基因在染色體上 高一下學期生物人教版必修二

第2節(jié)基因在染色體上第2章基因和染色體關系問題探討：

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。討論1：對人類基因組進行測序，為什么首先要確定哪些染色體?因為基因在染色體上討論2：為什么不測定全部46條染色體?人有22對常染色體和1對性染色體，在常染色體中，每對同源染色體上分布的基因是相同的，只對其中一條測序就可以了；性染色體X和Y差別較大，基因也大不相同，所以都要測序。新課引入19世紀，孟德爾發(fā)現了提出了“遺傳因子”的概念。1909年，丹麥生物學家約翰遜提出了“基因”的概念，用以替代遺傳因子?；蛟谀睦锬?？1903年，美國科學家薩頓用蝗蟲細胞作材料，研究精子和卵細胞的形成過程。他發(fā)現孟德爾假設的一對遺傳因子，也就是等位基因，他們的分離與減數分裂中同源染色體的分離非常相似。于是，他開始進行實驗、分析、推理……即染色體的行為和基因的行為高度一致1.薩頓的假說假說：基因（遺傳因子）是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的。薩頓（W.Sutton）美國遺傳學家受精卵受精作用精子卵細胞蝗蟲體細胞24條染色體12條12條24條基因成對存在只有成對的基因中的一個成對的同源染色體一條來自父方，一條來自母方。成對的基因一個來自父方，一個來自母方?；蛐袨槿旧w行為體細胞染色體成對存在只有成對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穩(wěn)定的結構。雜交過程中基因保持完整性和獨立性。傳遞性質2.假說依據：基因和染色體的行為存在著明顯的平行關系。非等位基因在形成配子時自由組合行為變化非同源染色體在減數分裂Ⅰ后期自由組合基因行為（遺傳學）染色體行為（細胞學）形態(tài)結構雜交過程中保持完整性和獨立性在減數分裂和受精作用中保持穩(wěn)定性

存在形式體細胞中基因成對存在，配子中只有其中一個體細胞中染色體成對存在，配子中只有其中一條來源一個來自父方，一個來自母方一條來自父方，一條來自母方組合方式非等位基因自由組合非同源染色體自由組合2.假說依據：基因和染色體的行為存在著明顯的平行關系。看不見染色體（薩頓）基因在染色體上推理基因（孟德爾遺傳因子）看得見DdDd

平行關系BDbdBbDd高莖矮莖×減數分裂受精減數分裂高莖減數分裂P配子F1F1配子DDDdDdDddddD高莖高莖矮莖高莖ddDdDDDd請用薩頓的假說解釋孟德爾的一對相對性狀雜交實驗高莖用D表示，矮莖用d表示。思考·討論薩頓經推理得出的結論--基因在染色體上究竟是否正確？注意:類比推理得出的結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檢驗。3.類比推理法：根據兩個或兩類對象有部分屬性相同，從而推出他們的其他屬性也相同的科學研究方法。薩頓W.sutton(1877-1916)二、基因位于染色體上的實驗證據薩頓的假說遭到同時代的遺傳學家摩爾根（T.H.Morgan)的強烈質疑。大膽質疑，科學務實我不相信孟德爾，更難以相信薩頓那家伙毫無事實根據的臆測！我更相信的是實驗證據，我要通過確鑿的實驗找到遺傳和染色體的關系！故事起源于一只果蠅……基因位于染色體上的實驗證據特點果蠅是昆蟲綱雙翅目的一種小型蠅類，體長3~4mm，在制醋和有水果的地方常?？梢钥吹健Ｒ罪曫B(yǎng)，繁殖快：在室溫下10多天就繁殖一代。子代個體多，便于統(tǒng)計：一只雌果蠅一生能產生幾百個后代。相對性狀多且明顯。染色體數目少，便于觀察。具有性染色體。生物學家常用它作為遺傳學研究的實驗材料。果蠅基因位于染色體上的實驗證據染色體組成3對常染色體：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ1對性染色體♀：同型，XX♂：異型，XY果蠅♀XXXY♂雌雄果蠅體細胞染色體示意圖基因位于染色體上的實驗證據判斷：性染色體只存在于生殖細胞中。常染色體性染色體

1910年5月的一天，在摩爾根的實驗室中誕生了一只白色眼睛的雄性果蠅，而它的兄弟姐妹的眼睛都是紅色的。顯然它是一個變異體，后來它成為科學史上最著名的動物!P33意外的發(fā)現……思考1：如何才能知道白眼是顯性還是隱性？思考2：如何才能知道紅眼和白眼的遺傳是否遵循孟德爾遺傳規(guī)律呢？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)基因位于染色體上的實驗證據——（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2：如何才能知道紅眼和白眼這對相對性狀

的遺傳是否遵循孟德爾遺傳規(guī)律呢？F1雌雄交配根據F1表現出來的性狀，可推出：紅眼為顯性性狀，白眼為隱性性狀F2中紅眼和白眼的數量比是3:1，符合分離定律。思考3：為什么F2代的白眼性狀總是與性別相聯系？拓展：X、Y染色體的區(qū)段基因位于染色體上的實驗證據——（3）探究過程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染色體獨有區(qū)段）,如圖中B和D段。

提出假說：控制白眼的基因（w）在X染色體上，而Y染色體不含有它的等位基因。寫出下列基因型：雌果蠅基因型有：XWXW（紅眼）XWXw（紅眼）XwXw（白眼）雄果蠅基因型有：XWY（紅眼）XwY（白眼）課前背誦

1.薩頓的假說的內容，依據是？平行關系體現在哪四個方面？2.薩頓和摩爾根的研究方法分別是什么3.果蠅的優(yōu)點4.摩爾根觀察到的現象是什么？實驗現象的解釋是？5.果蠅雜交實驗的遺傳圖解6.Aa基因只位于果蠅的X染色體上，群體中果蠅所有可能的基因型7.Aa基因位于果蠅的XY染色體的同源區(qū)段上，群體中果蠅所有可能的基因型課前準備：課本、學導、周四做的試卷小早讀4減數分裂染色體數目減半的時期是

，減半的原因是

。減數分裂中染色單體消失的時期是

，消失的原因是

。小早讀5已知某生物，正常體細胞中含有n對同源染色體，完成下列填空：（1）不考慮交叉互換，一個精原細胞經減數分裂可產生

個

種精子，含該種精原細胞的個體經減數分裂可產生

個

種精子。一個卵原細胞經減數分裂可產生

種卵細胞，含該種卵原細胞的個體經減數分裂可產生

種卵細胞。（2）一對夫婦，男性個體可產生

種精子，女性個體可產生

種卵細胞，理論上他們后代的類型就有可能有

種。（僅考慮染色體組成的不同）（3）基因型為AaBb的1個精原細胞，若一個精子中含Ab基因,則其余三個精子所含基因分別為

。減數第一次分裂

同源染色體分離分別進入兩個子細胞

減II后

著絲粒分裂姐妹染色單體分開42無數個2n12n(2)223

223246AbaBaB配子XWYXWXwXWXW紅眼（雌）XwY白眼（雄）XWXwYXWXw紅眼（雌）XWY紅眼（雄）XWXW紅眼（雌）XWY紅眼（雄）XWXw紅眼（雌）XwY白眼（雄）P配子F14.提出假說：控制白眼的基因（w）在X染色體上，而Y染色體不含有它的等位基因。F2×XWXwXwYXWXwYXw配子XWXwXW

YXwXwXwYF1紅雌：紅雄：白雌：白雄P1：1：1：1實際結果：126132120115該結果與基因位于常染色體上時結果相同，因此，該結果無法驗證假說。演繹推理5.實驗驗證測交一：F1紅眼雌與純合白眼雄測交思考：通過該測交實驗能否證明基因在X染色體上？×XwXwXWYP紅眼雌蠅

白眼雄蠅1：

1F1該測交結果證明了控制果蠅眼色的基因在X染色體上。配子XWXwYXWXwXwY測交二：F1紅眼雄與純合白眼雌測交實際結果：307290演繹推理5.實驗驗證摩爾根等人的工作，把一個特定的基因和一條特定的染色體—X染色體聯系起來。得出結論：XXXYXWXW(w)XWXW(w)XWXWYXWXW證明了基因在染色體上二、基因在染色體上的實驗證據驗證假說：測交得出結論：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。白眼性狀的表現總是與性別相聯系？提出問題：作出假說：假說演繹法從此，摩爾根成了

理論的堅定支持者孟德爾回顧摩爾根的實驗：6.基因與染色體的關系思考XX4對染色體，1.3萬個基因23對染色體，2.6萬個基因（1）一條染色體上有許多個基因?；蛟谌旧w上是如何排列的呢？短硬毛棒狀眼深紅眼朱紅眼截翅紅寶石眼白眼黃身（2）基因在染色體上呈線性排列。摩爾根和他的學生們經過十多年的努力，發(fā)明了測定基因在染色體上相對位置的方法，并繪制了果蠅各種基因在染色體上的相對位置圖，說明了：果蠅X染色體上的一些基因6.基因與染色體的關系AaBbABABABabababABABababaABbAABABababAAbbaaBB或非等位基因自由組合過程：自由組合的原因：隨非同源染色體的自由組合而自由組合自由組合的時間：減數分裂第一次分裂后期孟德爾遺傳規(guī)律的現代解釋減Ⅰ后期①

時間：同源染色體的分離非同源染色體自由組合②

細胞學基礎：等位基因的分離非等位基因的自由組合③

實質：總結歸納基因在染色體上小結薩頓的假說基因和染色體存在著明顯的平行關系內容：基因在染色體上依據：基因位于染色體上的證據果蠅的雜交實驗結論：基因在染色體上孟德爾遺傳規(guī)律的現代解釋基因的分離定律的實質基因的自由組合定律的實質2024/1/23

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。

因為基因位于染色體上，要測定某個基因的序列，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組由哪些染色體組成。1.對人類基因組進行測序，為什么首先要確定測哪些染色體？討論：人染色體的掃描電鏡照片2.為什么不測定全部46條染色體？

人有22對常染色體和1對性染色體。在常染色體中，每對同源染色體的形態(tài)、大小相同，結構相似，上面分布的基因是相同的或者是等位基因，所以只對其中一條進行測序就可以了；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序，因此人類基因組計劃測定了22條常染色體和兩條性染色體X和Y，共24條。如果測定46條，耗資巨大，工作量會增加一倍，但得到的絕大多數基因序列都是重復的。討論：人類是如何發(fā)現基因存在于染色體上的呢？課前背誦

可參照學導45頁【主干知識梳理】一.薩頓的假說