2.2基因在染色體上課件高一下學(xué)期生物人教版必修23

2.2基因在染色體上第一課時(shí)

薩頓的假說(shuō)基因位于染色體的實(shí)驗(yàn)證據(jù)孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋本節(jié)聚焦

一、薩頓的假說(shuō)?19世紀(jì)，孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)了遺傳的兩大定律?1909年，丹麥生物學(xué)家約翰遜提出了“基因”的概念，替代遺傳因子?；蛟谀睦锬?？?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。

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。薩頓A.sutton(1877-1916)

一、薩頓的假說(shuō)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

一、薩頓的假說(shuō)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

一、薩頓的假說(shuō)基因和染色體的平行關(guān)系基因的行為染色體的行為傳遞過(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)

一、薩頓的假說(shuō)1.薩頓假說(shuō)內(nèi)容基因（遺傳因子）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.薩頓假說(shuō)的依據(jù)基因和染色體的行為存在明顯的平行關(guān)系。3.研究方法類(lèi)比推理

由兩個(gè)或兩類(lèi)對(duì)象在某些屬性上相同的現(xiàn)象，推斷出它們?cè)诹硗獾膶傩陨弦蚕嗤囊环N推理方法。

一、薩頓的假說(shuō)依據(jù)薩頓的理論，請(qǐng)?jiān)谡n本30頁(yè)“思考討論”圖中的染色體上標(biāo)出基因符號(hào)減數(shù)分裂中基因和染色體的關(guān)系高莖高莖矮莖高莖D

dD

Dd

d

D

d

d

d×減數(shù)分裂受精減數(shù)分裂高莖減數(shù)分裂P配子F1F1配子高莖矮莖F2dDdDD

DDDdd

二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)加拿大外交官朗寧曾在競(jìng)選省議員時(shí)，由于他幼兒時(shí)期喝過(guò)中國(guó)奶媽的奶水一事，受到政敵的攻擊，說(shuō)他身上一定有中國(guó)的血統(tǒng)。朗寧反駁說(shuō)：“你們是喝牛奶長(zhǎng)大的，那么------”你們身上一定有牛的血統(tǒng)了。類(lèi)比推理得出的結(jié)論并不具有邏輯的必然性!薩頓經(jīng)類(lèi)比推理得出的結(jié)論——”基因在染色體上”究竟是否無(wú)懈可擊？

二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)1.科學(xué)家：摩爾根●美國(guó)生物學(xué)家摩爾根曾經(jīng)明確表示過(guò)不相信孟德?tīng)柕倪z傳理論?！駥?duì)薩頓的基因在染色體上的假說(shuō)更持懷疑態(tài)度，認(rèn)為這是主觀的臆測(cè)，缺少實(shí)驗(yàn)證據(jù)。●他一直琢磨設(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(kāi)始，潛心研究果蠅的遺傳行為。

二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)2.實(shí)驗(yàn)材料：果蠅請(qǐng)結(jié)合教材P30果蠅的相關(guān)信息，總結(jié)果蠅作為遺傳學(xué)的優(yōu)點(diǎn)。觸角足卷翅黑體無(wú)翅果蠅作為材料的優(yōu)點(diǎn)①易飼養(yǎng)；②繁殖快、后代比較多；③有許多易于區(qū)分的相對(duì)性狀；④染色體數(shù)目少，便于觀察

二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)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(lèi)型常染色體：與性別決定無(wú)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

二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)

摩爾根和他的學(xué)生們?cè)诟鐐惐葋喆髮W(xué)建立的享譽(yù)學(xué)術(shù)界的果蠅室，其實(shí)只有26.8平方米大，里面擠滿了8張實(shí)驗(yàn)臺(tái)。1908年摩爾根安排一個(gè)研究生在暗室里飼養(yǎng)果蠅，希望能產(chǎn)生一種果蠅，他們的眼睛因不用而退化，這位學(xué)生讓果蠅在暗無(wú)天日的世界里繁殖了68代，但研究毫無(wú)進(jìn)展，大約在1910年5月，在暗室里誕生了一只白眼雄果蠅。①突然出現(xiàn)的白眼性狀是顯性還是隱性？②對(duì)于紅眼和白眼這一對(duì)相對(duì)性狀的遺

傳遵不遵循孟德?tīng)柕姆蛛x定律呢？思考

二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)3.探究過(guò)程方法：假說(shuō)—演繹法F2F1P1111:::××白眼(♂)紅眼(♀)紅眼(♀)紅眼(♂)紅眼♀紅眼♀紅眼♂白眼♂（1）觀察現(xiàn)象、提出問(wèn)題分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:①果蠅的紅眼、白眼是一對(duì)相對(duì)性狀。F1全為紅眼,說(shuō)明紅眼是_____性狀。顯性一對(duì)性別提出問(wèn)題：白眼性狀為什么與性別相關(guān)聯(lián)？②F2中紅眼∶白眼=3∶1,符合分離定律,紅眼和白眼受_____等位基因控制。③白眼性狀只出現(xiàn)在雄性中,與_____相聯(lián)系。

二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（2）提出假說(shuō)，

解釋問(wèn)題如果按照薩頓的假說(shuō)：基因在染色體上,那么,控制白眼的基因是在常染色體上還是在性染色體上呢P：F1：F2：紅（雌、雄）白(雄)3/41/4紅眼

（雌、雄）×F1雌雄交配摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)

由于白眼的遺傳和性別相關(guān)聯(lián)，而且與X染色體的遺傳相似，于是，摩爾根及同事設(shè)想，如果控制白眼的基因（用w表示）在X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因，上述遺傳現(xiàn)象就可以得到合理的解釋。性染色體(2)非同源區(qū)段②基因只存在于X染色體（Ⅱ2區(qū)段）上①基因只存在Y（Ⅱ1區(qū)段）上Ｘ、Ｙ同源區(qū)段的基因是成對(duì)存在的(1)同源區(qū)段（Ⅰ區(qū)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:AA、Aa、aa先寫(xiě)性染色體（大寫(xiě)），再在其右上角寫(xiě)基因雌性：雄性：雄性：雌性：雄性：XAXA、XAXa、XaXaXAYA、XAYa、XaYA、XaYaXYA、XYaXAXA、XAXa、XaXaXAY、XaY二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)紅眼（雌）白眼（雄）P×紅眼（雌、雄）F1F2紅眼（雌、雄）白眼（雄）

F1雌雄交配3/41/4假說(shuō)①：控制白眼的基因在Y染色體上(Ⅱ1段)，

X染色體上沒(méi)有它的等位基因PF1×

紅眼雌

白眼雄

比例

XX紅眼雌

XYw白眼雄1

:1摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)遺傳圖解其它兩種假設(shè)能作出解釋嗎？XYwXX不符合二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)遺傳圖解（紅雌：

白雌：

紅雄：

白雄：

）F2紅眼（雌）白眼（雄）P配子F1配子

XWXWXwYw╳XWXwYwXWXw紅眼（雌）XWYw紅眼（雄）╳XWXwXWYwXWXW紅眼（雌）XWY紅眼（雄）XWXw紅眼（雌）XwYw白眼（雄）3:1

XWXW

或XWXw

XwXwXWYW或XWYw或XwYWXwYw假說(shuō)③：控制白眼的基因在X、Y染色體的同源區(qū)段上（Ⅰ段）

二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)F2F1P1111:::××白眼(♂)紅眼(♀)紅眼(♀)紅眼(♂)紅眼♀紅眼♀紅眼♂白眼♂（2）提出假說(shuō)，

解釋問(wèn)題提出假說(shuō)：眼色基因只位于X染色體上

白眼雄果蠅XwY×

紅眼雌果蠅XWXWXWXwYXWXwXWYXWXwXWYXWXWXWYXWXwXwYP配子F1配子F2×紅眼♀紅眼♂白眼♂紅眼♀（3）演繹推理（設(shè)計(jì)測(cè)交）

白眼雄果蠅

×

紅眼雌果蠅XWXwXwYXWXwXwYXWXwXWYXwXwXwYP配子F1紅眼♀紅眼♂白眼♂白眼♀

紅眼雄果蠅

×

白眼雌果蠅XwXwXWYXwXWYXWXwXwYP配子F1白眼♂紅眼♀如何設(shè)計(jì)測(cè)交實(shí)驗(yàn)對(duì)摩爾根的解釋進(jìn)行驗(yàn)證有幾種可能的測(cè)交方式

二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（4）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證（實(shí)施實(shí)驗(yàn)）

紅眼雄果蠅

×

白眼雌果蠅XwXwXWYXwXWYXWXwXwYP配子F1白眼♂紅眼♀摩爾根等人親自做了該實(shí)驗(yàn)雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果為：紅眼雌果蠅和白眼雄果蠅。假設(shè)成立，即決定果蠅眼色(紅眼和白眼)的基因位于X染色體上，從而證明了基因位于染色體上。（5）得出結(jié)論基因在染色體上假說(shuō)—演繹法回顧摩爾根等人的實(shí)驗(yàn)提出問(wèn)題：作出假說(shuō)：驗(yàn)證假說(shuō)：得出結(jié)論：白眼性狀的表現(xiàn)總是與性別相聯(lián)系？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。測(cè)交（紅眼雄x白眼雌）觀察現(xiàn)象：F1雌雄果蠅均為紅眼；F2出現(xiàn)紅眼：白眼=3:1，但白眼只有雄性基因和染色體的關(guān)系二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)XX4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)基因每種生物的基因數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于生物的染色體數(shù)這說(shuō)明什么？一條染色體上有許多個(gè)基因一條染色體上的多個(gè)基因在染色體上是如何排列的呢？基因和染色體的關(guān)系二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)摩爾根和他的學(xué)生們，發(fā)明了測(cè)定基因位于染色體上相對(duì)位置的方法，并繪出第一個(gè)果蠅各種基因在染色體上排列圖譜結(jié)論：基因在染色體上呈線性排列。熒光標(biāo)記技術(shù)

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)同源染色體上的等位基因，具有一定的____________，_____________________時(shí)，_____________會(huì)隨著____________的分開(kāi)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。同源染色體減數(shù)分裂形成配子等位基因獨(dú)立性Aa精原細(xì)胞初級(jí)精母細(xì)胞AaAa次級(jí)精母細(xì)胞AAaaAaAa精細(xì)胞

三、孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋2.基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)AaBbABABABabababABABababaABbABABababAAbbaaBB或位于_______________上______________的分離或組合是互不干擾的；在減數(shù)分裂過(guò)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練習(xí)與應(yīng)用一、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種性狀。（）（2）非等位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(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(lèi)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

√×B

D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？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？紅眼雌果蠅的基因型有XWXW和XWXw兩種類(lèi)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：

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：

子代雌果蠅和子代雄果蠅都是既有紅眼，也有白眼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。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