《基因在染色体上》课件

第二章基因和染色体的关系2.2基因在染色体上1866年孟德尔发现了遗传的两大定律1909年，约翰逊给“遗传因子”起了一个新名字叫做“基因”，人们意识到遗传因子（基因）是客观存在的基因，你究竟在细胞的哪里呢？发现孟德尔假设的一对遗传因子（即等位基因），其分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。【历史回顾】孟德尔分离定律：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。你觉得这样替换有问题吗？由此你联想到什么？【知识回顾】基因

基因

基因

同源染色体同源染色体同源染色体杂合子在形成配子时，等位基因的分离减数第一次分裂时，同源染色体的分离平行关系比较这两幅图，你还能发现基因和染色体之间有其他的平行关系吗？孟德尔分离定律的核心DdDd减数分裂的核心【知识回顾】1、内容：1902年，美国哥伦比亚大学的沃尔特·萨顿在观察蝗虫精母细胞减数分裂的装片时发现，染色体的行为变化与遗传因子（基因）有着明显的平行关系。他大胆地提出假说：基因位于染色体上。沃尔特·萨顿减数分裂装片一、萨顿假说项目基因染色体生殖过程中存在体细胞配子体细胞中来源形成配子时在杂交过程中保持完整性和独立性在配子形成和受精过程中，形态结构相对稳定成对成对成单成单成对基因一个来自父方，一个来自母方一对同源染色体，一条来自父方，一条来自母方非同源染色体上的非等位基因自由组合非同源染色体自由组合DdDd在形成配子时，成对的基因彼此分离在减I后期，同源染色体彼此分离2、依据：基因和染色体行为存在着明显的平行关系一、萨顿假说请结合萨顿的假说内容，在图中的染色体上标注基因的符号（用D和d表示），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短线代表基因的位置）。

DDddDdDdDdDdDDDdDddd【思考探究】类比推理法

由两个或两类对象在某些属性上相同的现象，推断出它们在另外的属性上也相同的一种推理方法。

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校验。【知识链接】例：加拿大外交官朗宁曾在竞选省议员时，由于他幼儿时期吃过中国奶妈的奶水一事，受到政敌的攻击，说他身上一定有中国血统。朗宁反驳说：“你们是喝牛奶长大的，你们身上一定有牛的血统了。”

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“材料选对了就等于实验成功了一半”二、基因位于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，繁殖快，后代数量多②相对性状多且易于区分③染色体数少（4对），易于观察6+XY（雄）6+XX（雌）托马斯·亨特·摩尔根白眼和红眼果蝇二、基因位于染色体上的实验证据常染色体：与性别决定无关的染色体。性染色体：与性别决定有关的染色体。

如：雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分。雄果蝇：XY雌果蝇：XX2、性染色体与常染色体：果蝇有4对染色体，其中3对是常染色体，1对是性染色体。其中♀用XX表示，♂用XY表示。二、基因位于染色体上的实验证据人类基因组计划12345678910111213141516171819202122231234567891011121314151617181920212223男女正常女性正常男性性染色体1对常染色体22对P：F1：F2：红（雌、雄）白(雄)3/41/4红眼（雌、雄）×F1雌雄交配观察现象提出问题1、此实验现象是否符合分离定律?2、根据哪一个杂交组合判断果蝇的显隐性性状?为什么?3、摩尔根果蝇杂交实验的结果与孟德尔豌豆杂交实验的结果相比，有哪些不同点?01①F1全为红眼⇒红眼为显性性状,②F2中红眼∶白眼＝3∶1⇒符合分离定律,③白眼性状的表现总是与性别相关联3、证明基因位于染色体上二、基因位于染色体上的实验证据假设一：

控制眼色的基因只在Y染色体上假设二：

控制眼色的基因只在X染色体上假设三：

控制眼色的基因在X、Y染色体同源区上如果按照萨顿的假说:基因在染色体上,那么,控制白眼的基因是在常染色体上还是在性染色体上呢?做出假设02同源区段非同源区段XY染色体存在等位基因无等位基因摩尔根3、证明基因位于染色体上二、基因位于染色体上的实验证据雌果蝇基因型：

(XWXW)或(XWXw)雄果蝇基因型：(XwXw)

(XWY)

(XwY)红眼白眼白眼红眼02同源区段非同源区段XY染色体存在等位基因无等位基因假设二：控制眼色的基因只在X染色体上3、证明基因位于染色体上做出假设二、基因位于染色体上的实验证据PF1F2×XWXWXwYXWYXw配子XWYXWXw×XwXWYXWXWXW（雌）XWXw（雌）XWY（雄）XwY（雄）3/4红眼（雌、雄）

1/4白眼（雄）023、证明基因位于染色体上做出假设——遗传图解对杂交现象的解释配子二、基因位于染色体上的实验证据演绎推理，实验验证03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正交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,雄果蝇均为白色测交亲本测交子代反交分析结果，得出结论04控制果蝇白眼的基因只位于X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因3、证明基因位于染色体上二、基因位于染色体上的实验证据思考：控制果蝇眼色的基因位于的X-Y同源区段(Ⅰ)是否可以解释摩尔根的杂交实验现象？【知识拓展】果蝇眼色的基因位于X-Y同源区段的遗传图解根据遗传图解，控制果蝇眼色的基因位于X-Y同源区段也可以解释摩尔根的果蝇杂交实验。【知识拓展】结论：实验该如何进行？【知识拓展】排除果蝇眼色的基因位于X-Y同源区段的遗传图解红眼雄果蝇和白眼雌果蝇进行实验①若仅位于X染色体上遗传图解如下：②若基因位于X-Y同源区段遗传图解如下：XwXw

×XWY↓XWXw

XwY白眼(雌)红眼(雄)红眼(雌)白眼(雄)XwXw

×XWYW↓白眼(雌)红眼(雄)XWXw

XwYW红眼(雌)红眼(雄)杂交实验结果为：红眼雌果蝇和白眼雄果蝇。支持“基因位于X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因”的假说。[思考1]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。以上现象说明什么结论？一条染色体上应该有许多个基因[思考3]一条染色体上应该有许多个基因，那基因在染色体上是如何排列的呢？每种生物的基因数量，都要远远多于其染色体的数目。基因在染色体上呈线性排列三、基因在染色体上1、图中有几对同源染色体2、A和b、A和D是等位基因吗？3、b和b属于等位基因吗？4

不是；等位基因位于同一对同源染色体的相同位置。

不是；等位基因是要控制相对性状的。b和b为相同基因。【课堂练习】4、图中有几对同源染色体；几对等位基因；非等位基因可分为几种类型。232①同源染色体上的非等位基因②非同源染色体上的非等位基因aAaA等位基因随同源染色体的分开而分离杂合子体细胞配子配子

在杂合体的细胞中，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。1．基因分离定律的实质：四、孟德尔遗传规律的现代解释Aa精原细胞初级精母细胞AaAa次级精母细胞AAaaAaAa精细胞位于同源染色体上同一位置，控制相对性状的基因。如,A和a随同源染色体的分离而分离（1）分离的对象：（2）分离的原因：（3）分离的时间：减数分裂Ⅰ后期【知识链接】AaBbAbaBBAab非同源染色体上的非等位基因自由组合杂合子体细胞配子配子2．基因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分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。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所有的非等位基因都能自由组合吗？【问题探讨】思考：B与D、d能自由组合吗？不能，它们是同源染色体上的非等位基因，非同源染色体上的非等位基因自由组合。AaBbABABABabababABABababaABbABABababAAbbaaBB或随非同源染色体的自由组合而自由组合。减数分裂Ⅰ后期【知识链接】（1）自由组合的对象：（2）自由组合的原因：（3）自由组合的时间：非同源染色体上的非等位基因果绳的红眼为伴性显性遗传，隐性性状为白眼，在下列杂交组合中，通过眼色即可直接判断子代果蝇性别的一组是（）A.杂合红眼雌果蝇×红眼雄果蝇B.白眼雌果蝇×红眼雄果蝇C.杂合红眼雌果蝇×白眼雄果蝇D.白眼雌果蝇×白眼雄果蝇B通过眼色直接判断子代果蝇的性别或证明基因只在X染色体上，性染色体同型（XX）选择隐性性染色体异型（XY）选择显性2.预期结果（以XY性别决定生物为例）①后代雄性个体都为隐性，雌性个体都为显性②否则，位于常染色体上【课堂练习】1.思路：同隐×异显（亲本均纯合）2.生物如果丢失或增加一条或几条染色体，就会出现严重疾病甚至死亡。但是在自然界，有些动植物的某些个体是由未受精的生殖细胞（如卵细胞）单独发育来的，如蜜蜂中的雄峰等。这些生物虽然体细胞中的染色体数目减少了一半，但它们仍能正常生活。你如何解释这一现象？3.人的体细胞中有23对染色体，其中1-22号是常染色体，23号是性染色体。体现已经发现多一条13号、18号或21号染色体的婴儿，都表现出严重的病症。据不完全调查，现在还未发现多一条（或几条）其他常染色体的婴儿。请你试着作出一些可能的解释。

这些生物虽然体细胞中的染色体数目减少了一半，但它们仍具有一整套非同源染色体，这一套染色体携带着控制该种生物所有性状的一整套基因。可能是发生这类变异后的受精卵不能发育，或胚胎旱期就死亡了。【课堂练习】萨顿摩尔根提出基因在染色体上的假说实验证实基因在染色体上性状由“遗传因子”决定孟德尔把“遗传因子”改为“基因”约翰逊【知识链接】A级必备知识基础练1234567891011121314151.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.萨顿证明了果蝇的白眼基因位于性染色体上D.萨顿假说的提出并没有科学的实验依据作为支撑C1234567891011121314152.萨顿依据“基因和染色体的行为存在明显的平行关系”,提出“基因在染色体上”的假说,以下选项不属于他所依据的“平行”关系的是(

)A.基因和染色体,在体细胞中都成对存在,在配子中都只有成对中的一个B.非等位基因在形成配子时自由组合,非同源染色体在减数分裂过程中也自由组合C.每条染色体上有多个基因D.基因在杂交过程中保持完整性和独立性,染色体在配子形成和受精过程中,也有相对稳定的形态结构C1234567891011121314153.摩尔根研究白眼雄果蝇基因的显隐性及其在染色体上的位置时,采用了假说—演绎法。有关假说—演绎法的步骤及对应内容,下列说法不正确的是(

)A.提出问题:白眼性状是如何遗传的,是否与性别有关B.提出假说:控制白眼的基因仅位于X染色体上C.实验验证:对F1果蝇进行测交,对比演绎推理结果,验证假说D.实验结论:基因在染色体上呈线性排列D1234567891011121314154.摩尔根从野生果蝇培养瓶中发现了一只白眼雄性个体。他将白眼♂与红眼♀杂交,F1全部表现为红眼。再让F1红眼果蝇相互交配,F2性别比为1∶1,红眼占3/4,但所有雌性全为红眼,白眼只限于雄性。下列关于摩尔根上述实验的说法,不正确的是(

)A.上述现象出现的假说之一是控制眼色的基因仅位于X染色体上B.上述实验完整地体现了假说—演绎法,并证明基因位于染色体上C.若控制白眼的基因同时位于X与Y染色体上,F2白眼只为雄性D.上述实验能够说明性染色体上的基因所控制的性状与性别相关联B123456789101112131415解析

根据题述现象,摩尔根提出控制眼色的基因仅位于X染色体上的假说,A项正确;题述实验只体现了假说—演绎法中的部分内容,没有证明基因位于染色体上,B项错误;若控制白眼的基因同时位于X与Y染色体上,假设控制眼色的基因为A、a,那么亲本白眼♂(基因型为XaYa)与红眼♀(基因型为XAXA)杂交,F1全部表现为红眼(基因型有XAXa、XAYa),再让F1红眼果蝇相互交配,F2基因型有XAXA、XAXa、XAYa、XaYa,F2白眼只为雄性,C项正确;F2中白眼只限于雄性,说明性染色体上的基因所控制的性状与性别相关联,D项正确。1234567891011121314155.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B1234567891011121314156.(2023河南郑州高一期末)果蝇的红眼、白眼是一对相对性状,下图为果蝇杂交实验示意图,下列叙述错误的是(

)A.果蝇的红眼对白眼为显性B.控制眼睛颜色的基因位于X染色体上C.果蝇眼睛颜色的遗传不遵循孟德尔遗传规律D.用白眼雌性与红眼雄性果蝇杂交,通过眼睛的颜色可判断子代果蝇的性别C123456789101112131415解析

红眼雌果蝇和白眼雄果蝇的杂交实验,子一代全为红眼,说明红眼对白眼为显性,A项正确;F1雌雄果蝇相互交配,F2中白眼全为雄性,性状与性别相联系,说明其为伴性遗传,控制眼睛颜色的基因位于X染色体上,B项正确;F1雌雄果蝇相互交配,F2中红眼∶白眼=3∶1,说明果蝇眼睛颜色的遗传遵循孟德尔分离规律,C项错误;若用A/a表示控制红眼和白眼的基因,则白眼雌性(XaXa)与红眼雄性(XAY)杂交,子代雌性(XAXa)都为红眼,雄性(XaY)都为白眼,故可通过眼睛的颜色判断子代果蝇的性别,D项正确。1234567891011121314157.决定果蝇眼色的基因位于X染色体上,其中W基因控制红色,w基因控制白色。一只红眼雌果蝇与一只红眼雄果蝇杂交,其后代中不可能出现的是(

)A.红眼雄果蝇 B.白眼雄果蝇C.红眼雌果蝇

D.白眼雌果蝇D解析

红眼雌果蝇的基因型为XWXW或XWXw,红眼雄果蝇的基因型为XWY。XWXW×XWY→XWXW(红眼雌果蝇)、XWY(红眼雄果蝇);XWXw×XWY→XWXW(红眼雌果蝇)、XWXw(红眼雌果蝇)、XWY(红眼雄果蝇)、XwY(白眼雄果蝇),后代中不可能出现白眼雌果蝇。1234567891011121314158.下列关于基因和染色体关系的说法,正确的是(

)A.非等位基因都位于非同源染色体上B.位于同源染色体上相同位置的基因为相同基因或等位基因C.各种生物的基因都可以位于X染色体或Y染色体上D.位于性染色体上的基因,不遵循孟德尔的遗传规律B解析

非等位基因位于非同源染色体上或同源染色体的不同位置上,A项错误;位于同源染色体上相同位置的基因为相同基因或等位基因,B项正确;具有X染色体和Y染色体的生物,其X染色体和Y染色体上有基因,但有的生物没有X、Y染色体,C项错误;位于性染色体上的基因,在遗传中同样遵循孟德尔的遗传规律,D项错误。1234567891011121314159.(2023四川宜宾高一期末)下列有关基因与染色体关系的叙述,不正确的是(

)A.摩尔根证明了控制果蝇红、白眼的基因位于X染色体上B.萨顿利用演绎—推理法,推测基因位于染色体上C.染色体和基因并不是一一对应的关系,一条染色体上含有很多基因D.基因在染色体上呈线性排列,性染色体上的基因并不一定都与性别决定有关B123456789101112131415解析

摩尔根以果蝇为实验材料,运用假说—演绎法证明了控制果蝇红、白眼的基因位于X染色体上,A项正确;萨顿利用类比推理法,推测基因位于染色体上,B项错误;在真核细胞中,染色体和基因并不是一一对应的关系,一条染色体上含有很多基因,基因在染色体上呈线性排列,C项正确;基因在染色体上呈线性排列,性染色体上的基因并不一定都与性别决定有关,如X染色体上的色盲基因,D项正确。12345678910111213141510.如图表示果蝇某一条染色体上的几个基因,下列相关说法错误的是(

)A.果蝇细胞内基因数目要远远多于染色体数目B.基因在染色体上呈线性排列C.黄身基因与白眼基因的遗传不遵循自由组合定律D.细胞内的基因都在染色体上D123456789101112131415解析

果蝇细胞核内的基因位于染色体上,细胞质内的基因位于线粒体DNA中,D项错误。12345678910111213141511.下图表示孟德尔一对相对性状的杂交实验(图中染色体上的横线表示基因的位置),图示不能说明(

)A.染色体是基因的主要载体B.基因是由染色体携带着从亲代传递给子代的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,等位基因会随着同源染色体的分开而分离A123456789101112131415解析

该图表示了染色体上的基因在亲代和子代之间的传递情况,但不能说明染色体是基因的主要载体,A项错误。12345678910111213141512.近百年来,果蝇被广泛应用于遗传学研究的各个方面。果蝇的染色体组成如下图,据图回答下列问题。(1)科学家选择果蝇作为遗传实验研究材料的优点是

;

;

等。(2)果蝇的体细胞中

(填字母)是常染色体。

培养周期短,容易饲养,成本低染色体数目少,便于观察某些相对性状区分明显Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ123456789101112131415(3)已知灰身与黑身为一对相对性状(显性基因用B表示,隐性基因用b表示);直毛与分叉毛为一对相对性状(显性基因用F表示,隐性基因用f表示)。两只亲代果蝇杂交得到下表所示的子代类型和比例。性状类型灰身、直毛灰身、分叉毛黑身、直毛黑身、分叉毛雌蝇3/401/40雄蝇3/83/81/81/8123456789101112131415请回答下列问题。①控制灰身与黑身的基因位于

上;控制直毛与分叉毛的基因位于

上。

②亲代果蝇的表型为

、

。

③亲代果蝇的基因型为

、

。

④子代表型为灰身直毛的雌蝇中,纯合子与杂合子的比例为

。

⑤子代雄蝇中,灰身分叉毛的基因型为

、

;黑身直毛的基因型为

。

常染色体X染色体♀灰身直毛♂灰身直毛BbXFXfBbXFY1∶5BBXfYBbXfYbbXFY123456789101112131415解析

(1)果蝇作为实验材料的优点有很多,如取材方便、容易饲养、成本低、培养周期短、繁殖快、染色体数目较少,便于观察、具有一些容易区分的相对性状、产生的后代数量较多,使统计更准确等。(2)果蝇的体细胞中共有8条染色体,其中常染色体有6条,性染色体有2条。(3)由表中数据可知,杂交后代中灰身∶黑身=3∶1且雌雄比例相当,所以,控制这对性状的基因位于常染色体上,灰身为显性性状。杂交后代的雄性个体中直毛∶分叉毛=1∶1,而雌性个体全为直毛,所以控制这对性状的基因位于X染色体上,直毛为显性性状。亲代的基因型为BbXFXf和BbXFY,表型为灰身直毛♀和灰身直毛♂。子代雌果蝇中灰身直毛的基因型及比例为1/8BBXFXF、1/4BbXFXF、1/8BBXFXf、1/4BbXFXf,其中只有BBXFXF是纯合子,其余均为杂合子,纯合子与杂合子的比例为1∶5。子代雄果蝇中,灰身分叉毛的基因型为BBXfY、BbXfY,黑身直毛的基因型为bbXFY。123456789101112131415B级关键能力提升练13.决定果蝇眼色的基因位于X染色体上,显性性状为红眼。下列各组亲本杂交后的子代中,通过眼色可以直接判断果蝇性别的是(

)A.白♀×白♂

B.杂合红♀×红♂C.白♀×红♂

D.杂合红♀×白♂C123456789101112131415解析

假设用A、a表示相关基因。A项中亲本的基因型为XaXa和XaY,后代雌、雄个体均表现为白眼;B项中亲本的基因型为XAXa和XAY,后代雌性个体均表现为红眼,雄性个体中一半表现为白眼、一半表现为红眼;C项中亲本的基因型为XaXa和XAY,后代雌性个体均表现为红眼,雄性个体均表现为白眼;D项中亲本的基因型为XAXa和XaY,后代雌、雄个体中均有一半表现为白眼、一半表现为红眼。故只有C项亲本杂交后的子代中,通