2.2 基因在染色體上課件-2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版必修二

第2節(jié)基因在染色體上第2章基因和染色體的關(guān)系人類(lèi)基因組計(jì)劃探索奧秘人類(lèi)基因組計(jì)劃基因位于染色體上,需要知道待測(cè)基因位于哪條染色體上；測(cè)定人類(lèi)基因組的基因序列，需要知道包含人類(lèi)基因組的全部染色體組由哪些染色體構(gòu)成。對(duì)人類(lèi)基因組進(jìn)行測(cè)序，為什么首先要確定測(cè)哪些染色體?人有46條染色體，但是旨在揭示人類(lèi)基因組遺傳信息的人類(lèi)基因組計(jì)劃卻只測(cè)定人的24條染色體的DNA序列。探索奧秘人類(lèi)基因組計(jì)劃人有46條染色體，但是旨在揭示人類(lèi)基因組遺傳信息的人類(lèi)基因組計(jì)劃卻只測(cè)定人的24條染色體的DNA序列。探索奧秘為什么不測(cè)定全部46條染色體?測(cè)定的是22條常染色體和兩條性染色體X和Y,共24條在22對(duì)常染色體中，每對(duì)同源染色體的形態(tài)、大小相同，結(jié)構(gòu)相似，上面分布的基因是相同的或者是等位基因，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，兩條性染色體都要測(cè)序探索奧秘1866年孟德?tīng)柖砂l(fā)表，未被重視；1900年孟德?tīng)柖芍匦卤话l(fā)現(xiàn)，人們意識(shí)到遺傳因子是客觀存在的；1909年約翰遜將“遺傳因子”起名“基因”，并提出表現(xiàn)型和基因型概念。但有一個(gè)問(wèn)題始終還沒(méi)有解決：基因，究竟在細(xì)胞的什么地方呢？薩頓的假說(shuō)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。孟德?tīng)柤僭O(shè)的一對(duì)遺傳因子（即等位基因），其分離與減數(shù)分裂中同源染色體的分離非常相似?！芯俊l(fā)現(xiàn)▲推論基因（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；等位基因和非等位基因（學(xué)案53）相同基因：位于一對(duì)同源染色體的相同位置上，控制相同性狀的一對(duì)基因。等位基因：位于一對(duì)同源染色體的相同位置上，控制相對(duì)性狀的一對(duì)基因。非等位基因：非同源染色體上的基因或者同源染色體上不同基因座的基因。A相同基因：等位基因：A和AD和d、B和b、C和c非等位基因：A和D、A和d、B和C、b和c、B和c、b和CA和B、A和C、A和b、A和c……薩頓的假說(shuō)基因和染色體的行為存在明顯的平行關(guān)系▲依據(jù)比較項(xiàng)目基因染色體獨(dú)立性存在方式來(lái)源分配在體細(xì)胞中成對(duì)在配子中只有成對(duì)的一條一條來(lái)自父方一條來(lái)自母方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的后期自由結(jié)合雜交過(guò)程中保持完整性和獨(dú)立性在減數(shù)分裂和受精作用中保持穩(wěn)定性一條來(lái)自父方一條來(lái)自母方在配子中只有成對(duì)的一個(gè)在體細(xì)胞中成對(duì)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)同源染色體分析減數(shù)分裂中基因和染色體的關(guān)系如果你認(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(xiàn)代表基因的位置)。思考討論×減數(shù)分裂減數(shù)分裂減數(shù)分裂高莖高莖高莖矮莖P配子F1F1配子d

ddDD

ddD高莖矮莖F2DDDDDdDdddDd受精高莖基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)美國(guó)生物學(xué)家摩爾根（T.H.Morgan)對(duì)孟德?tīng)柕倪z傳理論和薩頓的假說(shuō)持懷疑態(tài)度，認(rèn)為這是主觀的臆測(cè)。我更相信的是實(shí)驗(yàn)證據(jù)我要通過(guò)確鑿的實(shí)驗(yàn)找到遺傳和染色體的關(guān)系！薩頓經(jīng)推理得出的結(jié)論——基因在染色體上一定正確嗎？基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)尋找證據(jù)之路……“材料選對(duì)了就等于實(shí)驗(yàn)成功了一半”果蠅昆蟲(chóng)綱雙翅目，體長(zhǎng)3—4mm。在制醋和腐爛水果的地方常?？梢钥吹?。野生紅眼基因果蠅少見(jiàn)的白眼雄果蠅作為遺傳研究材料的優(yōu)點(diǎn)（P30相關(guān)信息）：（1）個(gè)體小，易飼養(yǎng)；（2）繁殖速度快（在室溫下10多天就繁殖一代）；（3）后代數(shù)量大（一只雌果蠅一生能產(chǎn)生幾百個(gè)后代）；（4）具有許多容易區(qū)分的相對(duì)性狀，便于觀察、統(tǒng)計(jì)；（5）果蠅有8條染色體，遺傳組成相對(duì)簡(jiǎn)單?；蛭挥谌旧w上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)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(gè)體細(xì)胞中相同，不決定性別的染色體

雌雄個(gè)體細(xì)胞中不相同，決定性別的染色體３對(duì)：ⅡⅡ，ⅢⅢ，ⅣⅣ♀同型：XX；♂異型：XY果蠅的染色體組成基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)1、觀察現(xiàn)象果蠅雜交實(shí)驗(yàn)圖解實(shí)驗(yàn)表明果蠅的眼色______為顯性性狀,F2中紅眼和白眼的數(shù)量比為_(kāi)______，這樣的遺傳符合__________，表明果蠅的紅眼和白眼是受_______________控制。P紅眼♀白眼♂紅眼♀紅眼紅眼♀白眼♂×××♂♂F1F23/41/4紅色3：1分離定律一對(duì)等位基因基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)2、提出問(wèn)題白眼怎么總和雄性聯(lián)系在一起呢？怎么解釋這一現(xiàn)象呢？3、作出假設(shè)假設(shè)一：控制白眼的基因只在Y染色體上（Ⅲ）。假設(shè)二：控制白眼的基因是在X、Y染色體的同源區(qū)段（Ⅱ）。假設(shè)三：控制白眼的基因在X染色體上，而

Y上不含有它的等位基因（Ⅰ）?；蛭挥谌旧w上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)AaWWAAwAaXWXWAAXwY若用w表示控制眼睛顏色的基因，紅眼W,白眼w雌果蠅基因型：（XWXW）或（XWXw）紅眼（XwXw）白眼雄果蠅基因型：（XWY）紅眼（XwY）白眼基因的表示方法：①如果基因在常染色體上：AA、Aa、aa②如果基因在性染色體上：基因符號(hào)寫(xiě)在性染色體的右上角③先寫(xiě)常染色體基因，再寫(xiě)性染色體基因基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)4、解釋現(xiàn)象P紅眼♀白眼♂紅眼♀紅眼紅眼♀白眼♂×××♂♂F1F23/41/4P×XWXwYXWXW紅眼(雌)XwY白眼(雄)配子X(jué)WXw紅眼(雌)XWY紅眼(雄)F1配子X(jué)WYXWXwXWXW紅眼(雌)XWXw紅眼(雌)XWY紅眼(雄)XwY白眼(雄)F2×基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)5、演繹推理（1）用F1代的雌性個(gè)體進(jìn)行測(cè)交P×XWXwYXWXW紅眼(雌)XwY白眼(雄)配子X(jué)WXw紅眼(雌)XWY紅眼(雄)F1配子X(jué)WYXWXwXWXW紅眼(雌)XWXw紅眼(雌)XWY紅眼(雄)XwY白眼(雄)F2×XWXw紅眼(雌)P×XwY白眼(雄)配子X(jué)WXwXwYXWXw紅眼(雌)XWY紅眼(雄)XwXw白眼(雌)XwY白眼(雄)1：1：1：1F1基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)5、演繹推理（2）用F1代的雄性個(gè)體進(jìn)行測(cè)交P×XWXwYXWXW紅眼(雌)XwY白眼(雄)配子X(jué)WXw紅眼(雌)XWY紅眼(雄)F1配子X(jué)WYXWXwXWXW紅眼(雌)XWXw紅眼(雌)XWY紅眼(雄)XwY白眼(雄)F2×P×配子X(jué)WXwXWXw紅眼(雌)XwY白眼(雄)1：

1F1XWY紅眼(雄)XwXw白眼(雌)Y基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)6、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證（2）用F1代的雄性個(gè)體進(jìn)行測(cè)交（1）用F1代的雌性個(gè)體進(jìn)行測(cè)交P紅眼♀白眼♂×紅眼（雌）紅眼（雄）白眼（雌）白眼（雄）測(cè)交后代測(cè)交結(jié)果1：1：1：1126

132

120115P紅眼白眼♀×♂紅眼（雌）白眼（雄）測(cè)交后代155

148測(cè)交結(jié)果1：1與理論推測(cè)一致，完全符合假說(shuō)，假說(shuō)正確！基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)7、得出結(jié)論通過(guò)測(cè)交實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，摩爾根首次把一個(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（性染色體）聯(lián)系起來(lái)，用實(shí)驗(yàn)證明了基因在染色體上。從孟德?tīng)柪碚摰膽岩烧叱蔀槊系聽(tīng)柪碚搱?jiān)定的支持者?？刂瓢籽鄣幕蚴窃赬染色體上,Y染色體上沒(méi)有它的等位基因?；蛭挥谌旧w上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)演繹推理：設(shè)計(jì)測(cè)交實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說(shuō)：測(cè)交實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證若控制白眼基因（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(wèn)題：做出假說(shuō)：假說(shuō)演繹法回顧摩爾根的實(shí)驗(yàn)：得出結(jié)論：基因在染色體上基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)每種生物的基因數(shù)量遠(yuǎn)多于染色體數(shù)目23對(duì)染色體，2.6萬(wàn)個(gè)基因4對(duì)染色體，1.3萬(wàn)個(gè)基因這現(xiàn)象說(shuō)明什么結(jié)論?一條染色體上應(yīng)該有許多個(gè)基因▲現(xiàn)象▲推測(cè)基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)基因在染色體上呈線(xiàn)性排列

摩爾根和他的學(xué)生們經(jīng)過(guò)十多年的努力，發(fā)明了測(cè)定基因在染色體上相對(duì)位置的方法，并繪制了果蠅各種基因在染色體上的相對(duì)位置圖。證明了：紅寶石眼黃身白眼短硬毛截翅朱紅眼深紅眼棒狀眼練[典例1]下圖表示果蠅某一條染色體上的幾個(gè)基因，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A.朱紅眼基因和深紅眼基因是一對(duì)等位基因B.果蠅每條染色體上基因數(shù)目不一定相等C.基因在染色體上呈線(xiàn)性排列D.一條染色體上有許多個(gè)基因A朱紅眼與深紅眼基因是同一條染色體上的基因，不是等位基因，A錯(cuò)誤；果蠅每條染色體上基因數(shù)目不一定相等，B正確；據(jù)圖示可知，該染色體上的基因呈線(xiàn)性排列，C正確；據(jù)圖可知，一條染色體上有許多個(gè)基因，D正確。孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋基因的分離定律的實(shí)質(zhì)（學(xué)案53）

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)立地隨配子遺傳給后代。

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，具有一定的獨(dú)立性發(fā)生時(shí)間:減數(shù)第一次分裂后期孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋基因的自由組合定律的實(shí)質(zhì)（學(xué)案53）

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。發(fā)生時(shí)間:減數(shù)第一次分裂后期孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋孟德?tīng)栠z傳定律的適用范圍思考：真核生物的基因一定位于染色體上嗎？1.真核生物的細(xì)胞核基因都位于染色體上，而細(xì)胞質(zhì)中的基因位于細(xì)胞的線(xiàn)粒體和葉綠體的DNA上。2.原核細(xì)胞中無(wú)染色體，原核細(xì)胞的基因在擬核DNA或細(xì)胞質(zhì)的質(zhì)粒DNA上孟德?tīng)栠z傳定律的適用范圍：1、真核生物

2、有性生殖（有配子的產(chǎn)生和結(jié)合）3、細(xì)胞核內(nèi)染色體上的基因

4、對(duì)于自由組合定律：多對(duì)同源染色體真核生物葉綠體、線(xiàn)粒體中的基因、原核生物中的基因都不遵循孟德?tīng)栠z傳定律。課堂小結(jié)薩頓的假說(shuō)（類(lèi)比推理法）基因和染色體存在著明顯的平行關(guān)系內(nèi)容：基因在染色體上依據(jù)：基因在染色體上的證據(jù)(假說(shuō)演繹法)摩爾根果蠅的雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)論：基因在染色體上孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋基因的分離定律的實(shí)質(zhì)基因的自由組合定律的實(shí)質(zhì)基因在染色體上×(1)基因在染色體上的假設(shè)，其提出者是薩頓，證明者是摩爾根（）(2)X染色體上的基因控制的性狀遺傳不遵循孟德?tīng)栠z傳規(guī)律（）(3)一對(duì)等位基因應(yīng)位于一對(duì)同源染色體上（）(4)染色體和基因并不是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，一條染色體上含有很多個(gè)基因（）√X染色體上的基因所控制的性狀的遺傳仍然遵循分離定律?！獭叹?、據(jù)下圖，下列選項(xiàng)中不遵循基因自由組合定律的是（