2.2基因在染色體上課件高一下學(xué)期生物人教版必修22

第2節(jié)基因在染色體上

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(cè)定人的24條染色體的DNA序列。討論：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蛟谌旧w上，要測(cè)定某個(gè)基因序列，首先要確定該基因在哪條染色體上，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由哪些染色體組成。

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(cè)定人的24條染色體的DNA序列。討論：2、為什么不測(cè)定全部46條染色體？在22對(duì)常染色體中，每對(duì)同源染色體上分布的基因是相同的或等位基因，所以只對(duì)其中1條進(jìn)行測(cè)序1對(duì)性染色體X和Y的差別很大，基因也大為不同，所以都要測(cè)序測(cè)定的24條染色體是：

22條常染色體和兩條性染色體X和Y。22對(duì)常染色體和1對(duì)性染色體24條染色體24條染色體減數(shù)分裂

精子（12條）受精卵24條子代24條減數(shù)分裂

卵細(xì)胞（12條）按形態(tài)結(jié)構(gòu)來(lái)分，兩兩成對(duì)，共12對(duì)，每對(duì)染色體中一條來(lái)自父方，一條來(lái)自母方。

1903年，美國(guó)科學(xué)家薩頓用蝗蟲(chóng)細(xì)胞作材料，研究精子和卵細(xì)胞的形成過(guò)程。薩頓W.sutton(1877-1916)

他發(fā)現(xiàn)孟德?tīng)柤僭O(shè)的一對(duì)遺傳因子，其分離與減數(shù)分裂中同源染色體的分離非常相似。孟德?tīng)柗蛛x定律的核心DdDd雜合子在形成配子時(shí)，成對(duì)的遺傳因子分離。減數(shù)分裂的核心減數(shù)第一次分裂時(shí)，同源染色體分離。平行關(guān)系一、薩頓假說(shuō)1、內(nèi)容：

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)基因就在染色體上。2、依據(jù)：

基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系。體細(xì)胞配子Dd基因成對(duì)染色體成對(duì)DdDd一個(gè)來(lái)自父方一個(gè)來(lái)自母方體細(xì)胞成單成單一條來(lái)自父方一條來(lái)自母方基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系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Ⅰ的后期自由組合yRYryrYRYyRr體細(xì)胞配子兩對(duì)基因兩對(duì)同源染色體基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系基因的行為染色體的行為雜交過(guò)程中保持：

__________________也有：

___________________體細(xì)胞中存在形式_________存在__________存在在配子中存在形式只有成對(duì)基因中的_______只有成對(duì)染色體中的_________體細(xì)胞中的來(lái)源成對(duì)中的基因一個(gè)來(lái)自______

一個(gè)來(lái)自______

同源染色體一條來(lái)自______一條來(lái)自______形成配子時(shí)組合方式等位基因：________非等位基因：________同源染色體：___________非同源染色體：________成對(duì)成對(duì)一個(gè)一條父方母方父方母方分離自由組合完整性和獨(dú)立性相對(duì)穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系分離自由組合ddD

d請(qǐng)?jiān)谌旧w上標(biāo)注基因符號(hào)，解釋孟德?tīng)栆粚?duì)相對(duì)形狀的雜交實(shí)驗(yàn)。D

DD

d

ddD

dDdD

dD

DD

d

你同意上述分析嗎？如果你認(rèn)為基因在染色體上，請(qǐng)你在圖中的染色體上標(biāo)注基因符號(hào)，解釋孟德?tīng)栆粚?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)。3、研究方法：類比推理注意：

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)。二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)1、實(shí)驗(yàn)者：

摩爾根2、實(shí)驗(yàn)材料：

果蠅（1）選果蠅原因：

①易飼養(yǎng)，繁殖快；

②后代多；

③相對(duì)性狀多且明顯；

④染色體數(shù)目少，便于觀察。摩爾（1866-1945）果蠅♀♂雌雄果蠅體細(xì)胞染色體示意圖（2）雌雄果蠅體細(xì)胞染色體示意圖

雌性：3對(duì)常染色體+XX（同型）

雄性：3對(duì)常染色體+XY（異型）①常染色體：

雌雄個(gè)體細(xì)胞中相同，與性別決定無(wú)關(guān)的染色體。(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）②性染色體：

雌雄個(gè)體細(xì)胞中不相同，與性別決定有關(guān)的染色體。（X、Y）

具有性別分化（雌雄異體）的生物才有性染色體。所有的生物都有性染色體嗎?？（雌雄同株的植物沒(méi)有）

從1909年開(kāi)始，摩爾根開(kāi)始潛心研究果蠅的遺傳行為。他偶然在一群紅眼果蠅中發(fā)現(xiàn)了一只白眼雄果蠅。白眼性狀是如何遺傳的？？3、果蠅雜交實(shí)驗(yàn)P×紅眼（雌）白眼（雄）F1

紅眼（雌、雄）F2

3/4

F1雌雄交配紅眼（雌、雄）白眼（雄）

1/4①F1全為紅眼，

則紅眼為顯性性狀。②F2紅眼：白眼=3:1，

則這對(duì)性狀的遺傳遵循基因分離定律。

說(shuō)明紅眼和白眼受一對(duì)等位基因控制③與孟德?tīng)枌?shí)驗(yàn)的不同：

白眼性狀總是與性別相關(guān)聯(lián)。白眼性狀為何與性別相關(guān)聯(lián)？？(1)觀察、分析實(shí)驗(yàn)提出問(wèn)題如果按照薩頓的理論---“基因位于染色體上”那么，控制白眼的基因應(yīng)該位于什么染色體上呢？（1）位于常染色體Ⅱ、Ⅲ或Ⅳ上。（2）只位于X染色體上。（3）只位于Y染色體上。（4）位于X和Y染色體的同源區(qū)段上。

通過(guò)分析各種情況發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)控制白眼的基因在X染色體上，而Y沒(méi)有的時(shí)候解釋才合理配子

XWY紅眼（雄）

XWXw紅眼（雌）XWXW×XwYXWYXw×PF2F1配子X(jué)wXWYXWXWXW紅眼（雌）XWXw紅眼（雌）XWY紅眼（雄）XwY白眼（雄）紅眼（雌）白眼（雄）

控制白眼的基因（用w表示）在X染色體上，而Y染色體不含有它的等位基因。(2)根據(jù)推理，提出假說(shuō)

根據(jù)假說(shuō)，上述果蠅雜交實(shí)驗(yàn)可以得到合理的解釋。XWY×XWY白眼(雄)XwXw紅眼(雌)Xw

XWXw紅眼(雌)XwY白眼(雄)

一種正確的假說(shuō)僅解釋已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是不夠的，還應(yīng)該能預(yù)測(cè)另一些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，摩爾根設(shè)計(jì)了測(cè)交實(shí)驗(yàn)。測(cè)交配子測(cè)交后代(3)根據(jù)假說(shuō)，演繹推理紅：白=1：1雌：雄=1：1

摩爾根等人親自做了測(cè)交實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論推測(cè)一致，假說(shuō)完全正確！

摩爾根把一個(gè)特定的基因（如決定果蠅眼睛顏色的基因）和一個(gè)特定的染色體（X染色體）聯(lián)系起來(lái)，從而用實(shí)驗(yàn)證明了基因在染色體上。4、驗(yàn)證方法：

假說(shuō)—演繹法(4)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，得出結(jié)論

每種生物的基因數(shù)量遠(yuǎn)多于染色體數(shù)目5、基因和染色體關(guān)系4對(duì)染色體，1.3萬(wàn)個(gè)基因23對(duì)染色體，2.6萬(wàn)個(gè)基因

基因與染色體可能有怎樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系呢？？5、基因和染色體關(guān)系（1）一條染色體上有許多個(gè)基因。（2）基因在染色體上呈線性排列。果蠅X染色體上一些基因示意圖紅寶石眼黃身白眼短硬毛截翅朱紅眼深紅眼棒狀眼三、孟德?tīng)栠z傳規(guī)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)同源染色體的等位基因，具有一定的獨(dú)立性；在減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中，等位基因會(huì)隨同源染色體的分開(kāi)而分離，分別進(jìn)入兩個(gè)配子中，獨(dú)立的隨配子遺傳給后代。（1）等位基因：位于同源染色體的相同位置，控制相對(duì)性狀的基因。分離定律中的一對(duì)遺傳因子指一對(duì)同源染色體上的一對(duì)等位基因。如圖中：

A和a、B和b、C和c（2）細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)：

等位基因：在減數(shù)分裂Ⅰ后期，隨同源染色體的分離而分開(kāi)。符合基因自由組合定律不符合基因自由組合定律2、自由組合定律的現(xiàn)代解釋：

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(guò)程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí)，非同源染色體上的非等位基因自由組合。（1）非等位基因：①同源染色體不同位置上基因

如圖中：A與C、ca與C、c②非同源染色體上的基因如圖中：A與B、ba與B、b著絲粒分裂，相同基因分離①同源染色體分開(kāi)。等位基因分離（分離定律的實(shí)質(zhì)）②非同源染色體自由組合，非同源染色體上的非等位基因自由組合（基因自由組合的實(shí)質(zhì)）（2）細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)：

非等位基因：在減數(shù)分裂Ⅰ后期，隨非同源染色體的自由組合發(fā)生自由組合。一、概念檢測(cè)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性狀()（2）非等基因都位于非同源染色體上（

）2、基因主要位于染色體上，下列相關(guān)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練習(xí)與應(yīng)用P32√×B3、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(kāi)而分開(kāi)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練習(xí)與應(yīng)用P32D二、拓展應(yīng)用1.用白眼雌果蠅和紅眼雄果蠅雜交，通過(guò)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(guò)眼睛顏色卻不能判斷子代果蠅的性別，這是為什么?

紅眼雌果蠅的基因型有XWXW和XWXw兩種類型，白眼雄果蠅的基因型為XwY。如果基因型為XWXW的紅眼雌果蠅與基因型為XwY的白眼雄果蠅雜交，則子一代無(wú)論雌雄，全部為紅眼。如果基因型為XWXw的紅眼雌果蠅與基因型為XwY的白眼雄果蠅雜交，那么子代雌果蠅和子代雄果蠅都是既有紅眼，也有白眼，因此無(wú)法通過(guò)眼睛顏色判斷子代果蠅的性別。練習(xí)與應(yīng)用P32二、拓展應(yīng)用用其他雜交組合，能否通過(guò)眼睛顏色判斷子代果蠅的性別呢?練習(xí)與應(yīng)用P32果蠅眼睛顏色的雜交實(shí)驗(yàn)，共有紅眼雌果蠅(XWXW或XWXw)與紅眼雄果蠅(XWY)、紅眼雌果蠅(XWXW或XWXw)與白眼雄果蠅(XwY)、白眼雌果蠅(XwXw)與白眼雄果蠅(XwY)、白眼雌果蠅(XwXw)與紅眼雄果蠅(XWY)雜交等組合。只有白眼雌果蠅(XwXw)與紅眼雄果蠅(XWY)雜交的子代，紅眼全為雌性，白眼全為雄性，可以通過(guò)眼睛顏色判斷子代果蠅的性別。二、拓展應(yīng)用2.生物如果丟失或增加一條或幾條染色體，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重疾病甚至死亡。但是在自然界，有些動(dòng)植物的某些個(gè)體是由未受精的生殖細(xì)胞(如卵細(xì)胞)單獨(dú)發(fā)育來(lái)的，如蜜蜂中的雄蜂等。這些生物雖然體細(xì)胞中的染色體數(shù)目減少了一半，但它們?nèi)阅苷Ｉ?。你如何解釋這現(xiàn)象?這些生物的體細(xì)胞中的染色體數(shù)日雖然減少了一半，但仍具有一整套非同