2.2基因在染色体上课件高一下学期生物人教版必修二

２.２基因在染色体上美国遗传学家萨顿蝗虫１.萨顿的假说萨顿W.Sutton（1877-1916）萨顿研究的蝗虫Brachystolamagna萨顿论文中BrachystolaMagna的染色体人物实验材料1903年时间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推论１.萨顿的假说基因和染色体的行为存在着明显的平等关系。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。传递性质原因分析１.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１.萨顿的假说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F2DDddDDdDdDdDDDdDddd１.萨顿的假说（p30思考·讨论）１.萨顿的假说

A.染色体是基因的主要载体B.基因由染色体携带着从亲代传递给子代C.基因在杂交过程中保持完整性和独立性D.减数分裂过程中,等位基因会随着染色体的分开而分离A[解析]

该图只能说明染色体是基因的载体，但不能说明染色体是基因的主要载体，A符合题意。摩尔根T.H.Morgan(1866-1945)美国生物学家摩尔根（，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。２.基因位于染色体上的实验证据——（1）科学家美国生物学家摩尔根故事起源于一只果蝇……２基因位于染色体上的实验证据——（2）实验材料遗传学研究常用的实验材料：果蝇（果蝇是昆虫纲双翅目的一种小型蝇类，体长3~4mm，在制醋和腐烂水果的地方可以看到）用一只牛奶瓶，放一些捣烂的香蕉，就可以饲养数百甚至上千只果蝇。在25℃左右温度下十几天就繁殖一代，一只雌果蝇一代能繁殖数百只。①个体小，易饲养；繁殖快，后代数量多。果蝇作为遗传材料的主要优点②果蝇染色体数量少，而且形状有明显差别。果蝇作为遗传材料的主要优点同型雌性雄性性染色体常染色体3对常染色体+3对常染色体+XXXY异型染色体的类型常染色体：与性别决定无关的染色体(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)性染色体：与性别决定有关的染色体，如X、Y染色体③果蝇有众多容易区分的相对性状，便于观察和统计。红眼果蝇作为遗传材料的主要优点性梳白眼一天，摩尔根偶然在一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇思考1：如何才能知道白眼是显性还是隐性？思考2：如何让果蝇杂交？思考3：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？红眼果蝇白眼果蝇２.基因位于染色体上的实验证据——（3）探究过程２.基因位于染色体上的实验证据——（3）探究过程思考2：如何让果蝇杂交？雌果蝇生殖器官有受精囊，可保存与多只雄果蝇交配所得的大量精子。因此，在做果蝇杂交实验的时候，为确保实验结果的可靠性，雌果蝇必须未交配过，称为处女蝇。

雌果蝇自羽化（破蛹而出）开始10小时之内尚未性成熟而无交配能力。

将收集到的处女蝇，单独培养3天，如果产卵就说明不是处女蝇了。在确认为处女蝇的情况下再放入雄蝇，进行杂交实验，才能得到可靠的实验结果。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)２.基因位于染色体上的实验证据——（3）探究过程思考1：如何才能知道白眼是显性还是隐性？思考3：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？２.基因位于染色体上的实验证据——（3）探究过程思考4：为什么F2代的白眼性状总是与性别相联系？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)拓展：X、Y染色体的区段２.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。基因的表示方法如果基因在常染色体上:如果基因在性染色体上:DD、Dd、dd先写性染色体后写基因①基因只存在于X染色体上②基因只存在Y上Ｘ、Ｙ同源区段的基因是成对存在的。X

X--雌性：X

Y-雄性：XY-雄性：X

X--雌性：X

Y-雄性：-果蝇的性别决定XOXYXXXXY性染色体组成果蝇性别雄性雌性雄性雌性果蝇的性别与Y染色体无关，与X的条数有关２.基因位于染色体上的实验证据——（３）探究过程建立假说假说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）２.基因位于染色体上的实验证据——（3）探究过程建立假说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XWXWXWXwXWYXwY２.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♂♀假说２：２.基因位于染色体上的实验证据——（3）探究过程

如果控制白眼的基因存在于X染色体和Y染色体的同源区段上，即Y染色体上含有它的等位基因。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♂♀亦可解释观察的现象测交(回交)演绎推理，实验验证：1:1:1:1XWXw

×

XwYｗF1：P：配子：红眼

白眼XW

XwXwYｗXWX

w

XwYｗ

XwX

w

XWYｗ

表型：红眼：白眼＝１：１无法验证控制白眼的基因位于Ｘ染色体上，也不能区分控制白眼的基因（w）在性染色体的哪个区段若眼色基因位于Ｘ、Ｙ的同源区段PF1杂种子一代隐性纯合子×红眼(雌)XWXwXWXwXwY红眼(雌)

白眼(雌)红眼(雄)白眼(雄)XWXwXwXwXWYXwY白眼(雄)XwY配子♂♀白眼基因只在X染色体上白眼雌×红眼雄（自然情况下XWY）２.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染色体上呢？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F1２.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、常染色体上呢？反交（白眼雌×红眼雄）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染色体上建立假说３２.基因位于染色体上的实验证据——（3）探究过程

控制白眼的基因会在Y染色体上，而X染色体上不含有它的等位基因吗？（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)XWXW(w)XWYXWXW证明了基因在染色体上２.基因位于染色体上的实验证据——（4）结论归纳综合，总结规律：作出假说：验证假说：测交（正、反交）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：假说---演绎法从此，摩尔根成了

理论的坚定支持者孟德尔２.基因位于染色体上的实验证据——（4）结论

C继续探究现象每种生物的基因数量远多于染色体数目XX4对染色体，1.3万个基因23对染色体，2.6万个基因２.基因位于染色体上的实验证据——（5）继续探究继续探究推测一条染色体上有许多个基因。证明方法摩尔根和他的学生发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，并绘制出第一个果蝇各种基因在染色体上相对位置图。红宝石眼黄身白眼截翅朱红眼深红眼棒状眼短硬毛果蝇X染色体上一些基因的示意图结论证明了一条染色体上有许多个基因。同时也说明了基因在染色体上呈线性排列。２.基因位于染色体上的实验证据——（5）继续探究２.基因位于染色体上的实验证据——（5）继续探究萨顿的假说提出“遗传因子（基因）是染色体上的一段”，而非“遗传因子（基因）对应一整条染色体”，我们从中可以体会萨顿前瞻性的基于事实基础上的科学预见。３、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。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。对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测哪些染色体？讨论因为基因位于染色体上，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。如果要测定人类基因组的基因序列，就要知道包含人类基因组的全部染色体由哪些染色体组成。DNA指纹检测问题探讨人有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。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，每对同源染色体的形态、大小相同，结构相似，上面分布的基因相同或是等位基因，所以只对其中1条进行测序就可以了；而性染色体X和Y的差别很大，基因也大不相同，所以需要对两条性染色体都进行测序，因此人类基因组计划测定了22条常染色体和两条性染色体X和Y，共24条。如果测定全部46条染色体，耗资巨大，工作量会增加一倍，但得到的绝大多数基因序列都是重复的。DNA指纹检测dBｂaAD同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因。如Ａ和ａ；Ｄ和ｄ134４、孟德尔遗传规律的现代解释等位基因：２非等位基因：１、非同源染色体上的非等位基因。如Ａａ和Ｄｄ、Ａａ和Ｂｂ２、同源染色体上不同位置的基因。如Ｄｄ和Ｂｂ基因连锁：同源染色体上的非等位基因。如Ｂｂ和Ｄｄ４、孟德尔遗传定律的现代解释

1.基因分离定律的实质在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的____________，_____________________时，_____________会随着____________的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。减数分裂Ⅰ分裂间期AaAAaaaaAA减数分裂ⅡAAaa同源染色体减数分裂形成配子等位基因独立性４、孟德尔遗传定律的现代解释

2.基因自由组合定律的实质减数分裂Ⅰ分裂间期aaAA减数分裂Ⅱ位于_______________上______________的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，______________上的____________分离的同时，________________上的________________自由组合。

等位基因非同源染色体非等位基因同源染色体非同源染色体非等位基因AaBbAAaaBBbbBBbbabABaAB例1.对性腺组织细胞进行荧光标记，等位基因A、a都被标记为黄色，等位基因B、b都被标记为绿色，在荧光显微镜下观察处于四分体时期的细胞。下列有关推测合理的是（）A.若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点B.若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点C.若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点D.若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点B４.孟德尔遗传规律的现代解释例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.②④A４.孟德尔遗传规律的现代解释基因在染色体上萨顿的假说基因和染色体存在着明显的平行关系内容：基因在染色体上依据：基因位于染色体上的证据果蝇的杂交实验结论：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P32二、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?红眼雌果蝇的基因型有XWXW和XWXω两种类型，白眼雄果蝇的基因型为Xω