基因在染色體上課件高一下學(xué)期生物人教版(2019)必修2

第二章基因和染色體的關(guān)系第2節(jié)基因在染色體上的假說與證據(jù)摩爾根黑轉(zhuǎn)粉的終極追求-走向真理01薩頓的假說02基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)03孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋CONTENTS目錄新課導(dǎo)入

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2.為什么不測(cè)定全部46條染色體?人有22對(duì)常染色體和1對(duì)性染色體，在常染色體中，每對(duì)同源染色體上分布的基因是相同的或是等位基因，只對(duì)其中一條測(cè)序就可以了；性染色體X和Y差別較大，基因也大不相同，所以都要測(cè)序。（22+X+Y）回到19世紀(jì)——

孟德爾發(fā)現(xiàn)了遺傳的兩大定律提出遺傳因子概念基因在哪里呢？分離定律自由組合定律1909年，丹麥生物學(xué)家約翰遜將“遺傳因子”改名為“基因”薩頓的假說假說的依據(jù)假說的內(nèi)容提出假說運(yùn)用的方法012n=24受精作用減數(shù)分裂精子12條染色體卵細(xì)胞12條染色體體細(xì)胞24條染色體按形態(tài)結(jié)構(gòu)來分，兩兩成對(duì)，共12對(duì)，每對(duì)染色體中一條來自父方，一條來自母方。減數(shù)分裂時(shí)同源染色體分離。一、薩頓的假說1903年，美國科學(xué)家薩頓用蝗蟲細(xì)胞作材料，研究精子和卵細(xì)胞的形成過程。一、薩頓的假說即染色體的行為和基因的行為高度一致發(fā)現(xiàn)孟德爾假設(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。1、薩頓的發(fā)現(xiàn)2、薩頓的推論基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的。也就是說，基因在染色體上。3、依據(jù)基因和染色體的行為存在著明顯的平行關(guān)系基因成對(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自父方，一條來自母方。成對(duì)的基因一個(gè)來自父方，一個(gè)來自母方?；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源P配子F1P配子F1♂♀DdDdDD♂dd♀××配子形成和受精過程中染色體有相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。雜交過程中基因保持完整性和獨(dú)立性。傳遞性質(zhì)薩頓的發(fā)現(xiàn)

孟德爾假設(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。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分析假說依據(jù)：基因和染色體的行為存在著明顯的平行關(guān)系。一、薩頓的假說受精作用受精卵親代配子子代染色體行為基因行為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類比推理薩頓一、薩頓的假說基因的行為染色體的行為體細(xì)胞中的存在形式配子中的存在形式在體細(xì)胞中的來源形成配子時(shí)的組合方式傳遞中的性質(zhì)成對(duì)存在成對(duì)存在單個(gè)單個(gè)一個(gè)來自父方一個(gè)來自母方一條來自父方一條來自母方非等位基因自由組合非同源染色體自由組合雜交過程保持完整性、獨(dú)立性在配子形成和受精過程中保持穩(wěn)定性依據(jù)：基因和染色體的行為存在著明顯的平行關(guān)系。方法：類比推理減數(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思考：依據(jù)薩頓的理論，請(qǐng)?jiān)谡n本30頁“思考討論”圖中的染色體上標(biāo)出基因符號(hào)【思考探究】薩頓經(jīng)推理得出的結(jié)論--基因在染色體上究竟是否正確？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)。類比推理法：根據(jù)兩個(gè)或兩類對(duì)象有部分屬性相同，從而推出他們的其他屬性也相同的科學(xué)研究方法。薩頓W.sutton(1877-1916)習(xí)1.下列各項(xiàng)中，不能說明基因和染色體行為存在平行關(guān)系的是A.基因和染色體在生殖過程中的完整性和獨(dú)立性B.體細(xì)胞中基因、染色體成對(duì)存在，配子中二者都是成單存在的C.體細(xì)胞中成對(duì)的基因、同源染色體都是一個(gè)來自母方，一個(gè)來自父方D.等位基因分離，非同源染色體自由組合D習(xí)題檢測(cè)薩頓我更相信的是實(shí)驗(yàn)證據(jù)。我要通過確鑿的實(shí)驗(yàn)找到遺傳和染色體的關(guān)系！你說的好有道理，但我不信。我有兩個(gè)定律：1.**********,*************。2.***********,**********。我有一個(gè)假說：********，********，***********。你的假說我連標(biāo)點(diǎn)符號(hào)都不信！孟德爾摩爾根

孟德爾的遺傳理論和薩頓的假說遭到同時(shí)代的遺傳學(xué)家摩爾根（T.H.Morgan)的強(qiáng)烈質(zhì)疑。02實(shí)驗(yàn)材料—果蠅摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)—“假說-演繹法”基因與染色體的關(guān)系基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)二、基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)

♀♂雌性體長約，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：短翅二、基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)果蠅體細(xì)胞染色體圖解XY型性別決定方式：雌性：3對(duì)常染色體+XX雄性：3對(duì)常染色體+XY實(shí)驗(yàn)材料—果蠅個(gè)體小，易飼養(yǎng)；繁殖快，后代多；有易于區(qū)分的相對(duì)性狀；染色體少(4對(duì))，且大；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染色體同型染色體異型染色體

只有具性別分化（雌雄異體）的生物才有性染色體之分，如下生物無性染色體：①所有無性別之分的生物（如酵母菌等）均無性染色體。②雖有性別之分，但雌雄同株（或雌雄同體）的生物均無性染色體，如玉米、水稻、蚯蚓等。1、所有真核生物都有性染色體嗎？

性別主要由性染色體決定，除此以外，有些生物性別的決定還與受精與否、基因的差別以及環(huán)境條件的影響有關(guān)系。如蜜蜂和龜?shù)取?、性別都是由性染色體來決定的嗎？二、基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)摩爾根和他的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室里養(yǎng)了大群野生型紅眼果蠅，幾年里沒發(fā)現(xiàn)白眼果蠅。野生果蠅的紅眼基因純合白眼雄果蠅說明野生果蠅的紅眼基因是純合的還是雜合的？1910年5月，在摩爾根果蠅室的大群野生型紅眼果蠅中，出現(xiàn)了一只白眼雄果蠅。PF1F2紅（雌、雄）：白(雄)=3:1×F1雌雄交配白雄782紅雌2495紅雄1011實(shí)驗(yàn)一紅眼雌果蠅白眼雄果蠅紅眼雄紅眼雌F2中為什么白眼都是雄性的？白眼性狀的表現(xiàn)總是與性別相關(guān)聯(lián)？摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)觀察實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問題結(jié)果分析：a.F1全為紅眼，說明

為顯性；b.F2紅眼和白眼的數(shù)量比為3:1，說明符合

定律，紅眼和白眼受

等位基因控制。c.白眼性狀的表現(xiàn)與_______相聯(lián)系紅眼分離性別一對(duì)研究過程方法：假說—演繹法1:1

:1

:1×白雄115紅雌126紅雄132白眼雄果蠅F1紅眼雌果蠅白雌120回交實(shí)驗(yàn)

(1)觀察現(xiàn)象，提出問題結(jié)果：1、白眼性狀不只出現(xiàn)在雄性中。2、為什么白色性狀和性別相關(guān)聯(lián)？二、基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)白色性狀和性別相關(guān)聯(lián)，大家由此可以會(huì)做出些什么推測(cè)呢？白眼基因位于性染色體上，那具體在哪個(gè)區(qū)段呢？XY同源區(qū)段?X非同源區(qū)段?Y非同源區(qū)段?白眼基因位于性染色體上。

(1)觀察現(xiàn)象，提出問題X染色體特有Y染色體特有二、基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)

（2）做出假說摩爾根設(shè)想：控制白眼的基因在X染色體上，而Y染色體上不含它的等位基因。假說①：控制白眼的基因在Y染色體上，

而X染色體上不含有它的等位基因（基因位于D段）假說③：

控制白眼的基因在X和Y染色體上的同源區(qū)段（基因位于A、C段）假說②：控制白眼的基因位于X染色體上，Y染色體上無該基因的等位基因（基因位于B段）二、基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)XYⅠⅡⅢ非同源區(qū)段：Ⅰ、Ⅲ

①基因只存在于X染色體（Ⅰ區(qū)段）上②基因只存在Y（Ⅲ區(qū)段）上X、Y同源區(qū)段的基因是成對(duì)存在的。同源區(qū)段：Ⅱ基因的表示方法X

X--雌性：X

Y-雄性：XY-雄性：X

X--雌性：X

Y-雄性：-性染色體1.如果基因在常染色體上：

—2.如果基因在性染色體上：

。3.如果常染色體和性染色體上都有基因：

。XAXaBbXAXaBb提出假說，解釋問題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）×♀P♂F1F2♀♂♀♂紅：白=3:1♂紅眼白眼紅眼

（2）做出假說假說一：控制白眼的基因只位于Y染色體上(基因在D段)?！帘壤?:1不能解釋摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果。二、基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)

紅眼雌果蠅

XX白眼雄果蠅

XYw

P×F1

XX紅眼雌

XYw白眼雄

（2）做出假說假說一：控制白眼的基因只位于Y染色體上(基因在D段)。×比例1:1不能解釋摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果。1.常染色體上的基因直接寫出其名稱任務(wù)1：基因型的書寫要求2.性染色體上的基因先寫出性染色體名稱，再將基因名稱寫在性染色體的右上角,沒有就不寫。二、基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)

紅眼雌果蠅

XX白眼雄果蠅

XYw

P×F1

XX紅眼雌

XYw白眼雄二、基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)到底是位于X染色體的非同源區(qū)段（基因在B段）位于X和Y染色體的同源區(qū)段上(基因在A、C段)？

（1）提出問題

（2）作出假說假說三：控制白眼的基因在X染色體和Y染色體上的同源區(qū)段，即Y染色體上也含有它的等位基因。（基因位于A、C段）假說二：控制白眼的基因只位于X染色體上(基因在B段)，Y染色體上沒有它的等位基因。二、基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)位于X和Y染色體的同源區(qū)段上(A、C段)。XWXW紅眼（雌）×XwYw白眼（雄）XWYwXwXWYw紅眼（

雄

）XWXw紅眼（

雌

）×PF2F1配子配子XWXwXWYwXWXW紅眼(雌）

XWXw紅眼(雌)XWYw紅眼(雄)XwYw白眼(雄

)只位于X染色體上(B段)。XWXW紅眼（雌）×XwY白眼（雄）XWYXwXWY紅眼（

雄

）XWXw紅眼（

雌

）×PF2F1配子配子XWXwXWYXWXW紅眼(雌）

XWXw紅眼(雌)XWY紅眼(雄)XwY白眼(雄

)

（2）作出假說二、基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)XWXw紅眼（雌）×XwY白眼（雄）XWYXwPF1配子XWXw紅眼(雌）

XwXw白眼(雌)XWY紅眼(雄)XwY白眼(雄

)Xw位于X和Y染色體的同源區(qū)段上(A、C段)。只位于X染色體上(B段)。測(cè)交(演繹推理)測(cè)交(演繹推理)1:1:1:1XWXw紅眼（雌）×XwYw白眼（雄）XWYwXwPF1配子XWXw紅眼(雌）

XwXw白眼(雌)XWYw紅眼(雄)XwYw白眼(雄

)Xw1:1:1:1

（3）演繹推理二、基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)紅眼雌性紅眼雄性白眼雌性白眼雄性126132120115怎么辦?追加→實(shí)驗(yàn)XwXw

×XWY白眼(雌)紅眼(雄)XwXw

×XWYW白眼(雌)紅眼(雄)位于X和Y染色體的同源區(qū)段上(A、C段)只位于X染色體上(B段)PF1PF1紅眼雌性白眼雄性126115√

（4）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證↓XWXw

XwY紅眼(雌)白眼(雄)↓XWXw

XwYW紅眼(雌)紅眼(雄)二、基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)決定果蠅眼色(紅眼和白眼)基因位于X染色體上，而Y染色體不含其等位基因，亦證明基因位于染色體上。我就說基因在染色體上吧！你還不信！托馬斯·亨特·摩爾根好好好，都聽你的！沃爾特·薩頓

（5）得出結(jié)論二、基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)托馬斯·亨特·摩爾根演繹推理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：測(cè)交實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。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2.下列各項(xiàng)中，肯定含有Y染色體的是（）A.受精卵和初級(jí)精母細(xì)胞B.受精卵和次級(jí)精母細(xì)胞C.精子和男性口腔上皮細(xì)胞D.初級(jí)精母細(xì)胞和男性小腸上皮細(xì)胞D習(xí)題檢測(cè)三、基因與染色體的關(guān)系●現(xiàn)象：一條染色體上應(yīng)該有許多個(gè)基因?！裢茰y(cè)：每種生物的基因數(shù)量遠(yuǎn)多于染色體數(shù)目。4對(duì)染色體，1.3萬個(gè)基因23對(duì)染色體，26萬個(gè)基因繼續(xù)探究推測(cè)一條染色體上有許多個(gè)基因。證明方法摩爾根和他的學(xué)生發(fā)明了測(cè)定基因位于染色體上的相對(duì)位置的方法，并繪制出第一個(gè)果蠅各種基因在染色體上相對(duì)位置圖。紅寶石眼黃身白眼截翅朱紅眼深紅眼棒狀眼短硬毛果蠅X染色體上一些基因的示意圖結(jié)論證明了一條染色體上有許多個(gè)基因。同時(shí)也說明了基因在染色體上呈線性排列。熒光標(biāo)記法現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)能夠用特定的分子，與染色體上的某一個(gè)基因結(jié)合，這個(gè)分子又能被帶有熒光標(biāo)記的物質(zhì)識(shí)別，通過熒光顯示，就可以知道基因在染色體上的位置三、基因與染色體的關(guān)系思考：用熒光標(biāo)記法可顯示基因在染色體上的位置，圖片中同種顏色在同一條染色體上會(huì)有兩個(gè)的原因是什么？觀察的時(shí)期為有絲分裂中期，每條染色體上含有兩條染色單體，其相同位置上的基因相同。思考討論思考討論問題：細(xì)胞中的基因都位于染色體上嗎？為什么？不是。①真核生物的核基因都位于染色體上，而質(zhì)基因位于線粒體等細(xì)胞器內(nèi)；②原核生物的基因有的位于擬核區(qū)DNA分子上，有的位于細(xì)胞質(zhì)的質(zhì)粒上。在基因研究中，下列成就分別是由哪些科學(xué)家來完成的？①提出“性狀是由遺傳因子決定的”觀點(diǎn)。②把“遺傳因子”改為“基因”，并提出“等位基因”概念。③提出“基因在染色體上”的假說。④用實(shí)驗(yàn)證明了“基因在染色體上”。孟德爾約翰遜摩爾根薩頓重要遺傳學(xué)發(fā)展歷程假說—演繹法假說—演繹法類比推理法1、下列關(guān)于基因和染色體關(guān)系的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.染色體是基因的主要載體B.基因在染色體上呈線性排列C.一條染色體上有多個(gè)基因D.染色體就是由基因組成的D習(xí)題檢測(cè)03孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋基因分離定律的實(shí)質(zhì)基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)細(xì)胞遺傳學(xué)的研究結(jié)果表明，孟德爾所說的一對(duì)遺傳因子就是位于一對(duì)同源染色體上的等位基因，不同對(duì)的遺傳因子就是位于非同源染色體上的非等位基因。dBBaAD等位基因等位基因非同源染色體相同基因非等位基因同源染色體同源染色體1234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。非等位基因非等位基因：位于非同源染色體上或者同源染色體不同位置上的基因。AAAaAAaaaaaaAA分裂間期減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ減數(shù)分裂Ⅱ基因分離定律：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；在減數(shù)分裂形成配子的過程中，等位基因會(huì)隨同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入兩個(gè)配子中，獨(dú)立地隨配子遺傳給后代。實(shí)質(zhì):等位基因隨同源染色體的分開而分離減數(shù)分裂Ⅰ后期

4.孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋四、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋基因的分離定律的實(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，具有一定的獨(dú)立性；

在減數(shù)分裂形成配子的過程中，等位基因會(huì)隨同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入兩個(gè)配子中，獨(dú)立的隨配子遺傳給后代。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)胞等位基因分離的時(shí)間：減數(shù)分裂第一次分裂后期abBAAAaaBBbbAABBaabbBAabBAab精原細(xì)胞初級(jí)精母細(xì)胞次級(jí)精母細(xì)胞精細(xì)胞AAaaBBbb初級(jí)精母細(xì)胞次級(jí)精母細(xì)胞精細(xì)胞bbAABBaaAbAbaBaB自由組合定律：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。4.孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋分裂間期實(shí)質(zhì):四、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋基因的自由組合定律的實(shí)質(zhì)AaBbABABABabababABABababaABbABABababAAbbaaBB或減數(shù)分裂第一次分裂后期①自由組合的原因：非等位基因隨非同源染色體的自由組合而自由組合②自由組合的時(shí)間：2對(duì)等位基因位于1對(duì)同源染色體上時(shí)，還能自由組合嗎？AaBb思考注意：（1）只有非同源染色體上的非等位基因遵循自由組合定律。（2）真核生物細(xì)胞核基因遵循孟德爾的遺傳規(guī)律，葉綠體、線粒體中的基因都不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。（3）原核生物中的基因都不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋減數(shù)分裂Ⅰ后期①

時(shí)間：同源染色體的分離非同源染色體自由組合②

細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)：等位基因的分離非等位基因的自由組合③

實(shí)質(zhì)：總結(jié)歸納基因在染色體上薩頓假說摩爾根實(shí)驗(yàn)孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋基因和染色體的行為存在著明顯的平行關(guān)系基因位于染色體上減數(shù)分裂過程中，等位基因隨同源染色體的分開而分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合依據(jù)結(jié)論實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)假設(shè)果蠅眼色遺傳與性別相聯(lián)系控制白眼的基因位于X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因測(cè)交實(shí)驗(yàn)課堂小結(jié)04基因位于常染色體orX染色體的判斷2.已知顯隱性—雌隱雄顯XaXa

×

XAYXAX

a

顯性XaY隱性F1：P：配子：XaXAY（1）若子代性狀表現(xiàn)與性別無關(guān)，則基因位于常染色體上。（2）若子代雌性個(gè)體全為顯，雄性個(gè)體全為隱，則基因位于X染色體上。（1）若正反交結(jié)果相同，則基因位于常染色體上。（2）若正反交結(jié)果不同，則基因位于X染色體上。1.未知顯隱性—正反交XaXa

×

XAYXAX

a

顯性XaY隱性F1：P：配子：XaXAYXAXA

×

Xa