2.2基因在染色體上課件高一下學期生物人教版必修2(2)2

2.2基因在染色體上新教材?人教版?必修二46條23對常染色體22對性染色體1對

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。討論：1.對人類基因組進行測序，為什么首先要確定哪些染色體?因為基因在染色體上，要測定某個基因序列，首先要確定該基因在哪條染色體上，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。問題探討：46條23對常染色體22對性染色體1對

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。討論：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，每對同源染色體上分布的基因是相同的或是等位基因，只對其中一條測序就可以了；性染色體X和Y差別較大，基因也大不相同，所以都要測序。問題探討：（1）薩頓假說內(nèi)容：基因（遺傳因子）是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的，也就是說基因就在染色體上；（2）薩頓假說的依據(jù)：基因和染色體的行為存在明顯的平行關系；受精作用精子卵細胞12條12條受精卵24條減數(shù)分裂24條染色體按形態(tài)結(jié)構(gòu)來分，兩兩成對，共12對，每對染色體中一條來自父方，一條來自母方。24條24條♂♀×某種蝗蟲：1.薩頓的假說一.基因在染色體上基因行為染色體行為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位于染色體上推論（即假說）基因看得見的平行關系薩頓將基因與染色體的行為進行比較1.薩頓的假說一.基因在染色體上比較項目基因的行為染色體的行為傳遞中的特點存在形式體細胞中配子中體細胞中的來源形成配子時的分配特點在雜交過程保持完整性和獨立性在配子形成和受精過程中，也有相對穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)成對成對只有成對的基因中的一個只有成對的染色體中的一條成對的基因一個來自父方，一個來自母方同源染色體一條來自父方，一條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與染色體的平行關系1.薩頓的假說一.基因在染色體上P配子F1F1配子矮莖高莖×減數(shù)分裂受精減數(shù)分裂高莖減數(shù)分裂高莖高莖高莖矮莖請在圖中染色體上標注基因符號，解釋孟德爾雜交試驗。DdDdddDdDDDddDddDDdD思考?討論：分析減數(shù)分裂中基因和染色體的關系F21.薩頓的假說一.基因在染色體上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系！

摩爾根的這種大膽質(zhì)疑，科學務實的研究精神是值得我們努力學習的。2.基因位于染色體上的實驗證據(jù)一.基因在染色體上

美國生物學家摩爾根曾經(jīng)明確表示過不相信孟德爾的遺傳理論，譏笑孟德爾的研究方法，稱“解釋結(jié)果需要高級雜?！薄λ_頓的基因位于染色體上的學說更持懷疑態(tài)度，認為這是主觀的臆測，缺少實驗證據(jù)。設計的實驗反而證明孟德爾的正確，還為“基因在染色體上”提供了證據(jù)。盡管心塞，但堅持“實驗至上”的摩爾根立馬擯棄之前的偏見，從此對孟德爾“黑轉(zhuǎn)粉”（1）實驗材料果蠅作為遺傳研究材料的優(yōu)點（P30相關信息）：①個體小，易飼養(yǎng)；②繁殖速度快（在室溫下10多天就繁殖一代）；③后代數(shù)量大（一只雌果蠅一生能產(chǎn)生幾百個后代）；④有明顯的相對性狀，便于觀察、統(tǒng)計；⑤染色體數(shù)目少（4對），便于觀察；2.基因位于染色體上的實驗證據(jù)一.基因在染色體上少見的白眼雄果蠅野生紅眼基因果蠅第一個是1933年，頒給了果蠅的開山祖師摩爾根；第二個是1946年，頒給了摩爾根的學生赫爾曼·穆勒，他發(fā)現(xiàn)了X射線對果蠅的突變效應；第三個是1995年，頒給了三位果蠅發(fā)育基因的研究者；第四個是2011年，頒給了果蠅免疫系統(tǒng)的Toll相關基因；第五個是2017年，醫(yī)學或生理學獎的果蠅生物鐘。果蠅的“過人之處”：果蠅與諾貝爾獎（1）實驗材料一.基因在染色體上雌性體長約2.5mm，雄性稍短?？娠@微觀察。與性別決定有關雌雄果蠅的染色體組成常染色體：性染色體：３對：ⅡⅡ，Ⅲ

Ⅲ，Ⅳ

Ⅳ雌性同型：ＸＸ雄性異型：ＸＹ（1）實驗材料2.基因位于染色體上的實驗證據(jù)一.基因在染色體上同一時期，一些生物學家已經(jīng)在一些昆蟲的細胞中發(fā)現(xiàn)了性染色體。易錯點：不要誤認為所有真核生物均有性染色體

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、水稻等。所有真核生物都有性染色體嗎？（1）實驗材料2.基因位于染色體上的實驗證據(jù)一.基因在染色體上（2）研究過程：假說-演繹法2.基因位于染色體上的實驗證據(jù)一.基因在染色體上①雜交實驗——觀察實驗，發(fā)現(xiàn)問題說明：A.紅眼對白眼顯性B.F2中紅眼:白眼=3:1，符合分離定律，說明紅眼和白眼受一對等位基因控制現(xiàn)象：紅眼與白眼為一對相對性狀問題：為什么F2中白眼只在雄性出現(xiàn)？(為什么白眼性狀與性別關聯(lián))2.基因位于染色體上的實驗證據(jù)一.基因在染色體上②對現(xiàn)象的解釋——提出假說，解釋問題如果按照薩頓的假說---“基因位于染色體上”，那么，控制白眼的基因應該位于什么染色體上呢？A.位于常染色體Ⅱ、Ⅲ或Ⅳ上。D.位于X和Y染色體的同源區(qū)段上(Ⅰ)。C.只位于X染色體上(Ⅱ2)。B.只位于Y染色體上(Ⅱ1)?！?.基因位于染色體上的實驗證據(jù)一.基因在染色體上②對現(xiàn)象的解釋——提出假說，解釋問題B.只位于Y染色體上(Ⅱ1)?！罰F1×

紅眼雌果蠅

XX白眼雄果蠅

XYw

比例

XX紅眼雌

XYw白眼雄1

:1不能解釋摩爾根的果蠅雜交實驗結(jié)果。一.基因在染色體上②對現(xiàn)象的解釋——提出假說，解釋問題D.位于X和Y染色體的同源區(qū)段上(Ⅰ)。C.只位于X染色體上(Ⅱ2)。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

)XWXW紅眼（雌）×XwYw白眼（雄）XWYwXwXWYw紅眼（

雄

）XWXw紅眼（

雌

）×PF2F1配子配子XWXwXWYXWXW紅眼(雌

）

XWXw紅眼(雌)XWYw紅眼(雄)XwYw白眼(雄

)2.基因位于染色體上的實驗證據(jù)一.基因在染色體上③對解釋的驗證——設計實驗，驗證假說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

)XwD.位于X和Y染色體的同源區(qū)段上(Ⅰ)。C.只位于X染色體上(Ⅱ2)。測交(演繹推理)測交(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

)Xw1:1:1:1一.基因在染色體上③對解釋的驗證——設計實驗，驗證假說摩爾根等人親自做了該實驗，實驗結(jié)果如下：紅眼雌性紅眼雄性白眼雌性白眼雄性126132120115雜交實驗結(jié)果為：紅眼雌果蠅和白眼雄果蠅。支持“基因位于X染色體上，Y染色體上不含有它的等位基因”的假說。怎么辦?追加實驗→XwXw

×XWY↓XWXw

XwY白眼(雌)紅眼(雄)紅眼(雌)白眼(雄)XwXw

×XWYW↓白眼(雌)紅眼(雄)XWXw

XwYW紅眼(雌)紅眼(雄)D.位于X和Y染色體的同源區(qū)段上(Ⅰ)C.只位于X染色體上(Ⅱ2)PF1PF1果蠅有4對染色體，攜帶的基因大約有1.3萬個；人有23對染色體，攜帶的基因大約有2.6萬?；蚺c染色體可能有怎樣的對應關系呢？摩爾根和他的學生們經(jīng)過十多年的努力，發(fā)明了測定基因位于染色體上的相對位置的方法(三點測交法)，并繪出了第一幅果蠅各種基因在染色體上的相對位置圖。一條染色體上應該有許多個基因；同時說明基因在染色體上呈線性排列。3.基因與染色體的關系一.基因在染色體上結(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；短硬毛棒狀眼深紅眼朱紅眼截翅紅寶石眼白眼黃身基因線性排列是指基因一個接著一個,沒有重復、倒退、分枝等現(xiàn)象。3.基因與染色體的關系一.基因在染色體上1.真核生物基因的載體有：染色體、線粒體、葉綠體擬核、細胞質(zhì)（質(zhì)粒）2.原核生物基因的載體有：基因在染色體上呈__________。染色體是基因的__________，________________也是基因的載體。根據(jù)基因的存在部位，可將其分為

和

。線性排列主要載體核基因質(zhì)基因線粒體、葉綠體熒光標記法上圖從熒光點（四個）的分布來看，位置相同，說明圖中是一對含有染色單體的同源染色體。細胞中的基因都位于染色體上嗎？為什么？3.基因與染色體的關系一.基因在染色體上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

孟德爾所說的一對遺傳因子就是位于___對__________上的_______，不同對的遺傳因子就是位于____________上的___________；一同源染色體等位基因非同源染色體非等位基因等位基因概念：位于同源染色體上同一位置控制相對性狀的基因Aa、BbDD、AA叫做相同基因二.孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)在解釋1.相關概念

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；Dd12Dd12DdD1Dd2ddDDd

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、等位基因分離的原因：隨同源染色體的分離而分離2、等位基因分離的時間：減數(shù)分裂Ⅰ后期思考實質(zhì):減Ⅰ后期等位基因隨同源染色體的分開而分離二.孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)在解釋2.基因分離定律的實質(zhì)（教材P32）

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。1.自由組合的原因：隨非同源染色體的自由組合而自由組合2.自由組合的時間：減數(shù)分裂Ⅰ后期思考實質(zhì):減Ⅰ后期非同源染色體上的非等位基因自由組合二.孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)在解釋2.基因自由組合定律的實質(zhì)（教材P32）摩爾根發(fā)現(xiàn)了基因的連鎖和互換定律——遺傳學第三大定律AAaaBBbbAAaaBBbbA、B基因連鎖B、b基因互換二.孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)在解釋3.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（完全連鎖）2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兩種配子二.孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)在解釋3.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（不完全連鎖）2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AABabbBaAB：ab：Ab：aB=a:a:b:b(a≠b;a+b=0.5)二.孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)在解釋3.基因連鎖互換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種：AB、Ab、aB、ab9種：AaBb、AaBB、AABb、AABB、Aabb、AAbb、aaBb、aaBB、aabb二.孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)在解釋3.基因連鎖互換在基因研究中，下列成就分別是由哪些科學家來完成的？①提出“性狀是由遺傳因子決定的”觀點。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用實驗證明了“基因在染色體上”。約翰遜摩爾根

假說—演繹法薩頓孟德爾

假說—演繹法二.孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)在解釋4.重要遺傳學發(fā)展歷程1.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，則基因位于常染色體上。（2）若子代雌性個體全為顯，雄性個體全為隱，則基因位于X染色體上。三.基因在染色體上（知識拓展）1.判斷等位基因A、a位置（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。2.未知顯隱性—正反交XaXa

×

XAYXAX

a

顯性XaY隱性F1：P：配子：XaXAYXAXA

×

XaYXAX

a

顯性XAY顯性F1：P：配子：XAXaY判斷等位基因A、a位置三.孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)在解釋1.判斷等位基因A、a位置薩頓的假說（類比推理法）基因和染色體存在著明顯的平行關系內(nèi)容：基因在染色體上依據(jù)：基因在染色體上的證據(jù)(假說演繹法)摩爾根果蠅的雜交實驗結(jié)論：基因在染色體上孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋基因的分離定律的實質(zhì)基因的自由組合定律的實質(zhì)基因在染色體上小結(jié)四.課堂小結(jié)二、拓展應用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