【課件】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

第2節(jié)

基因在染色體上本節(jié)聚焦：1.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)基因與染色體有哪些平行關(guān)系？2.摩爾根如何證明基因位于染色體上？

摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)給我們哪些啟示？3.怎樣從基因和染色體的層面解釋孟德爾的遺傳規(guī)律？一、薩頓的假說

1903年，美國遺傳學(xué)家薩頓（1877-1916）用

細(xì)胞作材料，研究精子和卵細(xì)胞的形成過程。體細(xì)胞中有24條染色體，生殖細(xì)胞中只有

條染色體?；认x蝗蟲12一、薩頓的假說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。2.依據(jù):基因和染色體的行為存在著明顯的平行關(guān)系。1.內(nèi)容:受精作用受精卵親代配子染色體行為基因行為DDddDdDd受精作用P294個具體依據(jù)DddDDdDdDDDDDDdddddd

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)。摩爾根（1866-1945）

薩頓假說遭到同時代的遺傳學(xué)家摩爾根的強(qiáng)烈質(zhì)疑。我更相信的是實(shí)驗(yàn)證據(jù)！我要通過確鑿的實(shí)驗(yàn)找到基因和染色體的關(guān)系！一、薩頓的假說——

內(nèi)容（理由：基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系）基因位于染色體上。

摩爾根的這種大膽質(zhì)疑，科學(xué)務(wù)實(shí)的研究精神是值得我們努力學(xué)習(xí)的。二、基因位于染色體上實(shí)驗(yàn)證據(jù)“材料選對了就等于實(shí)驗(yàn)成功了一半！”果蠅作為遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)：果蠅昆蟲綱雙翅目，體長3—4mm。在制醋和腐爛水果的地方?？梢钥吹?。①染色體數(shù)目少，易于觀察②相對性狀穩(wěn)定且明顯③易飼養(yǎng)，繁殖快，后代數(shù)量多白眼和紅眼染色體性染色體常染色體（與決定性別無關(guān)的染色體）（與決定性別有關(guān)的染色體）6+XX6+XY（異型）（同型）雌性：雄性：（雌雄異體才有?。┕塝染色體比X染色體長!1.哪些屬同源染色體？2.果蠅含

對染色體。其中有

對常染色體，

對性染色體。3.寫出果蠅配子的染色體組成，雌性

，雄性

。4.同型與異型是針對

（性、常）染色體。314性Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、XⅡ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y紅眼（雌）×白眼（雄）P:F1:F2:紅眼（雄雌）（雌、雄）（雄）不是環(huán)境引起，屬隱性突變，發(fā)生在性染色體上1.果蠅的雜交實(shí)驗(yàn)3：1——觀察現(xiàn)象，提出問題①紅眼和白眼雜交，F(xiàn)1全為紅眼，說明

；②F2的紅眼和白眼的數(shù)量比是3：1，紅眼和白眼的遺傳符合

，同時表明果蠅的紅眼和白眼是受

等位基因控制的。紅眼為顯性性狀分離定律一對二、基因位于染色體上實(shí)驗(yàn)證據(jù)摩爾根——假說演繹法①根據(jù)哪一個雜交可判斷果蠅紅眼和白眼的顯隱性?②果蠅紅眼和白眼的遺傳是否符合分離定律?

親代紅眼和白眼雜交，F(xiàn)1全為紅眼。?紅眼為顯性性狀

F2中紅眼∶白眼＝3∶1。?符合分離定律白眼性狀的表現(xiàn)與性別相關(guān)聯(lián)?！鬎2中為什么白眼都是雄性的？白眼性狀的表現(xiàn)，為什么總是與性別相關(guān)聯(lián)？紅眼

白眼雄雌交配事實(shí)1：薩頓的假說：基因在染色體上事實(shí)2：果蠅有性染色體

白眼的遺傳總是和性別相關(guān)聯(lián)控制紅眼和白眼的基因可能存在于性染色體上2.提出假說，解釋現(xiàn)象假設(shè)1：控制白眼的基因僅在Y染色體上假設(shè)2：控制白眼的基因僅在X染色體上，

而Y染色體上不含有它的等位基因。

XYX和Y同源區(qū)段Y非同源區(qū)段X非同源區(qū)段AaBW常染色體2.提出假說，解釋現(xiàn)象基因型：雌果蠅

雄果蠅ＸWＸWＸWＸwＸwＸwＸＷＹＸwＹ設(shè)：紅眼和白眼分別由W、w基因控制。提醒：在性染色體上的基因，書寫基因型時先寫出性染色體，然后在右上角標(biāo)注基因?；蛐停捍乒?/p>

雄果蠅ＸWＸWＸWＸwＸwＸwＸＷＹＷＸＷＹwＸwＹＷＸwＹw假設(shè)3：控制白眼的基因在X、Y染色體同源區(qū)段。XWXW×XwYXWYXwXWYXWXwP:F2:F1:配子:XwXWYXWXWXWXWXwXWYXwY×紅眼（雌）白眼（雄）紅眼（雌）紅眼（雄）紅眼♀紅眼♂紅眼♀白眼♂♂♀解釋現(xiàn)象:2.提出假說，解釋現(xiàn)象

紅眼

×白眼（雌）

（雄）P:F1:F2:雄雌交配紅眼（雄雌）紅眼白眼（雌、雄）（雄）3：13.演繹推理,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證XWXw紅眼雌XwY白眼雄雌果蠅均為紅眼,雄果蠅均為白眼測交子代測交子代XWXw紅眼雌XwXw白眼雌XWY紅眼雄XwY白眼雄正交反交雌雄均有一半紅眼，一半白眼。測交1：子代中，雌雄均有一半紅眼，一半白眼。測交2：子代中，雌蠅均為紅眼，雄蠅均為白眼。

測交1：

F1雌×白眼雄XwYXWXw測交2：

F1雄

×白眼雌XW

YXwXw測交：F1×隱性純合子演繹推理：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：4.分析結(jié)果,得出結(jié)論

控制果蠅白眼的基因只位于X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因。

摩爾根通過實(shí)驗(yàn)：將一個特定的基因和一條特定的染色體——X染色體聯(lián)系起來，從而證明了基因在染色體上。材料：果蠅有4對染色體，攜帶的基因大約有1.5萬個。

人有23對染色體，攜帶的基因大約有3.5萬個?；蚺c染色體在數(shù)量上還存在什么關(guān)系？？基因在染色體上怎么排列？現(xiàn)代分子生物學(xué)利用熒光標(biāo)記用什么方法顯示出來的？二、基因在染色體上一條染色體上有多個基因?；蛟谌旧w上呈線性排列。在遺傳研究中，下列成就是哪些科學(xué)家完成的？①提出“生物的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重要遺傳學(xué)發(fā)展史(假說——演繹法)（假說——演繹法）三、孟得爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋基因分離定律的實(shí)質(zhì)1

在雜合子的細(xì)胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定獨(dú)立性；在減數(shù)分裂形成配子時，等位基因會隨著同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入到兩個配子中，獨(dú)立地隨配子傳給后代。D

dDd后期Dd12Dd12DdD1Dd2ddDDd等位基因：P13位于同源染色體上同一位置，控制相對性狀的基因。如Dd注意：D和D、d和d叫做相同基因。（減數(shù)分裂Ⅰ后期）基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)2

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。（減數(shù)分裂Ⅰ后期）（減數(shù)分裂Ⅰ后期）理解：基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)

非同源染色體上的非等位基因自由組合。非等位基因同源染色體上非同源染色體上等位基因ADadBb位于同源染色體的同一位置，控制相對性狀的基因。討論：在減數(shù)分裂的過程中，等位基因是否一定會分開？

非等位基因是否一定能自由組合？答：正常情況下，等位基因會彼此分離；

非等位基因不一定能自由組合，同源染色體的非等位基因表現(xiàn)為連鎖現(xiàn)象，非同源染色體的非等位基因表現(xiàn)為自由組合。ADadBb拓展延伸：所有的基因都在染色體上嗎？

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。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？2.為什么不測定全部46條染色體？22對常染色體的形態(tài)和大小相同，上面分布的是相同基因或等位基因，所以只對其中的一條測序即可；而性染色體X和Y的差別很大，兩條性染色體都要測序。測46條，耗資巨大。問題探討因?yàn)榛蛭挥谌旧w上。22對+XY（常染色體）

（性染色體）（22常+XY）思考：果蠅基因組測序測定的幾條染色體？

若是豌豆(體細(xì)胞有14條染色體）測序幾條呢？染色體性染色體常染色體（雌雄異體才有?。?條（3常+XY）7條基因測序：常染色體的一半+性染色體拓展應(yīng)用：假設(shè)3：控制白眼的基因在X、Y同源區(qū)段。假設(shè)2：控制白眼的基因僅在X染色體上。如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加以確定？XYX和Y同源區(qū)段Y非同源區(qū)段X非同源區(qū)段假設(shè)1：控制白眼的基因僅在Y染色體上如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定是假設(shè)2還是假設(shè)3？實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：白眼雌果蠅與野生型紅眼雄果蠅（純合）的交配

XWXwXwY假設(shè)3：控制白眼的基因在X、Y同源區(qū)段。假設(shè)2：控制白眼的基因在X染色體上。親代：白眼（雌）野生紅眼（雄）XwXwXWYW紅眼（雄）紅眼（雌）×

XWXwXwYW

白眼（雌）野生紅眼（雄）親代：XwXwXWY×紅眼（雌）白眼（雄）（XwXw隱性純合子）

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：子代雌果蠅均為紅眼，雄果蠅均為白眼子代：子代：神奇的測交！同型：選隱性性狀異型：選顯性性狀（純合子）①確定是否是伴X染色體遺傳。②使子代的雌表現(xiàn)為一種，雄的表現(xiàn)為另一種。

XWX

w

XwYP：X

w

XwXWY×紅眼（雌）白眼（雄）F1：白眼紅眼(野生型）(排除常染色體、XY同源區(qū)段遺傳）[2017課標(biāo)1］一般來說，對于性別決定為XY型的動物群體而言，當(dāng)一對等位基因（如A/a）位于常染色體上時，基因型有____種；當(dāng)其位于X染色體上時，基因型有____種；當(dāng)其位于X和Y染色體的同源區(qū)段時，（如圖所示），基因型有____種。請分別寫出每一種情況的基因型：357Aa→AaBb→１）有絲分裂Aa→AaBb→２）減數(shù)分裂(不考慮突變、交叉互換)拓展2.與基因相聯(lián)系等位基因分離——

相同基因分離——

減Ⅰ后著絲點(diǎn)分裂后（減Ⅱ后期、有絲分裂后期）資料P832減數(shù)分裂染色體數(shù)目異常情況減Ⅰ后期——同源染色體未分離減Ⅱ后期——著絲粒分裂，姐妹染色單體分開后，移向同一極【練2】AaXBY果蠅產(chǎn)生基因組成為AaXBXB、AaXB、aXBXB的異常精子，原因是？（不考慮交叉互換和突變）【練3】AaXbY的精原細(xì)胞產(chǎn)生一個AAaXb的精細(xì)胞，則其他3個精細(xì)胞的基因型為？aXb、

Y、Y（減Ⅰ、減Ⅱ）（減Ⅰ）（減Ⅱ）2．(2019·安徽銅陵一中高二月考)某雄性動物的基因型為AaBb。下圖是其一個精原細(xì)胞減數(shù)分裂過程中的兩個不同時期細(xì)胞分裂圖像。有關(guān)該精原細(xì)胞及其分裂過程的敘述，正確的是(

)

A．圖甲所示細(xì)胞處于減數(shù)第一次分裂過程中B．該精原細(xì)胞在分裂過程中發(fā)生了基因突變C．所產(chǎn)生的精細(xì)胞的基因組成分別為ab、ab、AB、ABD．分裂過程中，基因A、a、b、b可能移向細(xì)胞同一極AaBBAAaaBBbbAaBb復(fù)制減ⅠAa