基因在染色体上 高一下学期生物人教版必修2

必修2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，为什么首先要确定测哪些染色体？2.为什么不测定全部46条染色体？因为基因在染色体上。要测定某个基因序列，首先要确定该基因在哪条染色体上，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组由哪些染色体组成。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，上面分布的基因是相同的或者是等位基因，所以只对其中一条进行测序。而性染色体X和Y的差别很大，基因也大为不同，所以两条性染色体都需要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46条，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。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。发现孟德尔假设的一对遗传因子，其分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。减数第一次分裂时，同源染色体的分离。孟德尔分离定律DdDd减数分裂杂合子在形成配子时，成对的遗传因子分离。基因和染色体的行为存在着明显的平行关系基因的行为染色体的行为杂交过程中保持：__________也有：_____________体细胞中存在形式_________存在__________存在在配子中存在形式只有成对基因中的_______只有成对染色体中的_________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______形成配子时组合方式非等位基因：________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一、萨顿的假说29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在染色体上推理基因看得见的

平行关系一、萨顿的假说思考•讨论：分析减数分裂中基因和染色体的关系如果你也认为“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一、萨顿的假说P30二、基因在染色体上的实验证据2.实验材料：果蝇1.主要科学家：摩尔根优点：①易饲养，繁殖快；②后代多；③相对性状多且明显；④染色体数目少，便于观察果蝇体细胞染色体图解XY型性别决定方式：雌性：3对常染色体+XX雄性：3对常染色体+XYP30①是否符合孟德尔遗传定律？如何解释？②特殊在什么地方？③当时，性染色体已经发现，据此你能作出怎样的解释？3.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。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？红雌：红雄：白雄=2:1:12459

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982白眼性状的表现总是与性别相联系控制白眼性状的基因可能在性染色体上红眼：白眼=3︰1二、基因在染色体上的实验证据二、基因在染色体上的实验证据事实1：果蝇红/白眼遗传与性别相关联事实2：果蝇性别取决于X染色体红/白眼色基因位于X染色体上Y染色体不含其等位基因雌果蝇：雄果蝇：红眼（ＸＷＸＷ）红眼（ＸＷＸw）白眼（ＸwＸw）白眼（ＸwＹ）红眼（ＸＷＹ）若用w表示控制眼睛颜色的基因，红眼W,白眼w.注：常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上(例DD、dd)，而性染色体上的基因需标明（性染色体要大写）二、基因在染色体上的实验证据XWXW红眼（雌）XwY白眼（雄）XWXWXw红眼（雌）XWY红眼（雄）配子XwYXWXwXWYXWXW红眼

♀XWY红眼♂XWXw红眼♀XwY白眼♂F2F1P配子XW——红眼Xw——白眼二、基因在染色体上的实验证据思考•讨论：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？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？XWY红眼雄果蝇XwXw白眼雌果蝇×XWXw红眼雌XwY白眼雄雌果蝇均为红色雄果蝇均为白色子代测交亲本XwY白眼雄果蝇XWXw红眼雌果蝇×测交子代XWXw红眼雌XwXw白眼雌XWY红眼雄XwY白眼雄红：白=1：1雌：雄=1：1用F1的红眼雌果蝇与白眼雄果蝇进行测交实验；再选其中的白眼雌果蝇与红眼雄果蝇交配。对点训练1：直毛与分叉毛为一对相对性状(相关基因用F和f表示)。现有两只亲代果蝇杂交，F1的雌果蝇全为直毛，雄果蝇中直毛：分叉毛=1：1。则：(1)控制直毛与分叉毛的基因位于

染色体上，显性性状是

；

(2)写出两个亲本的基因型

。答案：X直毛

XFXf、XFY判断基因在常染色还是X染色体的方法思路：①性状与性别相关联，雌雄表现不一致→位于X染色体②性状与性别无关，雌雄表现相同→位于常染色体(1)正交和反交法(未知相对性状的显隐性)

后代结果一致→位于常染色体；

后代结果不一致→位于X染色体上(2)“隐雌×显雄”(相对显隐性已知)

后代雌雄表现相同→常染色体；

后代雌雄表现不一致→X染色体（3）“显雌×显雄”→显雌：显雄：隐雄=2:1:1显性隐性♀XAXA

XAXa0♂XAYXaY对点训练2：菠菜为雌雄异株的植物（性别决定方式为XY型），菠菜叶片圆叶与尖叶由等位基因（A、a）控制。用圆叶雌雄菠菜植株杂交，所得F1的表现型及数量如下表（单位∶株）:据表分析，A、a基因位于____染色体上，理由是_____。圆叶尖叶♀1680♂8381圆叶尖叶♀XAXA

XAXa0♂XAYXaY对点训练3：用纯合子果蝇作为亲本研究两对相对性状的遗传实验，结果如下：①♀灰身红眼×♂黑身白眼→♀灰身红眼、♂灰身红眼②♀黑身白眼×♂灰身红眼→♀灰身红眼、♂灰身白眼控制体色的基因在___染色体上，则控制眼色的基因在____染色体上。理由是：________________________________________________________________

常

X

杂交组合①②互为正反交实验，关于体色的遗传，正反交结果一致，而关于眼色的遗传，正反交结果不一致。对点训练4：果蝇的红眼对白眼为显性性状，且控制该性状的一对基因位于X染色体上，下列杂交组合中，通过眼色就可以直接判断果蝇性别的是（

）杂合红眼（雌）x红眼（雄）B.白眼（雌）x白眼（雄）C.杂合红眼（雌）x白眼（雄）D.白眼（雌）x红眼（雄）D二、基因在染色体上的实验证据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，红眼基因在X染色体上，因为X染色体上的红眼基因对白眼基因为显性，所以不会出现白眼雄果蝇，这与摩尔根的果蝇杂交实验结果不符；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，白眼雄果蝇与红眼雌果蝇的杂交后代中雄果蝇全为白眼，也不能解释摩尔根的果蝇杂交实验。二、基因在染色体上的实验证据摩尔根等人的工作将一个特定的基因和一条特定的染色体(X染色体)联系起来。通过实验证明了基因在染色体上果蝇有4对染色体，携带的基因大约有1.3万多个。人有23对染色体，携带的基因大约有2.6万个。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果蝇X染色体上的一些基因三、孟德尔遗传规律的现代解释基因的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，独立地随配子遗传给后代Dd12Dd12DdD1Dd2ddDDd三、孟德尔遗传规律的现代解释基因的自由组合定律的实质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。AaBbABabaABbA或ABABababABABababABABababAAbbaaBB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等位基因：同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因所有的非等位基因都能自由组合吗？并不是所有非等位基因都遵循自由组合定律，只有非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律。FfdBBaAD强化训练1：甲和乙都是某种开两性花的植物，甲、乙体细胞中的有关基因组成如图。若通过一代杂交达成目标，下列操作合理的是(

)A．甲、乙杂交，验证D、d的遗传遵循基因的分离定律B．乙自交，验证A、a的遗传遵循基因的分离定律C．甲自交，验证A、a与B、b的遗传遵循基因的自由组合定律D．甲、乙杂交，验证A、a与D、d的遗传遵循基因的自由组合定律B摩尔根团队的其它研究成果：（1）发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法；（2）证明了基因在染色体上呈线性排列；（3）发现了遗传第三大定律——基因的连锁和互换定律等。黄身白眼红宝石眼朱红眼深红眼棒状眼短硬毛截翅AAaaBBbbAAaaBBbbA、B基因连锁B、b基因互换完全连锁与不完全连锁PF1F1配子ABAB×灰体长翅黑体残翅灰体长翅(♂)×黑体残翅(♀)ababABabababABababABababab灰体长翅黑体残翅F2灰体长翅:黑体残翅=1:1完全连锁像F1雄蝇这样的杂合体在形成配子时，只产生亲本型配子，没有重组型配子产生的遗传现象常见的有雄果蝇和雌家蚕完全连锁与不完全连锁PF1F1配子ABAB×灰体长翅黑体残翅灰体长翅(♀)×黑体残翅(♂)ababABabababABababABababab灰体长翅黑体残翅F2灰体长翅:灰体残翅:黑体长翅:黑体残翅AbaBAbab灰体残翅aBab黑体长翅不完全连锁42

:8

:8

:42位于同源染色体上的非等位基因在减数分裂时，除产生亲本型配子外，还产生少量重组型配子的遗传现象练习与应用一、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。()√×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