基因在染色体上课件高一下学期生物人教版必修2-1

第2章基因和染色体的关系

第2节基因在染色体上问题探讨讨论1.对人类基因组进行测序，为什么首先要确定哪些染色体?2.为什么不测定全部46条染色体?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。因为基因位于染色体上。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。测序22条常染色体+X+Y学习目标1、通过比较基因和染色体的平行关系，掌握萨顿的假说2、理解“基因在染色体上”的实验证据3、运用有关基因和染色体的知识，阐明孟德尔遗传规律的细胞学基础和实质回顾分离定律：

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。染色体染色体染色体思考将遗传因子(基因)换成染色体，把分离定律念一遍。由此联想到什么？孟德尔分离定律中成对的遗传因子的分离与染色体在减数分裂过程中的分离很相似。孟德尔遗传学之父基因和染色体之间存在平行关系1903年，美国遗传学家萨顿用蝗虫细胞作材料，研究精子和卵细胞形成过程萨顿1903探究一.萨顿的假说体细胞24条染色体精子12条染色体卵细胞12条染色体受精受精卵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1.萨顿发现：探究一.萨顿的假说2.萨顿假说：（1）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

（2）依据:基因和染色体行为主要有哪些平行关系呢？探究一.萨顿的假说基因和

存在着明显的

关系。染色体的行为平行探究一.萨顿的假说假说内容：项目基因染色体特点基因在杂交过程中保持_____性和_____性染色体在配子形成和受精过程中，具有________的形态结构存在方式在体细胞中基因_____存在，在配子中只有_____________________在体细胞中染色体_____存在，在配子中只有_____________________来源体细胞中成对的基因一个来自_____，一个来自_____体细胞中成对的染色体(即______染色体)一条来自_____，一条来自_____分配____________在形成配子时自由组合______________在减数分裂Ⅰ的后期自由组合完整独立相对稳定成对成对的基因中的一个成对成对的染色体中的一条父方母方同源非等位基因非同源染色体父方母方科学研究方法之一

看不见染色体假说：基因在染色体上推理基因看得见类比平行关系类比推理DdDd——2.萨顿假说：（1）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

（2）依据:

基因和染色体行为存在着明显的平行关系（3）方法:类比推理（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）探究一.萨顿的假说高茎

如果你也认为“基因在染色体上”，请在图中的染色体上标出基因符号，解释孟德尔杂交试验。高茎×减数分裂受精高茎P配子F1F1配子F2dDDDD高茎矮茎高茎矮茎Ddd减数分裂d减数分裂dDdDdDDddDd（注：高茎用D表示，矮茎d表示。染色体的黑线代表基因的位置）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探究一.萨顿的假说

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（T.H.Morgan)的强烈质疑

我不相信孟德尔，

更难以相信萨顿毫

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！我是一个文明有风度的黑粉！探究二.基因位于染色体上的证据1.摩尔根选用了什么作实验材料？为什么？2.果蝇的红眼和白眼性状，哪种是显性性状？为什么？3.F2中红眼果蝇和白眼果蝇的性状分离比是多少？是否符合基因的分离定律？4.果蝇白眼性状的遗传有什么特点？5.根据白眼性状的遗传特点，摩尔根作出了什么假设？3min自主学习教材P30-31,完成以下问题：探究二.基因位于染色体上的证据探究二.基因位于染色体上的证据1、实验者:________果蝇作为材料的优点①有许多易于区分的相对性状；②培养周期短，成本低；③个体小，易饲养；④染色体数目少(4对)，便于观察。摩尔根2、实验材料:________果蝇雄果蝇3对常染色体+XY（异型）雌果蝇3对常染色体+XX（同型）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。(X、Y)染色体的类型性染色体常染色体探究二.基因位于染色体上的证据注：无性别之分的生物，雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分性染色体(2)非同源区段②基因只存在于X染色体（Ⅱ2区段）上①基因只存在Y（Ⅱ1区段）上Ｘ、Ｙ同源区段的基因是成对存在的(1)同源区段（Ⅰ区段）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:AA、Aa、aa先写性染色体（大写），再在其右上角写基因雌性：雄性：雄性：雌性：雄性：XAXA、XAXa、XaXaXAYA、XAYa、XaYA、XaYaXYA、XYaXAXA、XAXa、XaXaXAY、XaY

1909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。P33科学家的故事探究二.基因位于染色体上的证据摩尔根1866-19453、摩尔根果蝇杂交实验——观察实验、提出问题红眼（雌）白眼（雄）P×红眼（雌、雄）F1F2红眼（雌、雄）白眼（雄）

F1雌雄交配3/41/4分析现象：说明果蝇的眼色中红色是显性性状

白色是隐性性状说明果蝇眼色性状的遗传符合孟德尔分离定律，红眼和白眼受一对等位基因控制探究二.基因位于染色体上的证据摩尔根1866-19453、摩尔根果蝇杂交实验——观察实验、提出问题红眼（雌）白眼（雄）P×红眼（雌、雄）F1F2红眼（雌、雄）白眼（雄）

F1雌雄交配3/41/4提出问题F2的白眼果蝇都是雄性白眼性状的表现为什么总是与性别相联系？不同现象：探究二.基因位于染色体上的证据3、摩尔根果蝇杂交实验——解释问题、作出假说红眼（雌）白眼（雄）P×红眼（雌、雄）F1F2红眼（雌、雄）白眼（雄）

F1雌雄交配3/41/4Ⅱ.同一时期，一些生物学家已经在一些

昆虫的细胞中发现了性染色体摩尔根那个时代已有的理论基础：Ⅰ.萨顿假说:基因在染色体上如果基因位于染色体上，你认为白眼基因可能在性染色体还是常染色体？为什么？性染色体上如果位于常染色体上，F2中雌雄果蝇应该都表现为红眼：白眼=3:1？探究二.基因位于染色体上的证据3、摩尔根果蝇杂交实验——解释问题、作出假说红眼（雌）白眼（雄）P×红眼（雌、雄）F1F2红眼（雌、雄）白眼（雄）

F1雌雄交配3/41/4控制白眼的基因（w表示）在性染色体上，有几种位置可能？假说①：控制白眼的基因在Y染色体上(Ⅱ1段)，X染色体上没有它的等位基因假说②：控制白眼的基因在X染色体上(Ⅱ2段)，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（Ⅰ段）摩尔根提出的假说？探究二.基因位于染色体上的证据3、摩尔根果蝇杂交实验——解释问题、作出假说红眼（雌）白眼（雄）P×红眼（雌、雄）F1F2红眼（雌、雄）白眼（雄）

F1雌雄交配3/41/4雌果蝇的表现型及基因型：雄果蝇的表现型及基因型：红眼：白眼：红眼：白眼：

由于白眼的遗传和性别相关联，且与X染色体的遗传相似，于是“摩尔根及其同事设想，若控制白眼的基因（w表示）在X染色体上(Ⅱ2段)，

而Y染色体上不含它的等位基因，上述现象可以得到合理的解释”（即假设②）？探究二.基因位于染色体上的证据XWXW

或XWXwXwXwXWYXwY摩尔根果蝇杂交实验遗传图解（红雌:XWXW

或XWXw；白雌:

XwXw；红雄:

XWY；白雄:XwY）红眼（雌）白眼（雄）P×红眼（雌、雄）F1F2红眼（雌、雄）白眼（雄）

F1雌雄交配3/41/4？F2红眼（雌）白眼（雄）P配子F1配子

XWXWXwY╳XWXwYXWXw红眼（雌）XWY红眼（雄）╳XWXwXWYXWXW红眼（雌）XWY红眼（雄）XWXw红眼（雌）XwY白眼（雄）3:1探究二.基因位于染色体上的证据摩尔根解释的验证摩尔根等人的设想可以合理地解释实验现象。但是判断一种设想或假说是否正确，仅能解释已有的实验现象是不够的，还应运用假说-演绎法，预测另外设计的实验结果，再通过实验来检验。讨论1.你能运用上述果蝇杂交实验的知识设计一个实验，来验证他们的解释吗？测交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雌果蝇均为红眼,雄果蝇均为白眼。3、摩尔根果蝇杂交实验——演绎推理，验证假说探究二.基因位于染色体上的证据11：1：1：1：1红眼雌蝇红眼雄蝇白眼雌蝇白眼雄蝇126132120115实验结果：子代中雌蝇均为红眼，雄蝇均为白眼。实验结果与预期一致，假说正确！测交方案1：红眼雌×白眼雄测交方案2：红眼雄×白眼雌3、摩尔根果蝇杂交实验——实验验证探究二.基因位于染色体上的证据3、摩尔根果蝇杂交实验——得出结论

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。摩尔根通过实验观察，把一个特定的基因（控制白眼的基因w）和一条特定的染色体（X染色体）联系起来，从而用实验证明了基因在染色体上。探究二.基因位于染色体上的证据探究二.基因位于染色体上的证据4、假说-演绎法演绎推理测交得出结论基因在染色体上白眼性状的表现总是与性别相联系提出问题假说演绎法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实验验证进行测交实验从此，摩尔根成了

理论的坚定支持者孟德尔（1）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）推测：一条染色体上有许多个基因（3）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。探究二.基因位于染色体上的证据5、进一步探究基因与染色体的关系资料：果蝇的体细胞有4对染色体，携带的基因有1.3万多个。人的体细胞有23对染色体，携带的基因有2.6万多个。结论1：一条染色体上有许多个基因；结论2：基因在染色体上呈线性排列。探究二.基因位于染色体上的证据基因在染色体上基因和染色体存在着明显的平行关系内容：依据：进一步探究：萨顿假说实验方法:摩尔根实验基因在染色体上呈线性排列基因在染色体上当堂小结假说演绎法演绎推理:测交得出结论:基因在染色体上白眼性状的表现总是与性别相联系提出问题: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实验验证:进行测交实验【典例1】下列相关叙述错误的是()A．萨顿提出了基因位于染色体上的假说B．萨顿发现了基因与染色体行为的平行关系C．萨顿证明了基因位于染色体上D．萨顿假说的提出并没有科学的实验依据作为支撑C【典例2】果蝇作为遗传实验材料的优点不包括()A．有易于区分的相对性状

B．繁殖快，后代数量多C．取材容易，便于饲养

D．自然状态下都是纯种【针对训练2】摩尔根研究果蝇的眼色遗传实验过程如图所示。下列叙述中错误的是()A．果蝇的眼色遗传遵循分离定律B．摩尔根和孟德尔的豌豆杂交实验一样，都采用了“假说—演绎”的研究方法C．F2的红眼雌果蝇中纯合子占1/2D．选用F1中的红眼雄果蝇与白眼雌果蝇进行实验不可以确定基因所在位置DD红眼（雌）白眼（雄）P×红眼（雌、雄）F1F2红眼（雌、雄）白眼（雄）

F1雌雄交配3/41/4假说①：控制白眼的基因在Y染色体上(Ⅱ1段)，X染色体上没有它的等位基因PF1×

红眼雌

白眼雄

比例

XX红眼雌

XYw白眼雄1:1摩尔根果蝇杂交实验遗传图解其它两种假设能作出解释吗？XYwXX不符合探究二.基因位于染色体上的证据摩尔根解释的验证摩尔根等人的设想可以合理地解释实验现象。但是判断一种设想或假说是否正确，仅能解释已有的实验现象是不够的，还应运用假说-演绎法，预测另外设计的实验结果，再通过实验来检验。讨论2.如果控制白眼的基因在Y染色体上，还能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗？

如果控制白眼的基因在Y染色体上，红眼基因在X染色体上，则果蝇的基因型为XWYw，红眼基因对白眼基因为显性，不会出现白眼雄果蝇。与实验结果不符。

如果控制白眼的基因在Y染色体上，且X染色体上没有显性红眼基因，果蝇的基因型为XYw，白眼基因只会随Y染色体遗传，白眼雄果蝇与红眼雌果蝇的杂交后代中雄果蝇全为白眼。与实验结果不符。摩尔根果蝇杂交实验遗传图解（红雌：

白雌：

红雄：

白雄：

）F2红眼（雌）白眼（雄）P配子F1配子

XWXWXwYw╳XWXwYwXWXw红眼（雌）XWYw红眼（雄）╳XWXwXWYwXWXW红眼（雌）XWY红眼（雄）XWXw红眼（雌）XwYw白眼（雄）3:1

XWXW

或XWXw

XwXwXWYW或XWYw或XwYWXwYw假说③：控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上（Ⅰ段）探究二.基因位于染色体上的证据3、摩尔根果蝇杂交实验——演绎推理，验证假说假说③：控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上。假说②：控制白眼的基因在X染色体上,Y染色体上没有它的等位基因。如何验证假说？摩尔根设计了果蝇眼色的反交(测交）实验（白眼雌×红眼雄），并预测实验结果。假说②测交

白眼（雌）X红眼（雄）

XwXw

XXWY

假说③测交：白眼（雌）X红眼（雄）

XwXw

XXWYW

写出遗传图解预测结果探究二.基因位于染色体上的证据白眼（雌）╳红眼（雄）XwXw╳XWYXWXwXwY红眼（雌）白眼（雄）XwXw╳XWYWXWXwXwYW红眼（雌）红眼（雄）测交（反交）摩尔根的果蝇杂交实验--实验验证红雌：白雄=1：1假说②符合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假说③思考：基因都位于染色体上吗？真核生物：核基因位于染色体

质基因位于线粒体/叶绿体染色体是基因的主要载体！！！！原核生物：没有染色体，基因位于拟核环状DNA或细胞质中质粒DNA

病毒：无细胞结构，含有的基因亦不位于染色体上。一对遗传因子就是位于

对

上的

，如图中

。不同对的遗传因子就是位于

上的

，如图中

。一同源染色体等位基因B与bD与d

非同源染色体(两对同源染色体）非等位基因AD/AdBD/Bd/bD/bdA与A？相同基因AB/Ab？同源染色体上的非等位基因等位基因：非等位基因：位于同源染色体上同一位置，控制相对性状的基因位于非同源染色体上或同源染色体不同位置上的基因探究三.孟德尔遗传规律的现代解释

发生对象：基因分离定律

发生时间：

实质：减数分裂Ⅰ后期等位基因会随同源染色体的分开而分离一对同源染色体上的等位基因AAAAaaaa分裂间期减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ减数分裂ⅡaaAAAa探究三.孟德尔遗传规律的现代解释

发生对象：基因自由组合定律

发生时间：

实质：减数分裂Ⅰ后期非同源染色体上的非等位基因自由组合非同源染色体/两对同源染色体上的非等位基因分裂间期减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ减数分裂ⅡAaBbaaAAbbBBBBaaAAbbAbaBBaAb还可以产生哪两种配子？AB、ab探究三.孟德尔遗传规律的现代解释非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体自由组合而组合AB、abAb、aB探究三.孟德尔遗传规律的现代解释2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探究三.孟德尔遗传规律的现代解释据下图，下列选项中不遵循基因自由组合定律的是ABCD探究三.孟德尔遗传规律的现代解释(1)图中属于等位基因的有______________________。(2)图中非等位基因有______________________________________________________________________。A与a、B与b、C与cA(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)、A(或a)和B(或b)(3)上述非等位基因中，能自由组合的是_______________________________。A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)(4)不考虑同源染色体非姐妹染色单体间的互换，该生物能产生____种配子，分别是___________________________。ABC、ABc、abC、abc4如图是某生物细胞内染色体和基因的分布图，①和②、③和④是两对同源染色体，请回答下列问题：探究三.孟德尔遗传规律的现代解释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和B、a和b基因连锁B、b基因互换知识拓展：基因连锁互换AaBbAA