2.2 基因在染色体上 （教学课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

第2章基因和染色体关系 第2节基因在染色体上 孟德尔分离定律： 在生物的体细胞中，控制同一性状 的 同源染色体 成对存在，不相融合；在 形成配子时，成对的 同源染色体 发生分 离，分离后的 同源染色体 分别进入不同 的配子中，随配子遗传给后代。 将基因换成同源染色体，是否可行? 思考 萨顿，美国遗传学家，(1877-1916)用蝗虫细胞 作材料，研究精子和卵细胞的形成过程，实验发现： 等位基因的分离与减数分裂中同源染色体的分离极为 相似。 1.推论： 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。 一、萨顿的假说 基因的行为 染色体的行为 杂交传递中的 性质 保持：完整性独立性 保持：稳定性 体细胞中的存 在形式 成对 成对 配子中的存在 形式 含成对基因中一个 含成对染色体中一条 在体细胞中的 来源 一个来自父方， 一个来自母方 一条来自父方， 一条来自母方 形成配子时的 组合方式 等位基因分离 非等位基因自由组合 同源染色体分开 非同源染色体自由组合 通过类比，提出假说：基因位于染色体上。 2.依据：基因与染色体的行为存在明显的平行关系 思考 ·讨论 请在图中染色体上标注基因符号，解释孟德尔杂交试验。 P 配子 F₁ 配子 D F₁ D 减数 分裂 减数 分裂 D D D d D 高减数 茎分裂 矮 茎 高 茎 高 茎 高 茎 X 受 精 D D 矮 茎 高 茎 d d F₂ D d D d 类比 平行关系 推理 假 说 ：基因在染色体上 3. 科 学 研 究 方 法 染色体 (看得见) 基 因 (看不见) 类比推理 萨顿经类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性， 其正确与否，还需要实验的验证。 由于缺少实验证据，美国科学家摩尔根等对此持怀 疑态度。 因真的位于染色体上码? 特点P30: 易饲养、繁殖快、后代多、相对性状明显， 染色体数目少等 二、基因位于染色体上的实验证据 (一)实验材料——果蝇 Copyright California Institute of logy F₁ 红眼(雌、雄) 显性 果蝇的红眼 F₂ 白 眼 ( 雄 ) 3/4 1/4 果蝇的白眼 3 1 符合分离定律，说明其受一对等位基因控制 提出问题：白眼总是和性别相联系，如何解释此现象? (二)实验过程： 1.实验现象 P × 白眼(雄) 与性别决定无关 IV IV 常染色体 Ⅱ Ⅱ 性染色体 与性别决定有关 染色体组成：早：3对+XX ( 同型) ô: 3 对 + XY ( 异型) Ⅱ Ⅲ IⅡ Ⅲ 补充：果蝇体细胞染色体示意图 X X Ⅲ Ⅲ O 千 Y 2.提出假说 控制白眼的基因(用w表示)在X染色体上，而 Y染色体上不含有其 等位基因。 书写规律： “大写在前小写在后” “常染色在前，性染色体在后” eg AaXBxb 红眼 白眼 红眼 白眼 早 ô 基因型 P 配子 xW 入 xW xwxW ( 雌 ) xWXw ( 雌 ) Y xWY ( 雄 ) XwY ( 雄 ) 3/4红眼(雌、雄) 1/4白眼(雄) 果蝇杂交实验分析图解(图2-10) F F xW Xw O 十 分析： ①若眼色的基因位于X上 ：红眼早：白眼早：红眼否：白眼否=1:1:1:1; ②若眼色的基因位于常染色体上： 早否也是红眼：白眼=1:1 Xw Y w 红眼早 Y 红眼合 Xw XWXw白 眼 早 XWY 白 眼 合 F₁ xWxw 红眼早 X XWY白眼否 3.演绎推理——测交方案一 F₂ 人 F₁ XwY 红眼早：白 眼否=1:1 分析： 若眼色的基因位于X 上：子代雌果蝇全为红眼，雄果蝇全为白眼； 若眼色的基因位于常染色体上： 子代雌雄果蝇均有红眼和白眼。 3.演绎推理——测交方案二 P 白眼早 红眼否 Y 4.实验验证与得出结论 摩尔根等人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，从而用实验证明了基因在染色体上。 从此，摩尔根成了 孟 德 尔 理论的坚定支持者。 白眼性状的表现总是与性别相联系? 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 测交：白眼否×F₁ 红眼早 白眼早×红眼合 基因在染色体上 提出问题： 作出假说： 验证假说： 得出结论： (三)摩尔根的研究方法：假说-演绎法 假说 演绎法 3.基因的载体： (1)核基因：染色体 (2)质基因：叶绿体、线粒体 2.位置关系：基因在染色体上呈线性排列 1.数量关系：一条染色体上有很多个基因 黄身 白眼 红宝石眼 截翅 朱红眼 深红眼 棒眼 短硬毛 三、基因与染色体的关系 图2-11 果蝇某一条染色体 上的几个基因 4.非等位基因的位置 (1)位于同一条染色体上； egA 与B,a 与b (2)位于同源染色体的不同位置； egA 与b,a 与B (3)位于非同源染色体上。 egA 与D,a 与d,A 与d,a 与D 等 A a 才能发生自由组合 B b D d 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。 基因的分离定律的实质是： 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。 四、孟德尔遗传规律的现代解释 一对同源染色体上的等位基因 孟德尔的分离定律： 孟德尔的自由组合定律： 控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互补干扰的；在形成配子 时，决定同一性状的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子 自由组合。 基因的自由组合定律的实质是： 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 非同源染色体上的非等位基因 3 4 C 15 19 D X8 20 21 22 G X 14 15 D X 19 20 C 16 18 高晶 22 XX G 21 补充：染色体数目异常情况分析 唐氏综合征 患者的染色体组成 21-三体综合征 正常人 的染色体组成 减数第一次分裂 同源染色体没分开 减数第二次分裂 姐妹染色单体 没分开 配子 n-1 n-1 n+1 n-1 n n 补充：染色体数目异常情况分析 配子n n+1 n+1 体细胞 2n 正 常 情 补充：染色体数目异常情况分析 1.当减数分裂I 一对同源染色体移向同一极时，形成的4个子细胞均 不正常； (减I 不正常，子细胞均不正常) 2.当减数分裂Ⅱ姐妹染色单体形成的子染色体移向同一极时，形成的 4个子细胞2个正常，2个不正常。 (减IⅡ不正常，子细胞一半不正常) $$