2.2 基因在染色体上-【有堂好课】2024-2025学年高一生物同步教学实用课件（人教版2019必修2）

第2节 基因在染色体上 多多＆米粒 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。 问题1：因为基因位于染色体上。 测序22条常染色体+X+Y 多多＆米粒 2 19世纪— 孟德尔发现了遗传的两大定律 人们才意识到 遗传因子（基因）是客观存在的 基因分离定律 基因自由组合定律 基因在哪里？ 多多＆米粒 1903年，美国遗传学家萨顿用蝗虫细胞作材料，研究精子和卵细胞的形成过程。 2N=24 精子 （12条） 卵细胞 （12条） 受精 作用 受精卵 （24条） 减数 分裂 萨顿 孟德尔分离定律中成对的遗传因子的分离 在减数分裂过程中同源染色体的分离很相似 一、萨顿的假说 多多＆米粒 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。 思考 将遗传因子换成同源染色体，把分离定律念一遍。由此你联想到什么？ 孟德尔分离定律中成对的遗传因子的分离与同源染色体在减数分裂过程中的分离很相似。 同源染色体 同源染色体 同源染色体 每对遗传因子彼此分离； 不同对的遗传因子自由组合： 同源染色体分离 非同源染色体自由组合 自由组合定律： 多多＆米粒 假说内容： 依据 课本P29 多多＆米粒 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 D d D d 在形成配子时，成对的基因彼此分离 在减数分裂I后期，同源染色体彼此分离 一、萨顿的假说 多多＆米粒 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 多多＆米粒 推论：基因在染色体上 染色体 （看得见） 基因 （看不见） Dd D d 一、萨顿的假说 多多＆米粒 减数分裂中基因和染色体的关系 高 茎 高 茎 矮 茎 高 茎 D d D D d d D d d d × 减数 分裂 受 精 减数 分裂 高 茎 减数 分裂 P 配子 F1 F1配子 高茎 矮茎 F2 d D d D D D D D d d 思考：依据萨顿的理论，请在课本30页“思考讨论”图中的染色体上标出基因符号 一、萨顿的假说 多多＆米粒 摩尔根 萨顿假说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。 多多＆米粒 12 果蝇作为材料的优点 ①有许多易于区分的相对性状； ②易饲养、培养周期短、繁殖快； ③子代数目多; ④染色体数目少，便于观察。 二、基因位于染色体的实验证据 多多＆米粒 2. 雌果蝇性染色体是同型的，用 表示； 雄果蝇性染色体是异型的，用 表示。 1. 果蝇共有 条染色体， 对同源染色体，其中 对常染色体， 对性染色体。 8 4 3 1 XX XY ②性染色体是与性别决定有关的染色体。 ①常染色体是与性别决定无关的染色体。 3对常染色体 + XX 3对常染色体 + XY ♀ ♂ XX XY X X Y XX XY Ｐ 配子 F1 X 1、果蝇体细胞染色体示意图 多多＆米粒 1、所有生物都有性染色体吗？ 2、有性染色体的生物性别是否都与XY有关？ 3、基因组测序中如何确定生物测定的染色体数目？ 多多＆米粒 P： F1： F2： 红（雌、雄） 白 (雄) 3/4 1/4 红眼 （雌、雄） × F1雌雄交配 观察现象 提出问题 此实验现象是否符合分离定律? 根据哪一个杂交组合判断果蝇的显隐性性状?为什么? 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，有哪些共同点和不同点? 01 ①F1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 二、基因位于染色体的实验证据 多多＆米粒 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染色体都存在 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? 提出假设 02 摩尔根 二、基因位于染色体的实验证据 多多＆米粒 同源区段 非同源区段 X Y染色体 存在等位基因 无等位基因 多多＆米粒 18 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染色体的同源区上 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? 提出假设 02 摩尔根 二、基因位于染色体的实验证据 多多＆米粒 雌果蝇基因型： (XWXW) 雄果蝇基因型： (XwXw) (XWY) (XwY) 红眼 白眼 白眼 红眼 提出假设 02 控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因 或(XWXw) 二、基因位于染色体的实验证据 多多＆米粒 1.基因在常染色体上：不需写出常染色体，直接写基因型。如：Dd、AA、Aa 2.基因在性染色体上：必须将性染色体及其上的基因一同写出,如XBXb、XbY 基因型的写法： b b B 3.如果常染色体和性染色体上都有基因：一般常染色体的基因型在前， 性染色体的基因型在后。 AaXBXb 多多＆米粒 练一练：果蝇的长翅（B）和残翅（b）位于常染色体上，红眼（W）和白眼（w）位于X染色体上，请写出以下基因型： 纯种长翅红眼雌果蝇： 纯种残翅白眼雄果蝇： BBXWXW bbXwY 杂种长翅红眼雄果蝇： BbXWY 多多＆米粒 基因型 表 型 雌果蝇 雄果蝇 红眼 白眼 红眼 白眼 红眼 XWXW XWXw XWY XwY XwXw P F1 F2 × XWXW XwY XW Y Xw 配子 XWY XWXw × Xw XW Y XW XWXW（雌） XWXw（雌） XWY（雄） XwY（雄） 3/4红眼（雌、雄） 1/4白眼（雄） 配子 02 提出假设 控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因 二、基因位于染色体的实验证据 多多＆米粒 23 P F1 F2 × 对实验现象的解释（分析图解）： XWXW XwY XW Y Xw 配子 XWY XWXw Xw XW Y XW XWXW红眼（♀） XWXw红眼（♀） XWY红眼（♂） XwY白眼（♂） 红眼（♀） 白眼（♂） ♂ ♀ 红眼（♀） 红眼（♂） 多多＆米粒 XWXw × XwY XWX w XwY F1： P： 配子： 红眼（雌） 白眼（雄） XW Xw Xw Y XwXw XWY 红雌 白雌 红雄 白雄 XWY × XwXw XWX w 红雌 XwY 白雄 F1： P： 配子： 红眼（雄） 白眼（雌） XW Xw Y 雌果蝇均为红眼,雄果蝇均为白眼。 1 : 1 : 1 ： 1 测交方案1 测交方案2 03 二、基因位于染色体的实验证据 多多＆米粒 实验验证 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 XWY 红眼雄果蝇 XwXw 白眼雌果蝇 × XWXw 红眼雌 XwY 白眼雄 测交亲本 测交子代 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 红雌 红雄 白雌 白雄 126 132 120 115 实验结果 实验结果 雌蝇均为红眼，雄蝇均为白眼 测交方案1 测交方案2 二、基因位于染色体的实验证据 多多＆米粒 基因型 表 型 雌果蝇 雄果蝇 红眼 白眼 红眼 白眼 红眼 XWXW XWXw XWYW XwYw XwXw XWYw XwYW 红眼 红眼 P F1 F2 × XWXW XwYw XW Yw Xw 配子 XWYw XWXw × Xw XW Yw XW XWXW（雌） XWXw（雌） XWYw（雄） XwYw（雄） 3/4红眼（雌、雄） 1/4白眼（雄） 配子 02 提出假设 控制眼色的基因在X、Y染色体同源区上 二、基因位于染色体的实验证据 多多＆米粒 XWXw × XwYw 红眼（雌） 白眼（雄） XWX w XwYw XwXw XWYw 红雌 白雌 红雄 白雄 XWY W × XwXw XWX w 红雌 XwY W 红眼（雄） 白眼（雌） 红雄 测交亲本 测交子代 测交亲本 测交子代 红雌 红雄 白雌 白雄 126 132 120 115 实验结果 实验结果 雌蝇均为红眼，雄蝇均为白眼 演绎推理 实验验证 03 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染色体不含其等位基因，基因在染色体上。 测交方案1 测交方案2 二、基因位于染色体的实验证据 多多＆米粒 回顾摩尔根的实验： 孟德尔 萨顿 摩尔根 实验证据：遗传因子（基因）遗传规律 观察到减数分裂 染色体的行为规律 实验证据：将基因定位在染色体上 假说-演绎法 提出假说 假说-演绎法 提出 问题 提出 假说 演绎 推理 实验 验证 为什么白眼性状与性别相关? 控制白眼的基因在X染色体上 设计测交实验，预测结果 进行测交实验 得出结论 假说正确，得出结论 多多＆米粒 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 重要遗传学发展历程 注意1 假说--演绎法 假说--演绎法 多多＆米粒 一条染色体上有许多个基因； 基因在染色体上呈线性排列。 X X 4对染色体，1.3万个基因 人只有23对染色体， 却有约2.6万个基因。 测定方法：荧光标记法 三、基因与染色体的数量和位置关系 多多＆米粒 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。 思考 多多＆米粒 d B B a A D 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 1 2 3 4 课本P32 多多＆米粒 1.分离定律的实质： A A A a A A a a a a a a A A 分裂 间期 减数 分裂Ⅰ 减数 分裂Ⅱ 减数 分裂Ⅱ 四、孟德尔遗传规律的现代解释 多多＆米粒 课本P32 多多＆米粒 2.自由组合定律的实质： 在减数分裂形成配子的过程中，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 分裂 间期 减数 分裂Ⅰ 减数 分裂Ⅱ 减数 分裂Ⅱ A a B b a a A A b b B B B B a a A A b b A b a B B a A b A B a b A B a b 课本P32 四、孟德尔遗传规律的现代解释 多多＆米粒 配子多样性的原因 2.自由组合 1.互换 (1)图示： (2)时期：__________________(四分体时期)。 (3)范围：同源染色体中__________________之间发生互换。 (4)交换对象：等位基因(B、b)交换。 (5)由图可知，等位基因可位于__________和__________上。 (6)意义：进一步丰富了配子的类型，增强了有性生殖生物的变异性。 多多＆米粒 课本P22页、互换 多多＆米粒 A a B b 2对等位基因位于2对同源染色体上 A a B b 2对等位基因位于1对同源染色体上 两对等位基因独立遗传 遵循基因的自由组合定律 两对等位基因不独立遗传（连锁） 四、孟德尔遗传规律的现代解释 多多＆米粒 39 基因连锁： 情况一：连锁不互换 多多＆米粒 多多＆米粒 1、图中A与b、A与c是否为等位基因? 2、图中每对等位基因是否遵循分离定律? 3、图中A、a与B、b是否遵循自由组合定律?说出判断依据。 4、上述非等位基因中,能自由组合的是哪些? 5、不考虑同源染色体非姐妹染色单体间的互换,写出该生物能产生的配子类型。 思考 不是 都遵循基因的分离定律 不遵循基因的自由组合定律，两对基因位于一对同源染色体上 A、a和C、c B、b和C、c AbC Abc aBC aBc 多多＆米粒 连锁互换 基因连锁： 产生四种配子： AB ： Ab ： Ab ： ab 多多＆米粒 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，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。 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？ 在常染色体中，每对同源染色体上分布的基因是相同的或等位基因，所以每对只测序1条即可；而性染色体X和Y的差别很大，两条性染色体都要测序，因此测定22条常染色体和两条性染色体，共24条。 讨论： 多多＆米粒 1. 萨顿实验推论： 2. 基因在染色体上的实验证据： ①实验者： ②材料： ③采用的科学实验方法： 3. 基因与染色体的关系： ①数量关系： ②位置关系： 小结 基因位于染色体上 摩尔根 果蝇 假说—演绎法 一条染色体上有多个基因 基因在染色体上呈线性排列 4.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 多多＆米粒 1.下列有关基因与染色体的关系的表述，错误的是(　　) A.基因就是染色体 B.有的生物的基因并不在染色体上 C.基因在染色体上的提出者是萨顿 D.同源染色体上的等位基因随同源染色体的分开而分离 2.关于孟德尔遗传规律现代解释的叙述，错误的是(　　) A.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 B.同源染色体上的等位基因具有一定的独立性 C.同源染色体上的等位基因分离，非等位基因自由组合 D.基因的分离定律与基因的自由组合定律体现在减数分裂过程中 A C 多多＆米粒 3.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 B 多多＆米粒 4.根据如图所示基因在染色体上的分布情况判断，下列选项不遵循基因的自由组合定律的是(　　) A 多多＆米粒 5.某植物体细胞内三对基因在染色体上的位置情况如图所示，三对基因分别单独控制不同的相对性状。下列叙述正确的是(　　) A．图中A、a和B、b的遗传遵循基因的自由组合定律 B．基因型为AaBb的个体自交后代会出现4种表型， 比例为9∶3∶3∶1 C．如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生 染色体互换，则它可产生4种配子 D．三对基因的遗传均遵循基因的分离定律 D 多多＆米粒 6. 右图示果蝇的原始生殖细胞，图中 1、1′……4、4 ′表示染色体，B、b、 W、w分别表示控制不同性状的基因。 果蝇的红眼和白眼分别由位于X染色体 上的W、w控制，请据图回答下列问题： （1）该细胞是 。 （2）图中的 是常染色体，而 是性染色体。 (3)该细胞中有 个DNA分子。 （4）该果蝇基因型可写成 。 卵原细胞 l、1′、2、2′、3、3′ 4、4′ 8 BbXWXw 多多＆米粒 $$