基因在染色体上高一下学期生物人教版必修2

人教版2019必修2第2节基因在染色体上第2章基因和染色体的关系问题探讨：

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。讨论1：对人类基因组进行测序，为什么首先要确定哪些染色体?因为基因在染色体上讨论2：为什么不测定全部46条染色体?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，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。新课引入19世纪，孟德尔发现了提出了“遗传因子”的概念。1909年，丹麦生物学家约翰逊提出了“基因”的概念，用以替代遗传因子。基因在哪里呢？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。他发现孟德尔假设的一对遗传因子，也就是等位基因，他们的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。于是，他开始进行实验、分析、推理……一萨

顿

的

假

说PartOne一、萨顿的假说2n=24受精作用减数分裂精子12条染色体卵细胞12条染色体体细胞24条染色体1.假说内容：基因是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。基因成对存在只有成对的基因中的一个成对的同源染色体一条来自父方，一条来自母方。成对的基因一个来自父方，一个来自母方。基因行为染色体行为体细胞染色体成对存在只有成对染色体中的一条配子来源P配子F1P配子F1♂♀DdDdDD♂dd♀××配子形成和受精过程中有相对稳定的结构。杂交过程中基因保持完整性和独立性。传递性质分析2.萨顿的假说Rr非等位基因在形成配子时自由组合基因行为染色体行为行为变化非同源染色体在减数分裂Ⅰ后期自由组合YyRrYyYRYryRyr等位基因分离非等位基因自由组合同源染色体分离非同源染色体自由组合分析2.萨顿的假说假说依据：基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。高茎矮茎×减数分裂受精减数分裂高茎减数分裂P配子F1F1配子DDDdDdDddddD高茎高茎矮茎高茎ddDdDDDd请用萨顿的假说解释孟德尔的一对相对性状杂交实验高茎用D表示，矮茎用d表示。思考·讨论萨顿经推理得出的结论--基因在染色体上究竟是否正确？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。3.类比推理法：根据两个或两类对象有部分属性相同，从而推出他们的其他属性也相同的科学研究方法。萨顿W.sutton(1877-1916)

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！摩尔根他一直琢磨着设计一个实验，探究生物的遗传与染色体到底什么关系。什么实验材料合适？二基因在染色体上的实验证据PartTwo二、基因在染色体上的实验证据1.果蝇作为实验材料的优点（1）易饲养（2）繁殖快、后代数量多（3）有易于区分的性状（4）染色体数目少，易观察二、基因在染色体上的实验证据2.染色体组成4对染色体=3

对常染色体（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）+1对性染色体（XX/XY）雌性：3对常染色体+XX雄性：3对常染色体+XY1909年，摩尔根开始用果蝇做实验。一天，他偶然在一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇，为了研究白眼性状的遗传规律，他将这只白眼雄果蝇与红眼雌果蝇进行了杂交。F2

3/4红眼（♀、♂）PF1红眼（♀♂）×3.果蝇杂交实验♀红眼♂白眼杂交1/4白眼（♂）结果分析：a.F1全为红眼，说明

为显性；b.F2红眼和白眼的数量比为3:1，说明符合

定律，红眼和白眼受

等位基因控制。c.白眼性状的表现与_______相联系红眼分离性别一对4.提出假说：控制白眼的基因（w）在X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因。写出下列基因型：雌果蝇基因型有：XWXW（红眼）XWXw（红眼）XwXw（白眼）雄果蝇基因型有：XWY（红眼）XwY（白眼）配子XWYXWXwXWXW红眼（雌）XwY白眼（雄）XWXwYXWXw红眼（雌）XWY红眼（雄）XWXW红眼（雌）XWY红眼（雄）XWXw红眼（雌）XwY白眼（雄）P配子F14.提出假说：控制白眼的基因（w）在X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因。F2×XWXwXwYXWXwYXw配子XWXwXW

YXwXwXwYF1红雌：红雄：白雌：白雄P1：1：1：1实际结果：126132120115该结果与基因位于常染色体上时结果相同，因此，该结果无法验证假说。演绎推理5.实验验证测交一：F1红眼雌与纯合白眼雄测交思考：通过该测交实验能否证明基因在X染色体上？×XwXwXWYP红眼雌蝇

白眼雄蝇1：

1F1该测交结果证明了控制果蝇眼色的基因在X染色体上。配子XWXwYXWXwXwY测交二：F1红眼雄与纯合白眼雌测交实际结果：307290演绎推理5.实验验证摩尔根等人的工作，把一个特定的基因和一条特定的染色体—X染色体联系起来。得出结论：XXXYXWXW(w)XWXW(w)XWXWYXWXW证明了基因在染色体上二、基因在染色体上的实验证据验证假说：测交得出结论：基因在染色体上若控制白眼基因（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：假说演绎法从此，摩尔根成了

理论的坚定支持者孟德尔回顾摩尔根的实验：6.基因与染色体的关系思考XX4对染色体，1.3万个基因23对染色体，2.6万个基因（1）一条染色体上有许多个基因。基因在染色体上是如何排列的呢？短硬毛棒状眼深红眼朱红眼截翅红宝石眼白眼黄身（2）基因在染色体上呈线性排列。摩尔根和他的学生们经过十多年的努力，发明了测定基因在染色体上相对位置的方法，并绘制了果蝇各种基因在染色体上的相对位置图，说明了：果蝇X染色体上的一些基因6.基因与染色体的关系三

孟德尔遗传规律的现代解释PartThree（1）等位基因：位于同源染色体上同一位置，控制相对性状的基因。（2）非等位基因：位于非同源染色体上或者同源染色体不同位置上的基因。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分裂间期减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ减数分裂ⅡaaAAAa2.基因分离定律的实质是：在杂合子的细胞中，减数分裂形成配子时，等位基因会随同源染色体的分开而分离。时间：减数分裂Ⅰ后期分裂间期减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ减数分裂ⅡAaBbaaAAbbBBBBaaAAbbAbaBBaAb3.自由组合定律的实质是：在减数分裂过程中，同源染色体上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。时间：减数分裂Ⅰ后期还可以产生哪两种配子？AB、ab非同源染色体上的非等位基因自由组合AB、abAb、aB2对等位基因位于1对同源染色体上时，还能自由组合吗？AaBb思考注意：（1）只有非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律。（2）真核生物细胞核基因遵循孟德尔的遗传规律，叶绿体、线粒体中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。（3）原核生物中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。摩尔根发现了基因的连锁和互换定律——遗传学第三大定律AAaaBBbbAAaaBBbbA、B基因连锁B、b基因互换4.基因连锁互换4.基因连锁互换AaBbAABBaabb分裂间期减数分裂ⅠABBAaabb减数分裂Ⅱ减数分裂ⅡABabABab（1）连锁2对等位基因位于1对同源染色体上A和B、a和b连锁，可以产生AB、ab两种配子4.基因连锁互换AaBb分裂间期减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ减数分裂ⅡABAbaabBABaAabbB（2）互换2对等位基因位于1对同源染色体上B和b发生互换，可以产生AB、Ab、aB、ab四种配子AABabbBa基因在染色体上的位置产生配子自交后代基因型连锁互换4种：AB、Ab、aB、ab2种：AB、ab9种：AaBb、AaBB、AABb、AABB、Aabb、AAbb、aaBb、aaBB、aabb3种：AaBb、AABB、aabb4.基因连锁互换4种：AB、Ab、aB、ab9种：AaBb、AaBB、AABb、AABB、Aabb、AAbb、aaBb、aaBB、aabb拓展：X、Y染色体的区段3.基因位于染色体上的实验证据——（3）探究过程拓展：X、Y染色体的区段X、Y染色体含同源区段，如图中A、C段；非同源区段（仅X或Y染色体独有区段）,如图中B和D段。建立假说假说①：控制白眼的基因（w）位于X染色体上，Y染色体上无该基因的等位基因。

（基因位于B段）3.基因位于染色体上的实验证据——（3）探究过程假说②：

控制白眼的基因在X染色体和Y染色体上，即Y染色体上含有它的等位基因。（基因位于A、C段）假说③：

控制白眼的基因在Y染色体上，而X染色体上不含有它的等位基因。（基因位于D段）建立假说F1×红眼(雌)红眼(雄)P×白眼(雄)红眼(雌)XWXWXwYXWXwYXWXwXWYF2XWXwXWY红眼(雌)红眼(雌)红眼(雄)白眼(雄)配子配子XWXWXWXwXWYXwY3.基因位于染色体上的实验证据——（3）探究过程♂♀假说①：控制白眼的基因（w）位于X染色体上，Y染色体上无该基因的等位基因。

（基因位于B段）据以上解释得出推论：F1为杂合子证明F1为杂合子的方法——测交：让F1与隐性纯合子杂交。预期结果：后代应出现4种表现型，比例为1:1:1:1。PF1测交杂种子一代隐性纯合子演绎推理×红眼(雌)XWXwXWXwXwY红眼(雌)

白眼(雌)红眼(雄)白眼(雄)XWXwXwXwXWYXwY白眼(雄)XwY实验检验摩尔根等人实施了测交，实验结果结果与推理的结果相同。3.基因位于染色体上的实验证据——（3）探究过程配子♂♀建立假说3.基因位于染色体上的实验证据——（3）探究过程假说②：

控制白眼的基因在X染色体和Y染色体上，即Y染色体上含有它的等位基因。（基因位于A、C段）F1×红眼(雌)红眼(雄)P×白眼(雄)红眼(雌)XWXWXwYwXWXwYwXWXwXWYwF2XWXwXWYw红眼(雌)红眼(雌)红眼(雄)白眼(雄)配子配子XWXWXWXwXWYwXwYw♂♀假说亦可解释观察的现象白眼基因只在X染色体上白眼雌×红眼雄（自然情况下XWY）3.基因位于染色体上的实验证据——（3）探究过程如何证明白眼基因在X染色体上，而不存在于Y染色体上。反交（白眼雌×红眼雄）白眼基因在X染色体和Y染色体上均有白眼雌×红眼雄（自然情况下XWYW）P红眼(雄)XWY

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

白眼(雌)XwXw×XwXWYW红眼(雌)XWXw红眼(雄)XwYW配子F1白眼基因只在X染色体上白眼雌×红眼雄（自然情况下XWY）3.基因位于染色体上的实验证据——（3）探究过程如何证明白眼基因在X染色体上，而不存在于Y染色体上。反交（白眼雌×红眼雄）白眼基因在X染色体和Y染色体上均有白眼雌×红眼雄（自然情况下XWYW）P红眼(雄)XWY

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

白眼(雌)XwXw×XwXWYW红眼(雌)XWXw红眼(雄)XwYW配子F1将白眼雌果蝇和自然存在的红眼雄果蝇（纯合）进行杂交实