【高中生物】基因在染色体上课件 高一下学期生物人教版必修2

基因在染色体上回到19世纪——

孟德尔发现了遗传的两大定律人们才意识到遗传因子（基因）是客观存在的基因在哪里呢？分离定律自由组合定律回顾孟德尔分离定律：

在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。基因

基因基

因同源染色体同源染色体同源染色体请你试一试,将孟德尔分离定律中的遗传因子先后换成基因或同源染色体,再把分离定律念一遍：这样替换有问题吗？由此你能联想到什么呢??？一、萨顿的假说1903年，美国科学家萨顿用蝗虫细胞作材料，研究精子和卵细胞的形成过程。发现孟德尔定律中等位基因的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。体细胞24条染色体精子12条染色体卵细胞12条染色体受精体细胞24条染色体

子代体细胞中的这24条染色体，按形态结构来分，两两成对，共12对，每对染色体中一条来自父方，一条来自母方。一、萨顿的假说1、推论：基因（遗传因子）由染色体携带着从亲代传递给下一代的,即基因在染色体上。2、原因:基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。萨顿3、方法：类比推理法注意:推理得出的结论并不具有必然性其正确与否,还需要实验验证

根据两个对象有部分属性相同的前提，推论出他们的其他属性也相同的结论。科学家利用类比推理得出了很多重要的结论。在配子形成和受精过程中，也有：________________基因的行为染色体的行为在传递中的性质体细胞中的存在形式_________存在________存在配子中的存在形式只有成对基因中的_______只有成对染色体中的_______在体细胞中的来源成对中的基因一个来自______

一个来自______

同源染色体一条来自______一条来自______形成配子时的组合方式等位基因:_______非等位基因:________同源染色体:______非同源染色体:_______成对成对一个一条父方母方父方母方自由组合自由组合完整性和独立性相对稳定的形态结构基因与染色体的关系分离分离在杂交过程中保持：_________________________受精作用受精卵亲代配子子代染色体行为基因行为DDddDdDdDd受精作用看不见的染色体基因位于染色体上推论（即假说）基因看得见的平行关系一、萨顿的假说基因和染色体的行为存在着明显的平行关系减数分裂中基因和染色体的关系高茎高茎矮茎高茎D

dD

Dd

d

D

d

d

d×减数分裂受精减数分裂高茎减数分裂P配子F1F1配子高茎矮茎F2dDdDD

DDDdd思考讨论

如果你也认为“基因在染色体上”，请在课本30页图中的染色体上标出基因符号。注意:类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性。其正确与否,还需要观察和实验的检验。加拿大外交官朗宁在竞选省议员时，由于他幼儿时期吃过中国奶妈的奶水，受到政敌的攻击，说他身上一定有中国血统。朗宁反驳说：“你们是喝牛奶长大的，你们身上一定有牛的血统了。”

萨顿经类比推理得出的结论—基因在染色体上究竟是否正确？

美国生物学家:

摩尔根（T.H.Morgan)

正因为类比推理的非必然性，萨顿的假说遭到同时代的遗传学家摩尔根的强烈质疑。我不相信孟德尔，更难以相信萨顿那家伙毫无事实根据的臆测！我更相信的是实验证据，我要通过确凿的实验找到遗传和染色体的关系！

摩尔根的这种大胆质疑、科学务实的研究精神是值得我们学习的。二、基因位于染色体上的实验证据1909年开始，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。1910年5月，他发现了一只白眼的突变果蝇。他开始用这只果蝇进行实验。遗传学实验材料——果蝇的优点：

1.个体小，易饲养2.繁殖快，后代多3.具有易于区分的相对性状4.染色体少，易观察（4对）二、基因位于染色体上的实验证据染色体性染色体常染色体（与决定性别无关的染色体）（与决定性别有关的染色体）6+XX6+XY（异型）（同型）雌性：雄性：（雌雄异体才有！）果蝇Y染色体比X染色体长!1.哪些属同源染色体？2.果蝇含

对染色体。其中有

对常染色体，

对性染色体。3.写出果蝇配子的染色体组成，雌性

，雄性

。4.同型与异型是针对

（性、常）染色体。314性Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、XⅡ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y(1)非同源区段①基因只存在于X染色体（Ⅰ区段）上②基因只存在Y（Ⅲ区段）上Ｘ、Ｙ同源区段的基因是成对存在的。(2)在同源区段Ⅱ基因的表示方法X

X--雌性：X

Y-雄性：先写性染色体，再把基因写染色体右上角XY-雄性：X

X--雌性：X

Y-雄性：-XX雌性：XYⅠⅡⅢ性染色体1.如果基因在常染色体上：

—2.如果基因在性染色体上：

。3.如果常染色体和性染色体上都有基因：

。XAXaBbXAXaBb易错点：不要误认为所有真核生物均有性染色体

只有具性别分化（雌雄异体）的生物才有性染色体之分，如下生物无性染色体：①所有无性别之分的生物（如酵母菌等）均无性染色体。②虽有性别之分，但雌雄同株（或雌雄同体）的生物均无性染色体，如玉米、水稻、蚯蚓等。1、所有真核生物都有性染色体吗？易错点：不要误认为性别都是由性染色体来决定的

性别主要由性染色体决定，除此以外，有些生物性别的决定还与受精与否、基因的差别以及环境条件的影响有关系。如蜜蜂和龟等。2、性别都是由性染色体来决定的吗？3/41/4P×白眼（雄）红眼（雌）F1红眼F2白眼（雄）红眼（雌、雄）（雌、雄交配）摩尔根运用“假说-演绎法”进行实验探究。摩尔根的果蝇杂交实验观察实验，发现问题1.实验表明果蝇的眼色_____为显性性状,F2中红眼和白眼的数量比为

，这样的遗传符合______，表明果蝇的红眼和白眼是受_____________控制的。红色3：1分离定律一对等位基因“F2红眼和白眼之间的数量比是3:1，遵循分离定律。所不同的是白眼性状的表现，总是与性别相联系。”

如何解释这一现象？3/41/4P×白眼（雄）红眼（雌）F1红眼F2白眼（雄）红眼（雌、雄）（雌、雄交配）摩尔根运用“假说-演绎法”进行实验探究。摩尔根的果蝇杂交实验提出假说，解释问题假说①：控制白眼的基因是在Y染色体上，X染色体上没有它的等位基因假说②：控制白眼的基因是在X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因假说③：控制白眼的基因在

X、Y染色体的同源区段上。×控制白眼的基因在常染色体上×3/41/4P×白眼（雄）红眼（雌）F1红眼F2白眼（雄）红眼（雌、雄）（雌、雄交配）摩尔根运用“假说-演绎法”进行实验探究。摩尔根的果蝇杂交实验提出假说，解释问题摩尔根及其同事提出假说：控制白眼的基因（w）在X染色体上，而Y染色体上不含它的等位基因雌果蝇种类：红眼（ＸＷＸw、ＸＷＸＷ）白眼（ＸWＸW）雄果蝇种类：红眼（ＸＷＹ）白眼（ＸwＹ）ＸwＹＸＷＸＷＸＷＸw、ＸＷＹＸＷＸw、ＸＷＸＷ、ＸＷＹＸwＹXWXW红眼（雌）×XwY白眼（雄）XWYXwXWY红眼（雄）XWXw红眼（雌）×PF2F1配子XWXW红眼（雌）XWXw红眼（雌）XWY红眼（雄）XwY白眼（雄）XwXWYXW♂配子♀配子能得出结论吗？提出假说，解释问题演绎推理(纸上谈兵)XWXw

×XwYXWX

wXwYF1：P：配子：红眼（雌）白眼（雄）XW

XwXwYXwXw

XWY红雌白雌红雄白雄XWY

×XwXwXWX

w

红雌XwY白雄F1：P：配子：红眼（雄）白眼（雌）XWXwY测交方案1测交方案2--设计测交实验:子代性状红眼雌蝇红眼雄蝇白眼雌蝇白眼雄蝇数量126132120115比例1111测交实验的结果：测交方案1测交方案2实验验证子代性状红眼雌性白眼雄性数量234230比例11演绎推理：测交实验验证演绎推理得出结论：基因在染色体上控制眼色的基因（w）在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因白眼性状的表现总是与性别相联系？提出问题：作出假说：假说演绎法回顾摩尔根的实验：实验验证：根据假说设计并预测测交结果摩尔根这种对待科学的态度和高尚的品格，正是我们需要学习的科学精神！摩尔根在对其他科学家的学说持怀疑态度时，没有选择批评挖苦对方，而是认真钻研设计实验。在实验证据证明其他科学家学说正确之时，坚持“实验至上”立马摈弃之前的偏见。控制果蝇白眼的基因只位于X染色体上，而Y染色体不含其等位基因，基因在染色体上。得出结论XWXw

×XwYXWX

wXwYF1：P：配子：红眼（雌）白眼（雄）XW

XwXwYXwXw

XWY红雌白雌红雄白雄XWY

×XwXwXWX

w

红雌XwY白雄F1：P：配子：红眼（雄）白眼（雌）XWXwY测交方案1测交方案2哪个实验验证假说最为关键？实验1中，雌雄果蝇中均有红眼和白眼，与基因位于常染色体表现相同；实验2中，雌果蝇全为红眼雄果蝇全为白眼，性状表现与性别联系，与基因位于常染色体不同，由此可证明假说成立√红：白=3：1PF1F2×红眼雌果蝇

白眼雄果蝇

比例

XWXw红眼雌

XWYw红眼雄×

XWXW

红雌

XWXw红雌

XWYw

红雄

XwYw

白雄符合P×白眼（雄）红眼（雌）F1红眼F2白眼（雄）红眼（雌、雄）（雌、雄交配）假说③：控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上。

XwYwXWXW白眼（雌）╳红眼（雄）XwXw╳XWYXWXwXwY红眼（雌）白眼（雄）XwXw╳XWYWXWXwXwYW红眼（雌）红眼（雄）“BUG”修复：②白眼基因位于X染色体上③白眼基因位于X和Y染色体同源区段上控制白眼的基因是在X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因。假说②：控制白眼的基因是在X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因假说③：控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上。孟德尔萨顿摩尔根实验证据：遗传因子（基因）遗传规律观察到减数分裂染色体的行为规律假说：遗传的染色体学说（基因在染色体上）实验证据：将基因定位在染色体上假说-演绎法类比-推理法假说-演绎法从此，摩尔根成了

理论的坚定支持者孟德尔结论：基因在染色体上呈线性排列。(没有重复、倒退、分枝！)摩尔根和他的学生们，设计测量出：第一个果蝇各种基因在染色体上排列图谱。人只有23对染色体，却有约2.6万个基因。一条染色体上应该有许多个基因。果蝇只有4对染色体，携带的基因有1.3万多个；基因位于染色体的实验证据现代生物学测定方法：荧光标记法果蝇X染色体上的一些基因细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？不是。①真核生物的核基因都位于染色体上，而质基因位于线粒体等细胞器内；②原核生物的基因有的位于拟核区DNA分子上，有的位于细胞质的质粒上。常见问题染色体是基因的主要载体

孟德尔所说的一对遗传因子就是位于___对_____________上的_______，不同对的遗传因子就是位于____________上的___________；一同源染色体等位基因非同源染色体非等位基因dBBaAD等位基因等位基因非同源染色体非等位基因相同基因同源染色体同源染色体1234同源染色体上的非等位基因能自由组合吗？三、孟德尔遗传规律的现代解释:1.等位基因：同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因1．基因的分离定律的实质(1)在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性。(2)在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。三、孟德尔遗传规律的现代解释:Dd12Dd12DdD1Dd2dDDdd精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精细胞减数分裂D

ddD配子1．基因的分离定律的实质(1)在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性。(2)在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。三、孟德尔遗传规律的现代解释:Aa精原细胞初级精母细胞AaAa次级精母细胞AAaaAaAa精细胞（1）等位基因的概念：位于同源染色体上同一位置，控制相对性状的基因。A和a注意：A和A、a和a叫做相同基因（2）等位基因分离的原因：随同源染色体的分离而分离（3）等位基因分离的时间：减数分裂Ⅰ后期1．基因的分离定律的实质三、孟德尔遗传规律的现代解释:2．基因的自由组合定律的实质(1)位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。(2)在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。三、孟德尔遗传规律的现代解释:abBAAAaaBBbbAABBaabbBAabBAab精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精细胞AAaaBBbb初级精母细胞次级精母细胞精细胞bbAABBaaAbAbaBaB2．基因的自由组合定律的实质(1)位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。(2)在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。减数分裂配子AaBbaBbaABbA减数分裂配子三、孟德尔遗传规律的现代解释:自由组合的原因：随非同源染色体的自由组合而自由组合自由组合的时间：减数分裂Ⅰ后期非同源染色体上的非等位基因自由组合2．基因的自由组合定律的实质三、孟德尔遗传规律的现代解释:AaBdBD课堂小结基因在染色体上萨顿的假说假说核心：基因在染色体上依据：基因与染色体存在明显的平行关系基因位于染色体上的实验证据摩尔根果蝇杂交实验果蝇体细胞的染色体图解果蝇杂交实验分析图解基因在染色体上呈线性排列孟德尔遗传规律的现代解释基因的分离定律的实质基因的自由组合定律的实质类比推理法假说演绎法AaBbAAaaBBbbaaAABBbbaaAABBbbaBABabAb若发生交叉互换一个基因型为AaBb的精原细胞经过减数分裂，会形成几种基因型不同的配子？若不发生交叉互换，2种，AB、

ab或Ab、

aB各两个若发生交叉互换，4种，AB、ab、Ab、aB各一个一个基因型为AaBb的卵原细胞经过减数分裂，会形成几种基因型不同的配子？若不发生交叉互换，1种，AB或ab或Ab或aB若发生交叉互换，1种，AB或ab或Ab或aB一个基因型为AaBb的个体经过减数分裂，会形成几种基因型不同的配子？4种，AB、ab、Ab、aB人有46条染色体，但是旨在揭示人类基因组遗传信息的人类基因组计划却只测定人的24条染色体的DNA序列。1.对人类基因组进行测序，为什么首先要确定哪些染色体?2.为什么不测定全部46条染色体?讨论人有22对常染色体和1对性染色体，在常染色体中，每对同源染色体上分布的基因是相同的或是等位基因，只对其中一条测序就可以了；性染色体X和Y差别较大，基因也大不相同，所以都要测序。基因位于染色体上，要测定某个基因的序列，首先要知道该基因位于哪条染色体上。问题探讨1．果蝇某一条染色体上有许多基因（如图所示），下列有关说法正确的是（）A．白眼基因与深红眼基因是控制果蝇眼色的一对等位基因B．控制果蝇白眼和朱红眼的基因在减数分裂时可发生分离C．该染色体上的所有基因都呈线性排列D．该染色体上基因控制的性状一定会在后代中同时显现C练习例2.基因型为AaXBY的小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生一个不含性染色体的AA型配子。等位基因A、a位于2号染色体上。下列关于染色体未分离时期的分析，正确的是(

)①2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离②2号染色体可能在减数第一次分裂时未分离③性染色体可能在减数第二次分裂时未分离④性染色体一定在减数第一次分裂时未分离A.①③

B.①④

C.②③

D.②④A3、下图为初级精母细胞减数分裂时的一对同源染色体示意图，图中1-8表示基因。不考虑突变的情况下，下列叙述正确的是A．1与3都在减数第一次分裂分离，1与2都在减数第二次分裂分离B．1与2、3、4互为等位基因，与6、7、8互为非等位基因C．同一个体的精原细胞有丝分裂前期也应含有基因1~8D．1分别与6、7、8组合都能形成重组型的配子C1.下列有关基因与染色体的关系的表述，错误的是(

) A.基因就是染色体 B.有的生物的基因并不在染色体上 C.基因在染色体上的提出者是萨顿 D.同源染色体上的等位基因随同源染色体的分开而分离2.关于孟德尔遗传规律现代解释的叙述，错误的是(

)A.非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的B.同源染色体上的等位基因具有一定的独立性C.同源染色体上的等位基因分离，非等位基因自由组合D.基因的分离定律与基因的自由组合定律体现在减数分裂过程中AC1．方法一(1)实验设计：正交与反交(使用条件：不知道显隐性关系)。(2)结果预测及结论①若两组杂交结果相同，则该基因位于常染色体上。②若两组杂交结果不同，且子代表现型与性别有关，则该基因位于X染色体上。一、判断基因是位于常染色体上还是X染色体上拓展2．方法二(1)实验设计：隐性的雌性个体×显性的雄性个体(使用条件：知道显隐性关系)。(2)结果预测及结论①若子代中的雄性个体全表现为隐性性状，雌性个体全表现为显性性状，则该基因位于X染色体上。②若子代中的雌雄个体中既有显性性状又有隐性性状，且各占1/2，或雌雄个体全表现为显性性状，则该基因位于常染色体上。拓展一、判断基因是位于常染色体上还是X染色体上一、判断基因是位于常染色体上还是X染色体上拓展3．方法三、统计(1)①若两种性状在雌雄个体中出现，且性状分离比在雌雄中是相同的，或同个性状中雌雄比为1：1则该基因位于常染色体上。反之位于X染色体上某小组在饲养的果蝇中发现有的果蝇是黑身，有的是灰身；有的是分叉毛，有的是直毛，并用两只灰身直毛果蝇杂交，得到的子代类型和比例如下表：

灰身直毛灰身分叉毛黑身直毛黑身分叉毛雌蝇3/401/40雄蝇3/83/81/81/8（1）控制直毛与分叉毛的基因位于______染色体上。（2）亲代果蝇的基因型分别为________(黑身、灰身用B、b表示、分叉毛、直毛用F、f表示)。（3）子代雄性果蝇的基因型有_____种，其中灰身直毛的基因型为_____。（4）子代表现型为灰身直毛的雌蝇中，纯合子与杂合子的比例为_____。XBbXFYBbXFXf6BBXFY、BbXFY1:5单独考虑每一对基因然后再自由组合遗传综合题型3.果蝇常被用作遗传学研究的实验材料，下列关于果蝇的叙述，错误的是(

)A.果蝇易饲养、后代多，具有易于区分的性状B.果蝇体细胞中含有4对常染色体，雌果蝇体细胞中含有2条X染色体C.性染色体上的基因不一定都与性别决定有关D.白眼雄果蝇的白眼基因位于X染色体上，Y染色体上无其等位基因B4.根据如图所示基因在染色体上的分布情况判断，下列选项不遵循基因的自由组合定律的是(

)A一、概念检测1.基于对同源染色体和非同源染色体上相关基因的理解，判断下列相关表述是否正确。(1)位于一对同源染色体上相同位置的基因控制同一种性状。()(2)非等位基因都位于非同源染色体上。()√×练习与应用P32一、概念检测2.基因主要位于染色体上，下列关于基因和染色体关系的表述，错误的是()A.染色体是基因的主要载体B.染色体就是由基因组成的C.一条染色体上有多个基因D.基因在染色体上呈线性排列B练习与应用P32一、概念检测3.基因和染色体的行为存在平行关系。下列相关表述，错误的是()A.复制的两个基因随染色单体分开而分开B.同源染色体分离时，等位基因也随之分离C.非同源染色体数量越多，非等位基因组合的种类也越多D.非同源染色体自由组合，使所有非等位基因也自由组合D练习与应用P3211、右图示果蝇的原始生殖细胞，图中1、1′……4、4′

表示染色体,B、b、W、w分别表示控制不同性状的

基因。果蝇的红眼和白眼分别由位于X染色体上的W、

w控制，请据图回答下列问题：（1）该细胞是_____________。（2）图中的_______________________属常染色体，而______属性染色体。卵原细胞1、1′、2、2′、3、3′4、4′练习（3）该细胞中有_____个DNA分子。（4）该果蝇基因型可写成____________________。（5）经减数分裂它可产生__________种基因型的配子。8BbXWXw4拓展应用1.用白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交，通过眼睛颜色可判断子代果蝇的性别；用白眼雄果蝇和红眼雌果蝇杂交，通过眼睛颜色却不能判断子代果蝇的性别，这是为什么？用其他杂交组合，能否通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别呢？

红眼雌果蝇的基因型有XWXW和XWXw两种类型，白眼雄果蝇的基因型为XwY。

如果基因型为XWXW的红眼雌果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交，则子一代无论雌雄，全部为红眼；

如果基因型为XWXw的红眼雌果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交，那么子代雌果蝇和子代雄果蝇都是既有红眼，也有白眼，因此无法通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。

果蝇眼睛颜色的杂交实验，共有红眼雌果蝇（XWXW或XWXw）与红眼雄果蝇（XWY）、红眼雌果蝇（XWXW或XWXw）与白眼雄果蝇（XwY）、白眼雌果蝇（XwXw）与白眼雄果蝇（XwY）、白眼雌果蝇（XwXw）与红眼雄果蝇（XWY）杂交等组合。只有白眼雌果蝇（XwXw）与红眼雄果蝇（XWY）杂交的子代，红眼全为雌性，白眼全为雄性，可以通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。拓展应用2.生物如果丢失或增加一条或几条染色体，就会出现严重疾病甚至死亡。但是在自然界，有些动植物的某些个体是由未受精的生殖细胞（如卵细胞）单独发育来的，如蜜蜂中的雄峰等。这些生物虽然体细胞中的染色体数目减少了一半，但它们仍能正常生活。你如何解释这一现象？

这些生物的体细胞中的染色体数目虽然减少了一半，但仍具有一整套非同源染色体，这一套染色体携带着控制该种生物所有性状的一整套基因。3.人的体细胞中有23对染色体，其中1-22号是常染色体，23号是性染色体。体现已经发现多一条13号、18号或21号染色体的婴儿，都表现出严重的病症。据不完全调查，现在还未发现多一条（或几条）其他常染色体的婴儿。请你试着作出一些可能的解释。

人的体细胞中染色体数目的变异，会严重