符合分離定律×白眼(雄)紅眼(雌)紅眼(雌)紅眼(雄)紅眼(雌)紅眼(雌)紅眼(雄)白眼(雄)２.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——（3）探究過程思考1：如何才能知道白眼是顯性還是隱性？思考3：如何才能知道紅眼和白眼這對(duì)相對(duì)性狀的遺傳是否遵循孟德爾遺傳規(guī)律呢？２.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——（3）探究過程思考4：為什么F2代的白眼性狀總是與性別相聯(lián)系？觀察分析?紅?白F2F1P1111:::××白眼(雄)紅眼(雌)紅眼(雌)紅眼(雄)紅眼(雌)紅眼(雌)紅眼(雄)白眼(雄)拓展：X、Y染色體的區(qū)段２.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——（3）探究過程拓展：X、Y染色體的區(qū)段X、Y染色體含同源區(qū)段，如圖中A、C段；非同源區(qū)段（僅X或Y染色體獨(dú)有區(qū)段）,如圖中B和D段。基因的表示方法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①基因只存在于X染色體上②基因只存在Y上Ｘ、Ｙ同源區(qū)段的基因是成對(duì)存在的。X

X--雌性：X

Y-雄性：XY-雄性：X

X--雌性：X

Y-雄性：-果蠅的性別決定XOXYXXXXY性染色體組成果蠅性別雄性雌性雄性雌性果蠅的性別與Y染色體無關(guān)，與X的條數(shù)有關(guān)２.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——（３）探究過程建立假說假說１：控制白眼的基因（w）位于X染色體上，Y染色體上無該基因的等位基因。

（基因位于B段）２.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——（3）探究過程建立假說F1×紅眼(雌)紅眼(雄)P×白眼(雄)紅眼(雌)XWXWXwYXWXwYXWXwXWYF2XWXwXWY紅眼(雌)紅眼(雌)紅眼(雄)白眼(雄)配子配子XWXWXWXwXWYXwY２.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——（3）探究過程♂♀假說１：控制白眼的基因（w）位于X染色體上，Y染色體上無該基因的等位基因。

（基因位于B段）據(jù)以上解釋得出推論：F1為雜合子證明F1為雜合子的方法——測交：讓F1與隱性純合子雜交。預(yù)期結(jié)果：后代應(yīng)出現(xiàn)4種表現(xiàn)型，比例為1:1:1:1。PF1測交雜種子一代隱性純合子演繹推理×紅眼(雌)XWXwXWXwXwY紅眼(雌)

白眼(雌)紅眼(雄)白眼(雄)XWXwXwXwXWYXwY白眼(雄)XwY實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)?zāi)柛热藢?shí)施了測交，實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)果與推理的結(jié)果相同。3.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——（3）探究過程配子♂♀假說２：２.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——（3）探究過程

如果控制白眼的基因存在于X染色體和Y染色體的同源區(qū)段上，即Y染色體上含有它的等位基因。F1×紅眼(雌)紅眼(雄)P×白眼(雄)紅眼(雌)XWXWXwYwXWXwYwXWXwXWYwF2XWXwXWYw紅眼(雌)紅眼(雌)紅眼(雄)白眼(雄)配子配子XWXWXWXwXWYwXwYw♂♀亦可解釋觀察的現(xiàn)象測交(回交)演繹推理，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：1:1:1:1XWXw

×

XwYｗF1：P：配子：紅眼

白眼XW

XwXwYｗXWX

w

XwYｗ

XwX

w

XWYｗ

表型：紅眼：白眼＝１：１無法驗(yàn)證控制白眼的基因位于Ｘ染色體上，也不能區(qū)分控制白眼的基因（w）在性染色體的哪個(gè)區(qū)段若眼色基因位于Ｘ、Ｙ的同源區(qū)段PF1雜種子一代隱性純合子×紅眼(雌)XWXwXWXwXwY紅眼(雌)

白眼(雌)紅眼(雄)白眼(雄)XWXwXwXwXWYXwY白眼(雄)XwY配子♂♀白眼基因只在X染色體上白眼雌×紅眼雄（自然情況下XWY）２.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——（3）探究過程如何證明白眼基因在X染色體上，而不存在于Y染色體上呢？反交（白眼雌×紅眼雄）白眼基因在X染色體和Y染色體上均有白眼雌×紅眼雄（自然情況下XWYW）P紅眼(雄)XWY

白眼(雌)XwXw×XwXWY紅眼(雌)XWXw白眼(雄)XwY配子F1P紅眼(雄)XWYW

白眼(雌)XwXw×XwXWYW紅眼(雌)XWXw紅眼(雄)XwYW配子F1２.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——（3）探究過程如何證明白眼基因在X染色體上，而不存在于Y染色體上、常染色體上呢？反交（白眼雌×紅眼雄）將白眼雌果蠅和自然存在的紅眼雄果蠅（純合）進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)子代為：紅眼（♀）：白眼（♂）=1:1證明：白眼基因在X染色體上，而不存在于Y染色體上建立假說３２.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——（3）探究過程

控制白眼的基因會(huì)在Y染色體上，而X染色體上不含有它的等位基因嗎？（基因位于D段）F1紅眼(雌)白眼(雄)P×白眼(雄)紅眼(雌)XXXYwXXYwXXXYw配子假說不可解釋觀察的現(xiàn)象假說不成立摩爾根等人的工作，把一個(gè)特定的基因和一條特定的染色體——X染色體聯(lián)系起來。得出結(jié)論XXXYXWXW(w)XWXW(w)XWXW(w)XWYXWXW證明了基因在染色體上２.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——（4）結(jié)論歸納綜合，總結(jié)規(guī)律：作出假說：驗(yàn)證假說：測交（正、反交）得出結(jié)論：基因在染色體上若控制白眼基因（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---演繹法從此，摩爾根成了

理論的堅(jiān)定支持者孟德爾２.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——（4）結(jié)論

C繼續(xù)探究現(xiàn)象每種生物的基因數(shù)量遠(yuǎn)多于染色體數(shù)目XX4對(duì)染色體，1.3萬個(gè)基因23對(duì)染色體，2.6萬個(gè)基因２.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——（5）繼續(xù)探究繼續(xù)探究推測一條染色體上有許多個(gè)基因。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(duì)位置的方法，并繪制出第一個(gè)果蠅各種基因在染色體上相對(duì)位置圖。紅寶石眼黃身白眼截翅朱紅眼深紅眼棒狀眼短硬毛果蠅X染色體上一些基因的示意圖結(jié)論證明了一條染色體上有許多個(gè)基因。同時(shí)也說明了基因在染色體上呈線性排列。２.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——（5）繼續(xù)探究２.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——（5）繼續(xù)探究薩頓的假說提出“遺傳因子（基因）是染色體上的一段”，而非“遺傳因子（基因）對(duì)應(yīng)一整條染色體”，我們從中可以體會(huì)薩頓前瞻性的基于事實(shí)基礎(chǔ)上的科學(xué)預(yù)見。３、基因與染色體的關(guān)系問題１：細(xì)胞中的基因都位于染色體上嗎？為什么？不是。①真核生物的核基因都位于染色體上，而質(zhì)基因位于線粒體等細(xì)胞器內(nèi)；②原核生物的基因有的位于擬核區(qū)DNA分子上，有的位于細(xì)胞質(zhì)的質(zhì)粒上。問題２：在基因研究中，下列成就分別是由哪些科學(xué)家來完成的？①提出“性狀是由遺傳因子決定的”觀點(diǎn)。②把“遺傳因子”改為“基因”，并提出“等位基因”概念。③提出“基因在染色體上”的假說。④用實(shí)驗(yàn)證明了“基因在染色體上”。孟德爾約翰遜摩爾根薩頓假說—演繹法假說—演繹法問題探討人有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(jì)劃卻只測定人的24條染色體的DNA序列。對(duì)人類基因組進(jìn)行測序，為什么首先要確定測哪些染色體？討論因?yàn)榛蛭挥谌旧w上，要測定某個(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由哪些染色體組成。DNA指紋檢測問題探討人有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(jì)劃卻只測定人的24條染色體的DNA序列。為什么不測定全部46條染色體？討論人有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，上面分布的基因相同或是等位基因，所以只對(duì)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，基因也大不相同，所以需要對(duì)兩條性染色體都進(jìn)行測序，因此人類基因組計(jì)劃測定了22條常染色體和兩條性染色體X和Y，共24條。如果測定全部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。DNA指紋檢測dBｂaAD同源染色體的相同位置上控制相對(duì)性狀的基因。如Ａ和ａ；Ｄ和ｄ134４、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋等位基因：２非等位基因：１、非同源染色體上的非等位基因。如Ａａ和Ｄｄ、Ａａ和Ｂｂ２、同源染色體上不同位置的基因。如Ｄｄ和Ｂｂ基因連鎖：同源染色體上的非等位基因。如Ｂｂ和Ｄｄ４、孟德爾遺傳定律的現(xiàn)代解釋

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(duì)同源染色體上的等位基因，具有一定的____________，_____________________時(shí)，_____________會(huì)隨著____________的分開而分離，分別進(jìn)入到兩個(gè)配子中，獨(dú)立地隨配子遺傳給后代。減數(shù)分裂Ⅰ分裂間期AaAAaaaaAA減數(shù)分裂ⅡAAaa同源染色體減數(shù)分裂形成配子等位基因獨(dú)立性４、孟德爾遺傳定律的現(xiàn)代解釋

2.基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)減數(shù)分裂Ⅰ分裂間期aaAA減數(shù)分裂Ⅱ位于_______________上______________的分離或組合是互不干擾的；在減數(shù)分裂過程中，______________上的____________分離的同時(shí)，________________上的________________自由組合。

等位基因非同源染色體非等位基因同源染色體非同源染色體非等位基因AaBbAAaaBBbbBBbbabABaAB例1.對(duì)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(shí)期的細(xì)胞。下列有關(guān)推測合理的是（）A.若這2對(duì)基因在1對(duì)同源染色體上，則有1個(gè)四分體中出現(xiàn)2個(gè)黃色、2個(gè)綠色熒光點(diǎn)B.若這2對(duì)基因在1對(duì)同源染色體上，則有1個(gè)四分體中出現(xiàn)4個(gè)黃色、4個(gè)綠色熒光點(diǎn)C.若這2對(duì)基因在2對(duì)同源染色體上，則有1個(gè)四分體中出現(xiàn)2個(gè)黃色、2個(gè)綠色熒光點(diǎn)D.若這2對(duì)基因在2對(duì)同源染色體上，則有1個(gè)四分體中出現(xiàn)4個(gè)黃色、4個(gè)綠色熒光點(diǎn)B４.孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋例2.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(gè)不含性染色體的AA型配子。等位基因A、a位于2號(hào)染色體上。下列關(guān)于染色體未分離時(shí)期的分析，正確的是(

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

B.①④

C.②③

D.②④A４.孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋基因在染色體上薩頓的假說基因和染色體存在著明顯的平行關(guān)系內(nèi)容：基因在染色體上依據(jù)：基因位于染色體上的證據(jù)果蠅的雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)論：基因在染色體上呈線性排列孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋基因的分離定律的實(shí)質(zhì)基因的自由組合定律的實(shí)質(zhì)一、概念檢測1.基于對(duì)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(duì)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(cuò)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(gè)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(cuò)誤的是()A.復(fù)制的兩個(gè)基因隨染色單體分開而分開B.同源染色體分離時(shí)，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練習(xí)與應(yīng)用P32二、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XWXω兩種類型，白眼雄果蠅的基因型為Xω