基因在染色體上高一下學(xué)期生物人教版必修2

人教版2019必修2第2節(jié)基因在染色體上第2章基因和染色體的關(guān)系問題探討：

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，為什么首先要確定哪些染色體?因?yàn)榛蛟谌旧w上討論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，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。新課引入19世紀(jì)，孟德爾發(fā)現(xiàn)了提出了“遺傳因子”的概念。1909年，丹麥生物學(xué)家約翰遜提出了“基因”的概念，用以替代遺傳因子。基因在哪里呢？1903年，美國(guó)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。他發(fā)現(xiàn)孟德爾假設(shè)的一對(duì)遺傳因子，也就是等位基因，他們的分離與減數(shù)分裂中同源染色體的分離非常相似。于是，他開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析、推理……一薩

頓

的

假

說PartOne一、薩頓的假說2n=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1.假說內(nèi)容：基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的，即基因

在染色體上?；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。基因行為染色體行為體細(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)分析2.薩頓的假說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2.薩頓的假說假說依據(jù)：基因和染色體的行為存在著明顯的平行關(guān)系。高莖矮莖×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DDDdDdDddddD高莖高莖矮莖高莖ddDdDDDd請(qǐng)用薩頓的假說解釋孟德爾的一對(duì)相對(duì)性狀雜交實(shí)驗(yàn)高莖用D表示，矮莖用d表示。思考·討論薩頓經(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)。3.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)

正因?yàn)轭惐韧评淼姆潜厝恍裕_頓的假說遭到同時(shí)代的遺傳學(xué)家摩爾根的強(qiáng)烈質(zhì)疑。我不相信孟德爾，更難以相信薩頓那家伙毫無事實(shí)根據(jù)的臆測(cè)！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！摩爾根他一直琢磨著設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，探究生物的遺傳與染色體到底什么關(guān)系。什么實(shí)驗(yàn)材料合適？二基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)PartTwo二、基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)1.果蠅作為實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)（1）易飼養(yǎng)（2）繁殖快、后代數(shù)量多（3）有易于區(qū)分的性狀（4）染色體數(shù)目少，易觀察二、基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)2.染色體組成4對(duì)染色體=3

對(duì)常染色體（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）+1對(duì)性染色體（XX/XY）雌性：3對(duì)常染色體+XX雄性：3對(duì)常染色體+XY1909年，摩爾根開始用果蠅做實(shí)驗(yàn)。一天，他偶然在一群紅眼果蠅中發(fā)現(xiàn)了一只白眼雄果蠅，為了研究白眼性狀的遺傳規(guī)律，他將這只白眼雄果蠅與紅眼雌果蠅進(jìn)行了雜交。F2

3/4紅眼（♀、♂）PF1紅眼（♀♂）×3.果蠅雜交實(shí)驗(yàn)♀紅眼♂白眼雜交1/4白眼（♂）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)4.提出假說：控制白眼的基因（w）在X染色體上，而Y染色體不含有它的等位基因。寫出下列基因型：雌果蠅基因型有：XWXW（紅眼）XWXw（紅眼）XwXw（白眼）雄果蠅基因型有：XWY（紅眼）XwY（白眼）配子XWYXWXwXWXW紅眼（雌）XwY白眼（雄）XWXwYXWXw紅眼（雌）XWY紅眼（雄）XWXW紅眼（雌）XWY紅眼（雄）XWXw紅眼（雌）XwY白眼（雄）P配子F14.提出假說：控制白眼的基因（w）在X染色體上，而Y染色體不含有它的等位基因。F2×XWXwXwYXWXwYXw配子XWXwXW

YXwXwXwYF1紅雌：紅雄：白雌：白雄P1：1：1：1實(shí)際結(jié)果：126132120115該結(jié)果與基因位于常染色體上時(shí)結(jié)果相同，因此，該結(jié)果無法驗(yàn)證假說。演繹推理5.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證測(cè)交一：F1紅眼雌與純合白眼雄測(cè)交思考：通過該測(cè)交實(shí)驗(yàn)?zāi)芊褡C明基因在X染色體上？×XwXwXWYP紅眼雌蠅

白眼雄蠅1：

1F1該測(cè)交結(jié)果證明了控制果蠅眼色的基因在X染色體上。配子XWXwYXWXwXwY測(cè)交二：F1紅眼雄與純合白眼雌測(cè)交實(shí)際結(jié)果：307290演繹推理5.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證摩爾根等人的工作，把一個(gè)特定的基因和一條特定的染色體—X染色體聯(lián)系起來。得出結(jié)論：XXXYXWXW(w)XWXW(w)XWXWYXWXW證明了基因在染色體上二、基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)驗(yàn)證假說：測(cè)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(jiān)定支持者孟德爾回顧摩爾根的實(shí)驗(yàn)：6.基因與染色體的關(guān)系思考XX4對(duì)染色體，1.3萬個(gè)基因23對(duì)染色體，2.6萬個(gè)基因（1）一條染色體上有許多個(gè)基因?；蛟谌旧w上是如何排列的呢？短硬毛棒狀眼深紅眼朱紅眼截翅紅寶石眼白眼黃身（2）基因在染色體上呈線性排列。摩爾根和他的學(xué)生們經(jīng)過十多年的努力，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，說明了：果蠅X染色體上的一些基因6.基因與染色體的關(guān)系三

孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋PartThree（1）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。（2）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。1.等位基因、非等位基因等位基因：非等位基因：相同基因：A和a、D和dA和D、A和B、a和BAaBBdD1234B和BAAAAaaaa分裂間期減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ減數(shù)分裂ⅡaaAAAa2.基因分離定律的實(shí)質(zhì)是：在雜合子的細(xì)胞中，減數(shù)分裂形成配子時(shí)，等位基因會(huì)隨同源染色體的分開而分離。時(shí)間：減數(shù)分裂Ⅰ后期分裂間期減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ減數(shù)分裂ⅡAaBbaaAAbbBBBBaaAAbbAbaBBaAb3.自由組合定律的實(shí)質(zhì)是：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。時(shí)間：減數(shù)分裂Ⅰ后期還可以產(chǎn)生哪兩種配子？AB、ab非同源染色體上的非等位基因自由組合AB、abAb、aB2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。摩爾根發(fā)現(xiàn)了基因的連鎖和互換定律——遺傳學(xué)第三大定律AAaaBBbbAAaaBBbbA、B基因連鎖B、b基因互換4.基因連鎖互換4.基因連鎖互換AaBbAABBaabb分裂間期減數(shù)分裂ⅠABBAaabb減數(shù)分裂Ⅱ減數(shù)分裂ⅡABabABab（1）連鎖2對(duì)等位基因位于1對(duì)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4.基因連鎖互換AaBb分裂間期減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ減數(shù)分裂ⅡABAbaabBABaAabbB（2）互換2對(duì)等位基因位于1對(duì)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AABabbBa基因在染色體上的位置產(chǎn)生配子自交后代基因型連鎖互換4種：AB、Ab、aB、ab2種：AB、ab9種：AaBb、AaBB、AABb、AABB、Aabb、AAbb、aaBb、aaBB、aabb3種：AaBb、AABB、aabb4.基因連鎖互換4種：AB、Ab、aB、ab9種：AaBb、AaBB、AABb、AABB、Aabb、AAbb、aaBb、aaBB、aabb拓展：X、Y染色體的區(qū)段3.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——（3）探究過程拓展：X、Y染色體的區(qū)段X、Y染色體含同源區(qū)段，如圖中A、C段；非同源區(qū)段（僅X或Y染色體獨(dú)有區(qū)段）,如圖中B和D段。建立假說假說①：控制白眼的基因（w）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）3.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——（3）探究過程假說②：

控制白眼的基因在X染色體和Y染色體上，即Y染色體上含有它的等位基因。（基因位于A、C段）假說③：

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）建立假說F1×紅眼(雌)紅眼(雄)P×白眼(雄)紅眼(雌)XWXWXwYXWXwYXWXwXWYF2XWXwXWY紅眼(雌)紅眼(雌)紅眼(雄)白眼(雄)配子配子XWXWXWXwXWYXwY3.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——（3）探究過程♂♀假說①：控制白眼的基因（w）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）據(jù)以上解釋得出推論：F1為雜合子證明F1為雜合子的方法——測(cè)交：讓F1與隱性純合子雜交。預(yù)期結(jié)果：后代應(yīng)出現(xiàn)4種表現(xiàn)型，比例為1:1:1:1。PF1測(cè)交雜種子一代隱性純合子演繹推理×紅眼(雌)XWXwXWXwXwY紅眼(雌)

白眼(雌)紅眼(雄)白眼(雄)XWXwXwXwXWYXwY白眼(雄)XwY實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)?zāi)柛热藢?shí)施了測(cè)交，實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)果與推理的結(jié)果相同。3.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——（3）探究過程配子♂♀建立假說3.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——（3）探究過程假說②：

控制白眼的基因在X染色體和Y染色體上，即Y染色體上含有它的等位基因。（基因位于A、C段）F1×紅眼(雌)紅眼(雄)P×白眼(雄)紅眼(雌)XWXWXwYwXWXwYwXWXwXWYwF2XWXwXWYw紅眼(雌)紅眼(雌)紅眼(雄)白眼(雄)配子配子XWXWXWXwXWYwXwYw♂♀假說亦可解釋觀察的現(xiàn)象白眼基因只在X染色體上白眼雌×紅眼雄（自然情況下XWY）3.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——（3）探究過程如何證明白眼基因在X染色體上，而不存在于Y染色體上。反交（白眼雌×紅眼雄）白眼基因在X染色體和Y染色體上均有白眼雌×紅眼雄（自然情況下XWYW）P紅眼(雄)XWY

白眼(雌)XwXw×XwXWY紅眼(雌)XWXw白眼(雄)XwY配子F1P紅眼(雄)XWYW

白眼(雌)XwXw×XwXWYW紅眼(雌)XWXw紅眼(雄)XwYW配子F1白眼基因只在X染色體上白眼雌×紅眼雄（自然情況下XWY）3.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——（3）探究過程如何證明白眼基因在X染色體上，而不存在于Y染色體上。反交（白眼雌×紅眼雄）白眼基因在X染色體和Y染色體上均有白眼雌×紅眼雄（自然情況下XWYW）P紅眼(雄)XWY

白眼(雌)XwXw×XwXWY紅眼(雌)XWXw白眼(雄)XwY配子F1P紅眼(雄)XWYW

白眼(雌)XwXw×XwXWYW紅眼(雌)XWXw紅眼(雄)XwYW配子F1將白眼雌果蠅和自然存在的紅眼雄果蠅（純合）進(jìn)行雜交實(shí)