2.2基因在染色體上課件高一下學期生物人教版必修2((1)0)

第2節(jié)基因在染色體上第2章基因和染色體關(guān)系2024/4/20

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劃卻只測定人的24條染色體的DNA序列。

因為基因位于染色體上，要測定某個基因的序列，首先要知道該基因位于哪條染色體上。如果要測定人類基因組的基因序列，就要知道包含人類基因組的全部染色體組由哪些染色體組成。1.對人類基因組進行測序，為什么首先要確定測哪些染色體？討論：人染色體的掃描電鏡照片2.為什么不測定全部46條染色體？

人有22對常染色體和1對性染色體。在常染色體中，每對同源染色體的形態(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，所以只對其中一條進行測序就可以了；而性染色體X和Y的差別很大，基因也大為不同，所以兩條性染色體都需要測序，因此人類基因組計劃測定了22條常染色體和兩條性染色體X和Y，共24條。如果測定46條，耗資巨大，工作量會增加一倍，但得到的絕大多數(shù)基因序列都是重復的。討論：人類是如何發(fā)現(xiàn)基因存在于染色體上的呢？新課引入19世紀，孟德爾發(fā)現(xiàn)了提出了“遺傳因子”的概念。1909年，丹麥生物學家約翰遜提出了“基因”的概念，用以替代遺傳因子?；蛟谀睦锬?？1903年，美國科學家薩頓用蝗蟲細胞作材料，研究精子和卵細胞的形成過程。他發(fā)現(xiàn)孟德爾假設(shè)的一對遺傳因子，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，他開始進行實驗、分析、推理……即染色體的行為和基因的行為高度一致一、

薩頓的假說1.假說：基因（遺傳因子）是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的。薩頓（W.Sutton）美國遺傳學家受精卵受精作用精子卵細胞蝗蟲體細胞24條染色體12條12條24條基因成對存在只有成對的基因中的一個成對的同源染色體一條來自父方，一條來自母方。成對的基因一個來自父方，一個來自母方?；蛐袨槿旧w行為體細胞染色體成對存在只有成對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穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。雜交過程中基因保持完整性和獨立性。傳遞性質(zhì)2.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。非等位基因在形成配子時自由組合行為變化非同源染色體在減數(shù)分裂Ⅰ后期自由組合看不見染色體（薩頓）基因在染色體上推理基因（孟德爾遺傳因子）看得見DdDd

平行關(guān)系BDbdBbDd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請用薩頓的假說解釋孟德爾的一對相對性狀雜交實驗高莖用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，還需要觀察和實驗的檢驗。3.類比推理法：根據(jù)兩個或兩類對象有部分屬性相同，從而推出他們的其他屬性也相同的科學研究方法。薩頓W.sutton(1877-1916)二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)

孟德爾的遺傳理論和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。我更相信的是實驗證據(jù)，我要通過確鑿的實驗找到遺傳和染色體的關(guān)系！

摩爾根的這種大膽質(zhì)疑，科學務(wù)實的研究精神是值得我們努力學習的。尋找證據(jù)之路……“材料選對了就等于實驗成功了一半”果蠅

昆蟲綱雙翅目，體長3—4mm。在制醋和腐爛水果的地方常?？梢钥吹?。易飼養(yǎng)、繁殖快（10多天就繁殖一代），后代數(shù)量多,染色體數(shù)目較少，相對性狀區(qū)別明顯。常用作遺傳學研究的實驗材料。1摩爾根的果蠅雜交實驗：

為什么F2中只有雄果蠅出現(xiàn)白眼？二、基因在染色體上的實驗證據(jù)果蠅的染色體

3對常染色體＋XX

3對常染色體＋XY

根據(jù)減數(shù)分裂的過程，推測雌、雄果蠅產(chǎn)生的配子的染色體組成：雌配子：雄配子：請推導控制眼色的基因的位置猜想:如果按照薩頓的理論，控制果蠅眼色的基因應(yīng)該在哪？能否位于Y染色體上？為什么2摩爾根的假設(shè)

控制白眼的基因在X染色體上，Y染色體上沒有相應(yīng)的等位基因。

P×紅眼XWXW白眼XwYF1紅眼XWXw×XWY紅眼F2XWXWXWXwXWYXwY紅眼雌紅眼雄白眼雄紅眼雌根據(jù)假設(shè)，用遺傳圖解來演繹雜交實驗的結(jié)果：

3驗證假設(shè)摩爾根為了驗證他的假說，設(shè)計了新的實驗進一步驗證：

紅眼XWXw×

XwY（1）F1紅眼雌果蠅與白眼雄測交：配子XWXwXwYXWXwXwXwXWYXwY紅眼雌白眼雌紅眼雄白眼雄1：1：1：1子代僅根據(jù)這個實驗能否證明控制基因在X染色體上?驗證假設(shè)白眼XwXw×

XWY紅眼配子XwXWYXWXwXwY紅眼雌白眼雄子代（2）將得到的白眼雌果蠅和紅眼雄果蠅雜交這兩組驗證實驗中，最有說服力的是哪一組？摩爾根的研究方法是什么?驗證假說：測交得出結(jié)論：基因在染色體上控制白眼基因（w）在X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因。為什么白眼性狀的表現(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，摩爾根成了孟德爾理論的堅定支持者。4摩爾根的研究方法

果蠅的體細胞有4對染色體，攜帶的基因有1.3萬多個。一條染色體上有許多個基因摩爾根首次把一個特定基因（決定果蠅眼色的基因）和一個特定染色體（X染色體）聯(lián)系起來從而用實驗證明了基因在染色體上。5結(jié)論：

基因在染色體上呈線性排列6基因在染色體上的現(xiàn)代分子生物學證據(jù)三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋

基因的分離定律的實質(zhì)是：

在雜合子的細胞中，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，________會隨__________的分開而分離，分別進入兩個配子中，獨立地隨配子遺傳給后代。Dd12Dd12DdD1Dd2dDDdd減數(shù)第一次分裂后期，等位基因隨同源染色體的分開而分離，形成數(shù)量相等的兩種配子。分離定律的實質(zhì)基因的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彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。abBAAAaaBBbbAABBaabbBAabBAab精原細胞初級精母細胞次級精母細胞精細胞練習與應(yīng)用一、概念檢測1.基于對同源染色體和非同源染色體上相關(guān)基因的理解，判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)位于一對同源染色體上相同位置的基因控制同一種性狀。(

)(2)非等位基因都位于非同源染色體上。(

)√×練習與應(yīng)用一、概念檢測2.基因主要位于染色體上，下列關(guān)于基因和染色體關(guān)系的表述，錯誤的是(

)A.染色體是基因的主要載體B.染色體就是由基因組成的C.一條染色體上有多個基因D.基因在染色體上呈線性排列B練習與應(yīng)用一、概念檢測3.基因和染色體的行為存在平行關(guān)系。下列相關(guān)表述，錯誤的是(

)A.復制的兩個基因隨染色單體分開而分開B.同源染色體分離時，等位基因也隨之分離C.非同源染色體數(shù)量越多，非等位基因組合的種類也越多D.非同源染色體自由組合，使所有非等位基因也自由組合D練習與應(yīng)用二、拓展應(yīng)用1.用白眼雌果蠅和紅眼雄果蠅雜交，通過眼睛顏色可判斷子代果蠅的性別；用白眼雄果蠅和紅眼雌果蠅雜交，通過眼睛顏色卻不能判斷子代果蠅的性別，這是為什么?用其他雜交組合，能否通過眼睛顏色判斷子代果蠅的性別呢?紅眼雌果蠅的基因型有XWXW和XWXw兩種類型，白眼雄果蠅的基因型為XwY。如果基因型為XWXW的紅眼雌果蠅與基因型為XwY的白眼雄果蠅雜交，則子一代無論雌雄，全部為紅眼，如果基因型為XWXw的紅眼雌果蠅與基因型為XwY的白眼雄果蠅雜交，那么子代雌果蠅和子代雄果蠅都是既有紅眼，也有白眼，因此無法通過眼睛顏色判斷子代果蠅的性別。練習與應(yīng)用二、拓展應(yīng)用2.生物如果丟失或增加一條或幾條染色體，就會出現(xiàn)嚴重疾病甚至死亡。但是在自然界，有些動植物的某些個體是由未受精的生殖細胞(如卵細胞)單獨發(fā)育來的，如蜜蜂中的雄蜂等。這些生物雖然體細胞中的染色體數(shù)目減少了一半，但它們?nèi)阅苷Ｉ睢Ｄ闳绾谓忉屵@現(xiàn)象?這些生物的體細胞中的染色體數(shù)日雖然減少了一半，但仍具有一整套非同源染色體，這一套染色體攜帶著控制該種生物所有性狀的一整套基因。3.人的體