基因在染色體上【高效備課精研+知識精講提升】高一下學期生物人教版必修2

必修二遺傳與進化第二章基因和染色體的關(guān)系第二節(jié)基因在染色體上1866年，孟德爾首次在他的論文中提起“遺傳因子”一詞；1909年，約翰遜為孟德爾的“遺傳因子”起了一個新名字——“基因”，使得人們逐漸意識到：基因（遺傳因子）是一個客觀存在的事物；基因客觀存在，那么基因在哪里？體細胞配子Dd基因成對染色體成對DdDd一個來自父方一個來自母方受精后體細胞成單成單一條來自父方一條來自母方薩頓將基因與染色體的行為進行比較遺傳學：細胞學：等位基因分離同源染色體分離一對基因一對同源染色體非等位基因自由組合非同源染色體自由組合yRYryrYRYyRr體細胞配子遺傳學細胞學兩對基因兩對同源染色體孟德爾分離定律：在生物的體細胞中，控制同一性狀的遺傳因子成對存在，不相融合；在形成配子時，成對的遺傳因子發(fā)生分離，分離后的遺傳因子分別進入不同的配子中，隨配子遺傳給后代。你覺得這樣替換有問題嗎？由此你聯(lián)想到什么？基因

基因

基因

同源染色體同源染色體同源染色體基因在________上；基因和染色體行為存在著明顯的_____關(guān)系。推論：平行染色體一、薩頓的假說1、內(nèi)容：1902年，美國哥倫比亞大學的沃爾特·薩頓在觀察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂的裝片時發(fā)現(xiàn)，同源染色體的行為變化與一對遺傳因子（等位基因）行為非常相似。減數(shù)分裂裝片受精作用受精卵親代配子子代DDddDdDdDd受精作用看不見的染色體基因在染色體上推理基因看得見的

平行關(guān)系高莖矮莖高莖矮莖方法類比推理法基因和染色體的行為存在著明顯的平行關(guān)系。假說依據(jù)：基因染色體在遺傳性狀傳遞過程中的特點體細胞中的存在形式配子中的存在形式體細胞中的來源形成配子時的行為類比推理在雜交過程中保持完整性和獨立性在配子形成和受精過程中具有穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)成對成對成單成單一個來自父方，一個來自母方一個來自父方，一個來自母方等位基因分離，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基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系基因位于染色體上（假說）假說的依據(jù)：基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系。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

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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依據(jù)薩頓的理論，請在課本30頁“思考討論”圖中的染色體上標出基因符號研究方法：類比推理法

——根據(jù)兩個對象在某些屬性上相同或相似，通過比較而推斷出他們在其他屬性上也相同的推理過程。加拿大外交官朗寧曾在競選省議員時，由于他幼兒時期吃過中國奶媽的奶水一事，受到政敵的攻擊，說他身上一定有中國血統(tǒng)。朗寧反駁說：“你們是喝牛奶長大的，你們身上一定有牛的血統(tǒng)了。”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，還需要觀察和實驗的檢驗?？茖W方法：類比推理法二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)問題：基因真的位于染色體上嗎？

正因為類比推理的非必然性，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(zhì)疑。摩爾根我不相信孟德爾，更難以相信薩頓那家伙毫無事實根據(jù)的臆測！我更相信的是實驗證據(jù)，我自己設(shè)計一個實驗找到遺傳和染色體的關(guān)系。1、“材料選對了就等于實驗成功了一半”果蠅作為遺傳研究材料的優(yōu)點：①個體小，易飼養(yǎng)，繁殖快。②后代數(shù)量多，便于統(tǒng)計。③具有多對易于區(qū)分且穩(wěn)定遺傳的相對性狀。④染色體數(shù)目少，便于觀察。遺傳學研究常用的實驗材料—果蠅，是昆蟲綱雙翅目的一種小型蠅類，體長3－4mm，在制醋和腐爛水果的地方可以看到。

♀♂雌性體長約2.5mm，雄性稍短?？娠@微觀察肉眼直接觀察野生型紅眼果蠅突變型白眼果蠅突變型：卷翅突變型：殘翅突變型：短翅同型雌性雄性性染色體常染色體3對常染色體+3對常染色體+XXXY異型染色體的類型常染色體：與性別決定無關(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染色體如：雌雄同株的植物沒有常染色體和性染色體之分。染色體的類型XYX非同源區(qū)段Y非同源區(qū)段X和Y同源區(qū)段如XYA

、XYa如XWXW

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B(b)XW(w)XW(w)D(d)同源區(qū)段B(b)B(b)D(d)D(d)D(d)拓展提升：同源區(qū)段和非同源區(qū)段ⅡⅢⅠ性染色體大寫，基因右上角【山東高考】一般來說，對于性別決定為XY型的動物群體而言，當一對等位基因（如A/a）位于常染色體上時，基因型有____種；當其位于X染色體上時，基因型有____種；當其位于X和Y染色體的同源區(qū)段時，（如圖所示），基因型有____種。3572、摩爾根的實驗

1909年起，摩爾根開始潛心研究果蠅的遺傳行為。摩爾根和他的學生在實驗室里培養(yǎng)了許多野生型紅眼果蠅，沒發(fā)現(xiàn)其它眼色果蠅。1910年5月的一天，摩爾根在實驗室中偶然發(fā)現(xiàn)一只白眼雄果蠅。白眼性狀是如何遺傳的？摩爾根的果蠅雜交實驗：3/41/4P×白眼（雄）紅眼（雌）F1紅眼F2白眼（雄）紅眼（雌、雄）（1）提出問題雌雄相互交配F2紅眼和白眼之間的數(shù)量比是3:1，遵循分離定律嗎？

白眼性狀的表現(xiàn)，為什么總是與性別相聯(lián)系?（為何F2白眼只有雄性？）（假說—演繹法）假設(shè)一：控制果蠅眼色的基因在Y染色體上，X染色體上沒有對應的等位基因。ⅠⅡⅢYX控制果蠅眼睛顏色的基因在性染色體上嗎？假設(shè)二：控制果蠅眼色的基因在Y染色體上，X染色體上也有對應的等位基因。假設(shè)三：控制果蠅眼色的基因在X染色體上，Y染色體上沒有對應的等位基因。白眼基因（w）(2)提出假說，解釋問題PF1F2紅眼（雌、雄）白眼（雄）3/41/4紅眼×紅眼（雌）白眼（雄）ＸwＹＸＷＸＷＸＷＸw、ＸＷＹＸＷＸw、ＸＷＸＷ、ＸＷＹＸwＹ摩爾根及其同事提出假說：控制白眼的基因（w）在X染色體上，而Y染色體上不含它的等位基因雌果蠅種類：紅眼（ＸＷＸw、ＸＷＸＷ）白眼（ＸWＸW）雄果蠅種類：紅眼（ＸＷＹ）白眼（ＸwＹ）摩爾根的果蠅雜交實驗：(3)演繹推理(紙上談兵)XWXw

×XwYXWX

wXwYF1：P：配子：紅眼（雌）白眼（雄）XWXwXwYXwXw

XWY紅雌白雌紅雄白雄XWY

×XwXwXWX

w

紅雌XwYW白雄F1：P：配子：紅眼（雄）白眼（雌）XWXwY測交1測交2雌雄均有一半紅眼，一半白眼。雌果蠅均為紅眼,雄果蠅均為白眼摩爾根的果蠅雜交實驗：(4)測交實驗，得出結(jié)論紅眼雌蠅紅眼雄蠅白眼雌蠅白眼雄蠅126132120115測交1：測交2：子代中雌蠅均為紅眼，雄蠅均為白眼。得出結(jié)論：控制果蠅白眼的基因只位于X染色體上，而Y染色體不含其等位基因，基因在染色體上。實驗一：紅眼雌與白眼雄實驗二：紅眼雄與白眼雌摩爾根的果蠅雜交實驗：1.果蠅常被用作遺傳學研究的實驗材料，下列關(guān)于果蠅的敘述，錯誤的是(

)A.果蠅易飼養(yǎng)、后代多，具有易于區(qū)分的性狀B.果蠅體細胞中含有4對常染色體，雌果蠅體細胞中含有2條X染色體C.性染色體上的基因不一定都與性別決定有關(guān)D.白眼雄果蠅的白眼基因位于X染色體上，Y染色體上無其等位基因B2.果繩的紅眼為伴性顯性遺傳，其隱性性狀為白眼，在下列雜交組合中，通過眼色即可直接判斷子代果蠅性別的一組是（）

A.雜合紅眼雌果蠅×紅眼雄果蠅B.白眼雌果蠅×紅眼雄果蠅C.雜合紅眼雌果蠅×白眼雄果蠅D.白眼雌果蠅×白眼雄果蠅B一次雜交判別雌雄同型選隱，異型選顯測交：F1紅眼雄

×白眼雌XW

YXwXw驗證假說：測交得出結(jié)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(xiàn)總是與性別相聯(lián)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：三、基因與染色體的關(guān)系短硬毛棒狀眼深紅眼朱紅眼截翅紅寶石眼白眼黃身結(jié)論：基因在染色體上呈線性排列。摩爾根和他的學生們，設(shè)計測量出：第一個果蠅各種基因在染色體上排列圖譜。人只有23對染色體，卻有約2.6萬個基因。一條染色體上應該有許多個基因。果蠅只有4對染色體，攜帶的基因有1.3萬多個；問題：細胞中的基因都位于染色體上嗎？線粒體、擬核、質(zhì)粒(不遵循遺傳規(guī)律)（真核生物）一對染色體只控制果蠅的一對相對性狀嗎？現(xiàn)代分子生物學技術(shù)將基因定位在染色體上采用熒光標記法拓展視野四、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋aAaA等位基因隨同源染色體的分開而分離。雜合子體細胞配子配子

在雜合體的細胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨立性；在減數(shù)分裂形成配子的過程中，等位基因會隨同源染色體的分開而分離，分別進入兩個配子中，獨立的隨配子遺傳給后代。1．基因分離定律的實質(zhì)：AaBbAbaBBAab非同源染色體上的非等位基因自由組合。雜合子體細胞配子配子2．基因自由組合定律的實質(zhì)：

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)分裂過程中，同源染色體上的等位基因分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。四、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋dBBaAD等位基因等位基因非同源染色體非等位基因相同基因同源染色體同源染色體所有的非等位基因都能自由組合嗎？【問題探討】思考：B與D、d能自由組合嗎？不能，它們是同源染色體上的非等位基因，非同源染色體上的非等位基因自由組合。摩爾根團隊的其它研究成果：（1）發(fā)明了測定基因位于染色體上的相對位置的方法；（2）證明了基因在染色體上呈線性排列；（3）發(fā)現(xiàn)了遺傳第三大定律——基因的連鎖和互換定律等。黃身白眼紅寶石眼朱紅眼深紅眼棒狀眼短硬毛截翅AAaaBBbbAAaaBBbbA、B基因連鎖B、b基因互換AaBbAABBaabb分裂間期減數(shù)分裂ⅠABBAaabb減數(shù)分裂Ⅱ減數(shù)分裂ⅡABabABab2對等位基因位于1對同源染色體上A和B、a和b連鎖，可以產(chǎn)生AB、ab兩種配子連鎖互換定律1.完全連鎖連鎖不交換1.完全連鎖

連鎖互換定律AaBb分裂間期減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ減數(shù)分裂ⅡABAbaabBABaAabbB2對等位基因位于1對同源染色體上B和b發(fā)生互換，可以產(chǎn)生AB、Ab、aB、ab四種配子AABabbBa2.不完全連鎖連鎖且交換

連鎖互換定律配子：兩多兩少2.不完全連鎖

連鎖互換定律摩爾根和他的學生又經(jīng)過十多年的努力，證明了基因在染色體上線性排列。1909年，約翰遜“遺傳因子”改名“基因”。1902年，薩頓提出“位于染色體上”的假說。19世紀，生物學家發(fā)現(xiàn)細胞核中有一種叫“染色體”的物質(zhì)。1910年，摩爾根與白眼果蠅結(jié)緣，證明基因位于染色體上。類比推理法（假說——演繹法）生物學史拓展：細胞核遺傳與細胞質(zhì)遺傳細胞核遺傳：細胞核中基因決定的性狀的遺傳。核基因在染色體上，核基因遺傳遵循遺傳規(guī)律。質(zhì)基因遺傳特點：只能由母親（雌性）傳遞給后代細胞質(zhì)遺傳：細胞質(zhì)基因（線粒體基因和葉綠體基因）決定的性狀的遺傳。質(zhì)基因不在染色體上，質(zhì)基因遺傳不遵循遺傳規(guī)律。1.已知果蠅的體細胞內(nèi)有4對同源染色體，根據(jù)薩頓的假說，關(guān)于該動物

減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子的說法正確的是（）A.果蠅的精子中含有成對的基因B.果蠅的體細胞中含有一個基因C.果蠅的4對同源染色體上含有的基因可以同時來自父方，

也可同時來自母方D.在體細胞中，基因成對存在的，在配子中只有成對基因中的一個D2.果蠅體細胞中染色體組成可表示為（）

A.3+X或3+YB.6+X或6+YC.3對+XX或3對+YYD.3對+XX或3對+XYD3.基因自由組合定律揭示了（）A.等位基因之間的關(guān)系B.非等位基因之間的關(guān)系C.非同源染色體之間的關(guān)