【课件】基因在染色体上 2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2

第2节

基因在染色体上

第二章基因和染色体的关系教学目标目标010203借助假说演绎法再现摩尔根的实验，学会自主提出假说、设计实验并验证，提高科学探究能力。(科学思维)从萨顿的假说到摩尔根的果蝇杂交实验，逐步认识基因是有物质实体的，深入理解孟德尔遗传规律的本质，又进一步理解遗传的物质性。(生命观念)认同基因的物质本质、体会科学研究需要大胆质疑和勤奋实践的科研精神。(社会责任)情景材料一

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。人类基因组计划（视频）问题1：对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测哪些染色体？因为基因位于染色体上问题2：为什么不测定全部46条染色体？位于同源染色体相同位置上的基因控制的是同一性状的不同类型问题3：基因在哪里呢？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。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。减数分裂时同源染色体分离。研究蝗虫减数分裂及受精作用过程中染色体行为变化及亲子代染色体数量关系孟德尔假设的一对遗传因子，也就是等位基因，它们的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，也就是说基因在染色体上。父方(24条)母方(24条)精子(12条)卵子(12条)受精卵(24条)新个体(24条,12对)减数分裂减数分裂受精作用有丝分裂一半来自父方一半来自母方观察发现假说一、萨顿的假说比较项目基因的行为染色体的行为传递中的特点存在形式体细胞中配子中体细胞中的来源形成配子时的分配特点在杂交过程保持完整性和独立性在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构

成对成对只有成对的基因中的一个只有成对的染色体中的一条成对的基因一个来自父方，一个来自母方同源染色体一条来自父方，一条来自母方等位基因分离，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一、萨顿的假说

假说的依据：基因和染色体行为存在着明显的平行关系。如果你认为基因在染色体上，请你在图中的染色体上标注基因符号，解释孟德尔一对相对性状的杂交实验（图中染色体上的黑色黑线代表基因的位置）。dP配子F1F1配子高茎矮茎受精高茎×减数分裂减数分裂减数分裂高茎高茎矮茎高茎F2DDddDDdDdDdDDDdDddd一、萨顿的假说分析减数分裂中基因和染色体的关系摩尔根T.H.Morgan(1866-1945)美国生物学家摩尔根（T.H.Morgan，1866一1945），曾经明确表示过不相信孟德尔的遗传理论。对萨顿的基因位于染色体上的学说更持怀疑态度，认为这是主观的臆测，缺少实验证据。他一直琢磨着设计一个实验，看看生物的遗传与染色体到底有什么关系，基因又是怎么回事。从1909年开始，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。美国生物学家摩尔根二、基因位于染色体上的实验证据二、基因位于染色体上的实验证据摩尔根果蝇作为实验材料的优点（视频）1.个体小，易饲养，成本低，雌雄易于区分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红眼果蝇朱红眼果蝇白眼果野生型突变型突变型（一）遗传实验材料——果蝇的优点：二、基因位于染色体上的实验证据（二）果蝇的染色体组成：雌性性染色体常染色体常染色体性染色体雌雄个体细胞中相同，不决定性别的染色体

雌雄个体细胞中不相同，决定性别的染色体３对：ⅡⅡ，ⅢⅢ，ⅣⅣ雄性实战训练

例.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二、基因位于染色体上的实验证据（三）摩尔根的果蝇杂交实验：

1909年起，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。摩尔根和他的学生在实验室里培养了许多野生型红眼果蝇，没发现其它眼色果蝇。1910年5月的一天，摩尔根在实验室中偶然发现一只白眼雄果蝇。白眼性状是如何遗传的？观察分析¾红¼白F2F1P根据F1表现出来的性状，可推出：红眼为显性性状白眼为隐性性状1111:::×符合分离定律×白眼(雄)红眼(雌)红眼(雌)红眼(雄)红眼(雌)红眼(雌)红眼(雄)白眼(雄)思考1：如何才能知道白眼是显性还是隐性？思考2：如何才能知道红眼和白眼这对相对性状的遗传是否遵循孟德尔遗传规律呢？二、基因位于染色体上的实验证据思考3：如果基因位于染色体上，你认为这种基因可能在性染色体还是常染色体？观察分析¾红¼白F2F1P1111:::××白眼(雄)红眼(雌)红眼(雌)红眼(雄)红眼(雌)红眼(雌)红眼(雄)白眼(雄)二、基因位于染色体上的实验证据性染色体上。如果位于常染色体上，F2代的雌蝇也会出现白眼性状为什么F2代的白眼性状总是与性别相联系？提出问题建立假说假说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）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）二、基因位于染色体上的实验证据二、基因位于染色体上的实验证据雌果蝇种类：红眼（ＸＷＸw、ＸＷＸＷ）白眼（ＸWＸW）雄果蝇种类：红眼（ＸＷＹ）白眼（ＸwＹ）染色体上基因的书写方法：(1)常染色体上的基因不需要标注其所在染色体，只需写出基因型，如AA；(2)性染色体上的基因需要标注其性染色体符号，将基因写在性染色体符号的右上角，如XAXA；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XWXWXWXwXWYXwY♂♀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）二、基因位于染色体上的实验证据演绎推理XWXwXwY红眼(雌)

白眼(雌)红眼(雄)白眼(雄)XWXwXwXwXWYXwY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。配子♂♀二、基因位于染色体上的实验证据PF1测交1杂种子一代隐性纯合子×红眼(雌)XWXw白眼(雄)XwYP红眼(雄)XWY

白眼(雌)XwXw×XwXW红眼(雌)XWXw白眼(雄)XwY配子F1Y测交2测交1中子一代：白眼(雌)红眼(雄)×建立假说假说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二、基因位于染色体上的实验证据白眼基因只在X染色体上白眼雌×红眼雄（自然情况下XWY）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F1二、基因位于染色体上的实验证据白眼基因只在X染色体上白眼雌×红眼雄（自然情况下XWY）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）进行杂交实验，发现子代为：红眼（♀）：白眼（♂）=1:1证明：白眼基因在X染色体上，而不存在于Y染色体上二、基因位于染色体上的实验证据建立假说假说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）F1红眼(雌)白眼(雄)P×白眼(雄)红眼(雌)XXXYwXXYwXXXYw配子假说不可解释观察的现象假说不成立二、基因位于染色体上的实验证据1:1摩尔根等人通过测交等方法，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)XWXW(w)XWYXWXW证明了基因在染色体上二、基因位于染色体上的实验证据二、基因位于染色体上的实验证据2.作出假说控制白眼基因（w）在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因4.得出结论基因在染色体上1.提出问题白眼性状的表现总是与性别相联系3.演绎推理测交摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者温顾摩尔根的果蝇实验

C二、基因位于染色体上的实验证据三、基因与染色体的关系短硬毛棒状眼深红眼朱红眼截翅红宝石眼白眼黄身结论：基因在染色体上呈线性排列。摩尔根和他的学生们，设计测量出：第一幅果蝇各种基因在染色体上的排列图谱。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；三、基因与染色体的关系问题1：细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？不是。并非所有的基因都位于染色体上，染色体是基因的主要载体。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。问题2：在基因研究中，下列成就分别是由哪些科学家来完成的？①提出“性状是由遗传因子决定的”观点。②把“遗传因子”改为“基因”，并提出“等位基因”概念。③提出“基因在染色体上”的假说。④用实验证明了“基因在染色体上”。孟德尔约翰逊摩尔根萨顿假说—演绎法假说—演绎法类比推理法等位基因与非等位基因的辨析项目等位基因非等位基因位置同源染色体的同一位置同源染色体的不同位置或非同源染色体上的基因特点控制一对相对性状控制不同性状行为随同源染色体的分开而分离非同源染色体上的非等位基因,随非同源染色体的自由组合而自由组合,同源染色体上的非等位基因不遵循自由组合定律四、孟德尔遗传规律的现代解释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同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因1234四、孟德尔遗传规律的现代解释（一）等位基因：四、孟德尔遗传规律的现代解释（二）分离定律的实质：AAAaAAaaaaaaAA分裂间期减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ减数分裂Ⅱ等位基因随同源染色体的分开而分离

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；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，独立的随配子遗传给后代减数分裂Ⅰ后期四、孟德尔遗传规律的现代解释（三）自由组合定律的实质：非同源染色体上的非等位基因自由组合分裂间期减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ减数分裂ⅡAaBbaaAAbbBBBBaaAAbbAbaBBaAb减数分裂Ⅰ后期

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；

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。例：下列关于孟德尔遗传规律的现代解释的说法，<zzd>错误</zzd>的是(

)。A.等位基因位于一对同源染色体上，总是成对存在的B.受精时，雌、雄配子的结合是随机的，结合机会相等C.非同源染色体上的等位基因的分离或组合是互不干扰的D.控制不同性状的基因的分离和组合互不干扰C四、孟德尔遗传规律的现代解释基因在染色体上萨顿假说摩尔根实验孟德尔遗传规律的现代解释基因和染色体的行为存在着明显的平行关系基因位于染色体上减数分裂过程中，等位基因随同源染色体的分开而分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合依据结论实验验证实验现象实验假设果蝇眼色遗传与性别相联系控制白眼的基因位于X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因测交实验课堂小结连锁现象有完全连锁和不完全连锁两种，（1）完全连锁：连锁基因的杂合子只产生两种亲本类型的配子，而不产生非亲本类型的配子。即只产生AB和ab两种配子。（2）不完全连锁：连锁基因的杂合子不仅产生亲本类型的配子，还会产生新类型的配子。即不只产生AB和ab两种配子，还会产生Ab和aB两种新类型配子（概率低）。连锁遗传：生殖细胞形成过程中，位于同一条染色体上的基因是连锁在一起的，作为一个单位进行传递。例如：右图中A和B连锁遗传，a和b连锁遗传；即在配子中AB不分开，存在于同一个配子中，ab不分开，存在于同一个配子中。互换定律：生殖细胞形成时，一对同源染色体上的不同对等位基因之间可以发生互换。连锁互换定律连锁互换定律连锁不交换分裂间期减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ减数分裂Ⅱ2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两种配子连锁且交换AABB×aabb分裂间期减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ减数分裂Ⅱ连锁互换定律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种：AB、Ab、aB、ab9种：AaBb、AaBB、AABb、AABB、Aabb、AAbb、aaBb、aaBB、aabb连锁互换定律1.已知显隐性—隐雌

×显雄XaXa

XAYXAX

a

显性XaY隐性F1：P：配子：XaXAY（1）若子代性状表现与性别无关（雌雄均为显性），则基因位于常染色体上（2）若子代雌性个体全为显，雄性个体全为隐，则基因位于X染色体上。§2.2

基因在染色体上(知识拓展)判断基因位置（常染色体/x染色体）（1）若正反交结果相同，则基因位于常染色体上。（2）若正反交结果不同，则基因位于X染色体上。2.未知显隐性—正反交XaXa

×

XAYXAX

a

显性XaY隐性F1：P：配子：XaXAYXAXA

×

XaYXAX

a

显性XAY显性F1：P：配子：XAXaY判断基因位置（常染色体/x染色体）§2.2

基因在染色体上(知识拓展)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。（

）√x2．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B3．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

二、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？子一代无论雌雄，全部为红眼。XWXW红眼雌果蝇XwY白眼雄果蝇PF1XWXwXWY×子代雌、雄果蝇都是既有红眼，也有白眼。红眼雌果蝇白眼雄果蝇PF1×XWXwXwYXwYXWXwXwXwXWY因此无法通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。二、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。白眼雌果蝇红眼雄果蝇PF1XwYXWYXWXwXwXw×实战训练

1.已知果蝇的体细胞内有4对同源染色体，根据萨顿的假说，关于该