【課件】基因在染色體上課件-2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版（2019）必修2

第二章基因和染色體的關(guān)系第2節(jié)基因在染色體上12345678910111213141516171819202122231234567891011121314151617181920212223男女問題探討

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？因為基因位于染色體上在常染色體中，每對同源染色體上分布的基因是相同的或等位基因，所以每對只測序1條即可；而性染色體X和Y的差別很大，兩條性染色體都要測序，因此測定22條常染色體和兩條性染色體，共24條?！厩榫场?903年,美國遺傳學(xué)家薩頓用蝗蟲細(xì)胞作為實驗材料,研究精子和卵細(xì)胞的形成過程。發(fā)現(xiàn)孟德爾假設(shè)的一對遺傳因子(即等位基因)的分離與減數(shù)分裂中同源染色體的分離非常相似。減數(shù)分裂裝片薩頓的假說體細(xì)胞24條染色體精子12條染色體卵細(xì)胞12條染色體受精體細(xì)胞24條染色體子代體細(xì)胞中的這24條染色體，按形態(tài)結(jié)構(gòu)來分，兩兩成對，共12對，每對染色體中一條來自父方，一條來自母方。一薩頓的發(fā)現(xiàn)生殖細(xì)胞因此，薩頓大膽地提出假說：基因位于染色體上。DdDd減數(shù)分裂的核心分離定律的核心1.在生物體細(xì)胞中，控制同一性狀的遺傳因子成對存在，不相融合；在形成配子時，成對的

遺傳因子

發(fā)生分離，分離后的遺傳因子

分別進(jìn)入不同的配子中，隨配子遺傳給后代。染色體同源染色體2.控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的；在形成配子時，成對的

遺傳因子

彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。孟德爾兩大遺傳定律染色體同源染色體非同源染色體（替換）染色體2.基因和染色體的關(guān)系形態(tài)結(jié)構(gòu)成對成單成單比較項目基因的行為染色體的行為生殖過程中在雜交過程中保持完整性和獨立性在配子形成和受精過程中,

相對穩(wěn)定

存在體細(xì)胞成對

配子

類比推理法項目基因行為染色體行為染色體在配子形成和受精過程中,具有相對穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)。在體細(xì)胞中染色體成對存在。在配子中成對的染色體只有一條。體細(xì)胞中成對的染色體也是一個來自父方,一個來自母方。非同源染色體在減數(shù)第一次分裂后期是自由組合的?；蛟陔s交過程中保持完整性和獨立性。在體細(xì)胞中基因成對存在。在配子中成對的基因只有一個。體細(xì)胞中成對的基因一個來自父方,一個來自母方。非等位基因在形成配子時自由組合。獨立性在細(xì)胞中的存在方式體細(xì)胞中的來源形成配子時的行為類比:基因和染色體之間具有平行關(guān)系基因和染色體的行為存在著明顯的平行關(guān)系×減數(shù)分裂受精減數(shù)分裂高莖減數(shù)分裂高莖高莖高莖矮莖P配子F1F1配子d

dDDdDD

ddDDdDdDdddDD高莖矮莖F2思考討論

請你在圖中的染色體上標(biāo)注基因符號，解釋孟德爾一對相對性狀的雜交實驗。

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，還需要觀察和實驗的校驗?！局R鏈接】例：加拿大外交官朗寧曾在競選省議員時，由于他幼兒時期吃過中國奶媽的奶水一事，受到政敵的攻擊，說他身上一定有中國血統(tǒng)。朗寧反駁說：“你們是喝牛奶長大的，你們身上一定有牛的血統(tǒng)了?！倍?基因位于染色體上的實驗證據(jù)

正因為類比推理的非必然性。美國生物學(xué)家摩爾根對薩頓的假說持懷疑態(tài)度！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！二.基因位于染色體上的實驗證據(jù)1、果蠅作為實驗材料的優(yōu)點②易飼養(yǎng)，繁殖快，后代數(shù)量多（生長周期短）①相對性狀多且易于區(qū)分③染色體數(shù)少（4對），易于觀察6+XY（雄）6+XX（雌）雌性雄性性染色體常染色體果蠅的染色體組成常染色體性染色體雌雄個體細(xì)胞中相同，不決定性別的染色體

雌雄個體細(xì)胞中不相同，決定性別的染色體３對：ⅡⅡ，ⅢⅢ，ⅣⅣ性染色體有1對，雌性體細(xì)胞中含有兩個同型的性染色體用XX表示，雄性體細(xì)胞中含有兩個異型的性染色體用XY表示。同源區(qū)段：Ⅱ

X、Y同源區(qū)段的基因是成對存在的。非同源區(qū)段：Ⅰ和Ⅲ

①基因只存在于X染色體（Ⅰ區(qū)段）上②基因只存在于Y染色體（Ⅲ區(qū)段）上1910年5月的一天，在摩爾根的實驗室中誕生了一只白眼的雄性果蠅，而它的兄弟姐妹的眼睛都是紅色的。這是一只變異個體，他成為科學(xué)史上著名的動物!白眼性狀是如何遺傳的？×紅眼（雌、雄）3/41/4白眼（雄）紅眼(雌.雄)×紅雌白雄

F2紅眼和白眼之間的數(shù)量比是3:1，遵循分離定律。所不同的是白眼性狀的表現(xiàn)，總是與性別相聯(lián)系。

白眼性狀始終與性別聯(lián)系，如何解釋？觀察實驗，發(fā)現(xiàn)問題（2）提出假說，解釋問題“如果控制白眼的基因（w）在X染色體上，而Y染色體上不含它的等位基因，上述現(xiàn)象可以得到合理解釋”（教材P31）雌果蠅種類：紅眼（ＸＷＸw

、ＸＷＸＷ）白眼（ＸWＸW）雄果蠅種類：紅眼（ＸＷＹ）白眼（ＸwＹ）PF1F2紅眼（雌、雄）白眼（雄）3/41/4紅眼×紅眼（雌）白眼（雄）ＸwＹＸＷＸＷＸＷＸwＸＷＸw、ＸＷＸＷ、ＸＷＹＸwＹ（3）演繹推理——測交實驗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XwYW白雄F1：P：配子：紅眼（雄）白眼（雌）XWXwY紅：白=1:1雌：雄=1:1雌果蠅均為紅色,雄果蠅均為白色測交1：測交2：摩爾根等人親自做了測交實驗，實驗結(jié)果如下：紅眼雌蠅126白眼雌蠅120紅眼雄蠅132白眼雄蠅135

（4）實驗驗證——進(jìn)行測交實驗假說正確，基因在染色體上。（5）得出結(jié)論：子代中雌蠅均為紅眼，雄蠅均為白眼。測交1：測交2：

摩爾根研究白眼雄果蠅基因的顯隱性及其在染色體的位置時：經(jīng)歷了若干過程，其中：①白眼性狀是如何遺傳的，是否與性別有關(guān)；②白眼由隱性基因控制，僅位于X染色體上；③對F1紅眼雌果蠅進(jìn)行測交。上面三個敘述中（）A、①為假說，②為推論，③為實驗B、①為觀察，②為假說，③為推論C、①為問題，②為假說，③為實驗D、①為推論，②為假說，③為實驗C作出假說：演繹推理：預(yù)估測交結(jié)果得出結(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

理論的堅定支持者孟德爾實驗驗證：進(jìn)行過測交實驗總結(jié)短硬毛棒狀眼深紅眼朱紅眼截翅紅寶石眼白眼黃身我們知道，每種生物的基因數(shù)量，都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于這種生物的染色體數(shù)目。1.果蠅的體細(xì)胞有4對染色體，攜帶的基因有1.3萬多個。2.人的體細(xì)胞有23對染色體，攜帶的基因有2.6萬多個。一條染色體上應(yīng)該有許多個基因。短硬毛棒狀眼深紅眼朱紅眼截翅紅寶石眼白眼黃身結(jié)論：基因在染色體上呈線性排列。摩爾根和他的學(xué)生們，發(fā)明了基因位于染色體上的相對位置的方法，并繪出了：第一個果蠅各種基因在染色體上排列圖譜。任務(wù)活動(6)圖(教材第32頁圖)為果蠅X染色體上一些基因的示意圖,據(jù)圖回答有關(guān)問題:①圖中控制朱紅眼和深紅眼的基因

(填“屬于”或“不屬于”)等位基因。

②從圖中可以看出,基因在染色體上呈線性排列,但其分布是

(填“連續(xù)”或“不連續(xù)”)的。

③“基因在染色體上”是否適合所有生物?

不屬于不連續(xù)提示:“基因在染色體上”只適合于真核生物,其基因主要在染色體上;原核生物、病毒無染色體,故不適合“基因在染色體上”這種說法。例2[2022·福建三明二中期中]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基因的分離定律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D任務(wù)活動[解析]根據(jù)F2性狀分離比為3∶1可知,果蠅的眼色受一對等位基因控制,其遺傳遵循基因的分離定律,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,F1紅眼雌雄果蠅的基因型分別為XWXw、XWY,F2的基因型為XWXW、XWXw、XWY、XwY,其中紅眼雌果蠅中純合子XWXW占1/2,C正確;選用自然界中的紅眼雄果蠅與白眼雌果蠅進(jìn)行實驗可以確定基因所在位置,D錯誤。三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋在基因研究中，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。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用實驗證明了“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dBBaAD等位基因等位基因非同源染色體非等位基因相同基因同源染色體同源染色體1.等位基因：同源染色體的相同位置上控制相對性狀的基因1234三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋【情境】

圖是某生物細(xì)胞內(nèi)染色體和基因的分布圖,①②和③④是兩對同源染色體。[分析](1)圖中屬于等位基因的是

。

(2)圖中所示非等位基因是

。其中能自由組合的是

,它們的位置關(guān)系特點是位于

上。

(3)不考慮同源染色體非姐妹染色單體間的互換,該生物所產(chǎn)生配子的基因組成及比例為

。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)

非同源染色體A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)ABC∶ABc∶abC∶abc=1∶1∶1∶11、圖中有幾對同源染色體2、A和b、A和D是等位基因嗎？3、b和b屬于等位基因嗎？【課堂練習(xí)】4、圖中有幾對同源染色體；幾對等位基因；非等位基因可分為幾種類型。三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋分離定律的實質(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，具有一定獨立性；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，獨立地隨配子傳給后代。Dd12Dd12DdD1Dd2ddDDd基因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。拓展：基因位置的判斷2.探究基因是位于常染色體，還是位于X染色體上實驗設(shè)計方案：a.若雌性子代全為顯性，雄性子代全為隱性，則基因位于X染色體上b.若雌性子代中出現(xiàn)隱性或雄性子代中出現(xiàn)顯性，則基因位于常染色體上隱性雌×顯性雄另：若未知顯隱性關(guān)系，可設(shè)置正反交雜交實驗例4圖為某生物細(xì)胞,A和a、b和b、D和d表示染色體上的基因,下列不符合孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋的敘述是 (

)A.A和a就是孟德爾所說的一對遺傳因子B.A(a)和D(d)就是孟德爾所說的不同對的遺傳因子C.A和a、D和d隨同源染色體分離而分開發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ過程中D.A和a、b和b在減數(shù)分裂Ⅰ時自由組合D[解析]A和a是一對等位基因,就是孟德爾所說的一對遺傳因子,A正確;A(a)和D(d)分別位于兩對同源染色體上,也就是孟德爾所說的不同對的遺傳因子,B正確;A和a、D和d隨同源染色體的分離而分開,發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ后期,C正確;A/a與b/b位于同一對同源染色體上,所以在減數(shù)分裂Ⅰ時不能自由組合,D錯誤。例5基因分離定律和自由組合定律中“分離”和“自由組合”的基因,分別指的是 (

)①同源染色體上的基因②同源染色體上的等位基因③同源染色體上的非等位基因④非同源染色體上的非等位基因A.①③ B.②③ C.①④ D.②④D[解析]基因分離定律中“分離”指的是在減數(shù)分裂過程中,同源染色體上的等位基因的分離;自由組合定律中“自由組合”指的是在減數(shù)分裂過程中,非同源染色體上的非等位基因自由組合,故選D。6.基因分離定律的實質(zhì)是 ( )A.同源染色體在減數(shù)分裂時彼此自由組合B.等位基因在減數(shù)分裂時彼此分離C.產(chǎn)生的各類雌、雄配子彼此隨機組合D.后代產(chǎn)生3∶1的性狀分離比B[解析]同源染色體在減數(shù)分裂時彼此分離,A錯誤;等位基因在減數(shù)分裂時隨同源染色體分離而彼此分離,B正確;產(chǎn)生的各類雌、雄配子彼此隨機組合是指受精作用,C錯誤;子二代產(chǎn)生3∶1的性狀分離比,屬于實驗現(xiàn)象,D錯誤。7.下列各種基因型的個體自交后代表型比例為9∶3∶3∶1的是 ( )

A

B

C

DC[解析]C項中兩對基因分別位于兩對同源染色體上,遵循自由組合定律,且兩對基因都雜合,所以該個體自交后代表型比例為9∶3∶3∶1。8．實驗室中現(xiàn)有一批未交配過的純種長翅灰體和殘翅黑檀體的果蠅。已知長翅和殘翅這對相對性狀受一對位于Ⅱ號同源染色體上的等位基因控制。

現(xiàn)欲利用以上兩種果蠅研究有關(guān)果蠅灰體與黑檀體性狀的遺傳特點(說明：控制果蠅灰體和黑檀體的基因在常染色體上，所有果蠅均能正常繁殖、存活)，請設(shè)計一套雜交方案，同時研究以下兩個問題：問題一：研究果蠅灰體、黑檀體是否由一對等位基因控制，并作出判斷。問題二：