2.2基因在染色體上課件高一下學(xué)期生物人教版必修2

第二章

基因和染色體的關(guān)系2.2基因在染色體上本節(jié)聚焦1、科學(xué)家發(fā)現(xiàn)基因與染色體有哪些平行關(guān)系？2、摩爾根如何證明基因位于染色體上？摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)給我們哪些啟示？3、怎樣從基因和染色體的層面解釋孟德?tīng)栠z傳規(guī)律一.薩頓的假說(shuō)1903年，美國(guó)遺傳學(xué)家薩頓用蝗蟲細(xì)胞作材料，研究精子和卵細(xì)胞的形成過(guò)程。他發(fā)現(xiàn)孟德?tīng)柤僭O(shè)的一對(duì)遺傳因子，也就是等位基因，它們的分離與減數(shù)分裂中同源染色體的分離非常相似。薩頓一.薩頓的假說(shuō)24條受精卵新個(gè)體♀♂24條24條24條12條12條減數(shù)分裂兩兩成對(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.基因(遺傳因子)是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的。減數(shù)分裂受精作用推論：基因就在染色體上。依據(jù)：因?yàn)榛蚝腿旧w的行為存在著明顯的平行關(guān)系?；虺蓪?duì)存在只有成對(duì)的基因中的一個(gè)成對(duì)的同源染色體一條來(lái)自父方，一條來(lái)自母方。成對(duì)的基因一個(gè)來(lái)自父方，一個(gè)來(lái)自母方?；蛐袨槿旧w行為體細(xì)胞染色體成對(duì)存在只有成對(duì)染色體中的一條配子來(lái)源P配子F1P配子F1♂♀DdDdDD♂dd♀××配子形成和受精過(guò)程中有相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。雜交過(guò)程中基因保持完整性和獨(dú)立性。傳遞性質(zhì)一.薩頓的假說(shuō)針對(duì)的是染色體上的基因Rr非等位基因在形成配子時(shí)自由組合基因行為染色體行為行為變化非同源染色體在減數(shù)分裂Ⅰ后期自由組合YyRrYyYRYryRyr等位基因分離非等位基因自由組合同源染色體分離非同源染色體自由組合看得見(jiàn)的染色體基因在染色體上類比推理基因看不見(jiàn)的

平行關(guān)系一.薩頓的假說(shuō)高莖高莖矮莖高莖DdDDddDddd×減數(shù)分裂受精減數(shù)分裂減數(shù)分裂P配子F1F1配子高莖矮莖F2dDdDD

DDDdd1DD2Dd1dd?高莖DdDD×dd一.薩頓的假說(shuō)按照薩頓假說(shuō)，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橫線代表基因的位置）（1）類比推理：是根據(jù)兩個(gè)或兩類對(duì)象有部分屬性相同，從而推出它們的其他屬性也相同的推理。

一.薩頓的假說(shuō)（2）并非所有基因都位于染色體上。在真核生物中，細(xì)胞核基因位于染色體，但細(xì)胞質(zhì)基因位于線粒體和葉綠體DNA上;在原核生物中，細(xì)胞內(nèi)無(wú)染色體，其基因位于擬核區(qū)的DNA上或者質(zhì)粒上；病毒中有基因，但無(wú)染色體。孟德?tīng)柕倪z傳理論薩頓假說(shuō)摩爾根T.H.Morgan(1866-1945)二.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)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！我要用什么作為實(shí)驗(yàn)材料呢？白眼雄果蠅野生紅眼果蠅二.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)

昆蟲綱雙翅目，體長(zhǎng)3—4mm。在制醋和腐爛水果的地方常常可以看到。常用作遺傳學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)材料。個(gè)體小、易飼養(yǎng)繁殖快、后代多：在室溫下10多天就繁殖一代一只雌果蠅一生能產(chǎn)生幾百個(gè)后代具有多對(duì)易于區(qū)分的相對(duì)性狀染色體少，易觀察（3對(duì)常染色體，1對(duì)性染色體）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染色體的類型常染色體：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染色體染色體的類型性別決定的常見(jiàn)方式性別決定方式：①XY型②ZW型體細(xì)胞染色體組成（只有雌雄異體的生物才有性染色體）雌性：常染色體+兩條同型性染色體（XX）雄性：常染色體+兩條異型性染色體（XY）雌性：常染色體+兩條異型性染色體（ZW）雄性：常染色體+兩條同型性染色體（ZZ）思考：配子中含有X染色體就是雌配子嗎？白眼性狀是如何遺傳的？F2中，紅:白≈3:1，符合分離定律，白眼和紅眼受一對(duì)等位基因控制F2中，白眼果蠅均為雄性。PF1F2×

紅眼（雌、雄）

紅眼

白眼3/41/4（雌、雄）（雄）紅眼白眼F1雌雄交配二.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)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)性狀的遺傳是否遵循孟德?tīng)柕姆蛛x定律呢？③果蠅眼色的遺傳有何特殊之處？假說(shuō)—演繹法白眼性狀的表現(xiàn)總是與性別相關(guān)聯(lián)，如何解釋這一現(xiàn)象呢？二.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)假設(shè)控制白眼性狀的基因用w表示，控制紅眼性狀的基因用W表示提出假說(shuō)假說(shuō)①：控制白眼的基因是在常染色體上假說(shuō)②：控制白眼的基因是在Y染色體上（用w表示），

X染色體上沒(méi)有它的等位基因。Y非同源區(qū)(Ⅱ1)XY同源區(qū)段(Ⅰ)X非同源區(qū)段(Ⅱ2)XYX

Y-雄性：XY-雄性：X

X--雌性：X

Y-雄性：-二.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)解釋現(xiàn)象紅眼(♀)白眼(♂)X

XX

YwP：配子：F1XYwXX

YwX

X紅眼雌白眼雄比例1

:1不能解釋摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果?！良僬f(shuō)②：控制白眼的基因是在Y染色體上，X染色體上沒(méi)有它的等位基因。假說(shuō)③：控制白眼的基因位于X和Y染色體的同源區(qū)段假說(shuō)④：控制白眼的基因是在X染色體上（用w表示），Y染色體上沒(méi)有它的等位基因。Y非同源區(qū)(Ⅱ1)XY同源區(qū)段(Ⅰ)X非同源區(qū)段(Ⅱ2)XYX

Y-雄性：XY-雄性：X

X--雌性：X

Y-雄性：-提出假說(shuō)二.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)二.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)解釋現(xiàn)象P：紅眼(♀)白眼(♂)XWXWXwYwXWYwXwXWYwXWXw♀♂XWXwXWYw♂♀XWXW

紅眼(♀)

XWXw

紅眼(♀)XWYw

紅眼(♂)XwYw

白眼(♂

)配子：F1F2紅眼：白眼♂=3:1假說(shuō)③：控制白眼的基因位于X和Y染色體的同源區(qū)段二.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)P：×紅眼(♀)白眼(♂)XWXWXwY配子：XWYXwXWYXWXwF1XWXwXWYXWXwXWY♂♀XWXW

紅眼(♀)

XWXw

紅眼(♀)XWY

紅眼(♂)XwY

白眼(♂

)♀♂紅眼：白眼♂=3:1F2解釋現(xiàn)象假說(shuō)④：控制白眼的基因是在X染色體上，Y染色體上沒(méi)有它的等位基因。判斷一種設(shè)想或假說(shuō)是否正確，僅能解釋已有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是不夠的，還應(yīng)該能預(yù)測(cè)另外設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)二.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證呢？實(shí)驗(yàn)1：F1

紅眼（♀）x白眼（♂）實(shí)驗(yàn)2：F1

紅眼（♂)x白眼（♀）設(shè)計(jì)測(cè)交實(shí)驗(yàn)：雜合子與隱性純合個(gè)體雜交二.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)演繹推理XWXwXwYXwYXWXw

F1紅眼（♀）

×白眼（♂）XWXwXWYXwXwXwY紅眼(♀)白眼(♂)紅眼(♂)1:1:1:1實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證白眼(♀)實(shí)驗(yàn)1：F1

紅眼（♀）x白眼（♂）紅眼雌性紅眼雄性白眼雌性白眼雄性126132120115

F1紅眼（♀）

×白眼（♂）XWXwXwYwXwYwXWXwXWXwXWYwXwXwXwYw紅眼(♀)白眼(♀)白眼(♂)紅眼(♂)1:1:1:1根據(jù)假說(shuō)③和假說(shuō)④二.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)

F1紅眼（♂）

×白眼（♀）XWYXwXwXWXwYXWXwXwY紅眼(♀)白眼(♂)演繹推理1:1實(shí)驗(yàn)2：F1

紅眼（♂)x白眼（♀）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證雌果蠅全為紅眼，雄果蠅全為白眼↓PF1白眼（♀）紅眼（♂）XWYWXwXw×XWXw紅眼(♀)XwYW紅眼（♂）根據(jù)假說(shuō)③和假說(shuō)④假說(shuō)-演繹法演繹推理根據(jù)假說(shuō)進(jìn)行演繹推理，推出實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論基因在染色體上白眼性狀的表現(xiàn)總是與性別相聯(lián)系提出問(wèn)題假說(shuō)演繹法作出假說(shuō)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?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證進(jìn)行測(cè)交實(shí)驗(yàn)從此，摩爾根成了

孟德?tīng)?/p>

理論的堅(jiān)定支持者。二.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)完成優(yōu)化方案P45典題通關(guān)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：第一幅果蠅各種基因在染色體上的排列圖譜。人只有23對(duì)染色體，卻有約2.6萬(wàn)個(gè)基因。一條染色體上應(yīng)該有許多個(gè)基因。果蠅只有4對(duì)染色體，攜帶的基因有1.3萬(wàn)多個(gè)；短硬毛棒狀眼深紅眼朱紅眼截翅紅寶石眼白眼黃身三.基因與染色體的關(guān)系果蠅X染色體上一些基因的示意圖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。減數(shù)分裂Ⅰ分裂間期AaAAaaaaAA減數(shù)分裂ⅡAAaa同源染色體減數(shù)分裂形成配子等位基因獨(dú)立性等位基因：位于同源染色體上同一位置，控制相對(duì)性狀的基因。

四、孟德?tīng)栠z傳定律的現(xiàn)代解釋2.基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)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減數(shù)分裂Ⅰ分