2.2基因在染色体上 课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

基因，你究竟在哪里 2.2　基因在染色体上 第一课时 孟德尔分离定律的核心 杂合子在形成配子时，成对的遗传因子分离。 D d 等位基因分离 体细胞 配子 D d 配子中的基因只含有原来的一半 1903年 萨顿 1、实验材料：蝗虫 2、实验现象： 蝗虫体细胞： 生殖细胞： 受精卵： 24条染色体（12对） 12条染色体 （两两成对，共12对，每对染色体中的一条来自父方，另一条来自母方） 24条染色体（12对） 一、萨顿 形成配子时，同源染色体的分离，配子中只有每对同源染色体中的一条。 基因的行为 染色体的行为 杂交过程 保持： 也有： 体细胞中的 存在形式 配子中的数目 在体细胞中 的来源 成对基因 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 的组合方式 类比：基因和染色体之间具有 关系 平行 完整性独立性 相对稳定的形态结构 成对存在 成对存在 只有成对基因中的一个 只有成对染色体中的一条 父方 母方 父方 母方 自由组合 非等位基因 非同源染色体 自由组合 尝试分析基因与染色体的关系 萨顿假说:基因在染色体上 看不见 染色体 基因 看得见 Dd D d 基因在染色体上 （由染色体携带着从亲代传递给下一代） 平行关系 推论 （即假说） 基因位于染色体上 类比推理 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。 应当注意的是，类比推理得出的结论仅仅是一个假说，其正确与否，还需要观察和实验的检验！ 实验方法： 基因真的位于染色体上吗？ 我不相信孟德尔， 更难以相信萨顿毫无事实 根据的臆测！ 摩尔根 二、基因位于染色体上的实验证据 人物： 摩尔根 方法： 假说-演绎法 实验材料： 少见的白眼雄果蝇 野生红眼基因果蝇 易饲养; 果蝇作为遗传研究材料的优点： 繁殖快; 后代多； 相对性状明显 8 与性别决定有关 果蝇的染色体组成 3对常染色体： 1对性染色体： ⅡⅡ，Ⅲ Ⅲ，Ⅳ Ⅳ 雌性同型：ＸＸ 雄性异型：ＸＹ 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。一天，摩尔根偶然在一群红眼果蝇发现一只白眼雄果蝇。白眼性状是如何遗传的？ 隐含信息： 一群红眼——纯种---红眼基因 发现一只白眼(非大量)——变异---白眼基因 P × 红眼（雌） 白眼（雄） F1 红眼（雌、雄） 红眼是显性性状 F2 3/4 雌雄交配 红眼（雌、雄） 白眼（雄） 1/4 3：1的性状分离比符合分离定律 (一) 实验现象 白眼果蝇都是雄的？ 讨论与猜想: 控制白眼的基因是在常染色体上还是在性染色体上呢? 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，如XDXd） 基因可以位于常染色体上、性染色体上 X Y (1)非同源区段 ①基因只存在于X染色体上 ②基因只存在Y染色体上 ——伴Y遗传 ——伴X遗传 Ｘ、Ｙ同源区段的基因是成对存在的。 (2) 同源区段 提出假设 假设二：控制白眼的基因在X、Y染色体上 假设三：控制白眼的基因是在Y染色体 上，而X染色体上没有它的等位基因 假设一：控制白眼的基因在X染色体上，而Y上不含有它的等位基因。 XWY、XwY 红眼 白眼 XWXW、XWXw、XwXw 红眼 白眼 红眼 XWYW、XWYw、 红眼 红眼 XwYW、XwYw 红眼 白眼 XWXW、XWXw、XwXw 白眼 红眼 红眼 XYW、XYw 红眼 白眼 XX ✘ 提出假说 P F1 F2 红雌、红雌、红雄 白雄 × 红 雌 白 雄 假说一：如果控制白眼的基因(w)在X染色体上，而Y染色体上不含它的等位基因 XwY XWXW XWXw、XWY XWXW、XWXw、XWY XwY 红∶白=3 : 1 白眼全为雄性 红 P F1 F2 红雌、红雌、红雄 白雄 × 红 雌 白 雄 XwYw XWXW XWXw、XWYw XWXW、XWXw、XWYw XwYw 红 假说二：控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上。 红∶白=3 : 1 白眼全为雄性 （教材P31思考讨论）摩尔根的假说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，预测另外设计实验的预期结果，再通过具体实验来检验。 请你设计实验，来检验假说。 摩尔根的果蝇杂交实验 15 演绎推理 假说一：如果控制白眼的基因(w)在X染色体上，而Y染色体上不含它的等位基因 假说二：控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上。 XWXw × XwY XWX w XwY F1 配子 红眼（雌） 白眼（雄） XW Xw Xw Y XwXw XWY 红雌 白雌 红雄 白雄 红眼：白眼=1：1 P 测交1 XWX w XwYw F1 配子 红眼（雌） 白眼（雄） XW Xw Xw Yw XwXw XWYw 红雌 白雌 红雄 白雄 红眼：白眼=1：1 P 测交1 XWXw × XwYw 课本P11 测交实验 的正反交 假说二 假说一 测交2 测交2 预测实验结果：若测交后代红眼雌性：白眼雌性=1:1，假说一正确； (答题规范) 若测交后代全为红眼，假说二正确。 演绎推理 XwXw × XWYW 白雌 红雄 XWX w XwYW 红雄 红雌 1 ： 1 F1： P： 摩尔根等人亲自做了该实验，实验结果如下： 红眼雌性 红眼雄性 白眼雌性 白眼雄性 126 132 120 115 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 上。 (六) 得出结论 子代中雌蝇均为红眼，雄蝇均为白眼。 方案1 方案2 染色体 摩尔根 (五) 实验验证 （符合假说1和2） （只符合假说1） 把一个基因和一条特定的染色体——X染色体联系起来 19 实验验证： 演绎推理： 提出问题： 作出假说： 根据假说预期测交实验结果 得出结论： 基因在染色体上 控制白眼基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因 如何解释白眼性状的表现总是与性别相联系？ 假说 演 绎 法 从此，摩尔根成了 理论的坚定支持者 孟德尔 回顾摩尔根的实验： 进行测交实验 假说成立 人的体细胞只有23对染色体，却有3～3.5万个基因，基因与染色体可能有怎样的对应关系呢？ 基因在染色体上呈线性排列 思考？ 一条染色体上有许多个基因 结论： 现代生物学测定方法： 荧光标记技术 1、下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的是（ ） A、染色体是基因的主要载体 B、基因在染色体上呈线性排列 C、一条染色体上有多个基因 D、染色体就是由基因组成的 D 练 习 2、果绳的红眼为伴性显性遗传，其隐性性状为白眼，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 练 习 隐雌显雄 Administrator (A) - D d 1 2 D d 1 2 D d D 1 D d 2 d d D D d 基因分离定律的实质 等位基因位于 同源染色体上。 同源染色体分开， 等位基因分离。 着丝粒分裂， 相同基因分离。 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（减数分裂I后期），分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。 a b B A A A a a B B b b A A B B a a b b B A a b B A a b 精原细胞 初级精母 细胞 次级精母 细胞 精细胞 基因自由组合定律的实质 a b B A A A a a B B b b b b A A B B a a A b A b a B a B 精原细胞 初级精母 细胞 次级精母 细胞 精细胞 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彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 基因自由组合定律的实质 a b B A A a B b a B A b 非同源染色体上的非等位基因自由组合。 例：右图为某生物细胞内染色体和基因分布图，请回答： 1.分离定律中的一对遗传因子指同源染色体上的一对等位基因，图中所示等位基因有哪些？ 2.图中非等位基因有哪些？能自由组合的又有哪些？ 3.不考虑姐妹染色单体互换，该生物能产生几种配子？ A和a；B和b；C和c。 非等位基因如：A和B、A和b、A和C、A和c等等。 4种。（n对同源，2n种配子） 能自由组合的有A(a)和C(c)之间或B(b)和C(c)之间。 1.所有的基因都位于染色体上吗？ 1.在真核生物中，细胞核基因位于染色体，但细胞质基因位于线粒体和叶绿体DNA上; 2.在原核生物中，细胞内无染色体，其基因位于拟核区的DNA上或者质粒上； 3.病毒中有基因，但无染色体。 深度思考 29 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 类比推理 2.AaBb能产生几种配子？（不考虑互换） 深度思考 同源染色体上的非等位基因， 遵循基因自由组合定律 AB:ab:Ab:aB=1:1:1:1 非同源染色体上的非等位基因，遵循基因自由组合定律 AB:ab=1:1 Ab:aB=1:1 （连锁一） （连锁二） 不 判断两对等位基因位于一对或两对同源染色体上的方法 位置关系 AaBb个体自交 AaBb测交 配子种类：AB、Ab、aB、ab配子比例：1∶1∶1∶1 后代表型比符合9∶3∶3∶1 后代表型比符合 1∶1∶1∶1 (1)正向思维——明确两对等位基因的位置，可以推测配子种类和比例，进而推测子代表型和比例。 (2)逆向思维——设计实验观察子代表型和比例，推测配子种类和比例，进而判断两对等位基因的位置。 位置关系 AaBb个体自交 AaBb测交 配子种类：AB、ab 配子比例：1∶1 后代表型比符合3∶1 后代表型比符合1∶1 配子种类：Ab、aB 配子比例：1∶1 后代表型比符合1∶2∶1 后代表型比符合1∶1 6.(2024·南阳五中高一质检)某雌雄同株植物花的颜色由两对基因(A和a、B和b)控制，A基因控制色素合成，AA和Aa的效应相同；B为修饰基因，淡化颜色的深度，BB和Bb的效应不同。其基因型和表型的对应关系见下表，请回答下列问题。 基因型 A_Bb A_bb A_BB或aa_ _ 表型 粉色 红色 白色 (1)以纯合白色植株和纯合红色植株作亲本杂交，子一代全都是粉色植株。请写出可能出现这种结果的亲本基因型组合：　　　　　　　　　　　　　　。 AABB×AAbb、aaBB×AAbb 创新课堂-P33-6 (2)为研究两对基因(A和a、B和b)是在同一对同源染色体上，还是在两对同源染色体上，某课题小组选用了基因型为AaBb的粉色植株进行探究。 ①实验假设：这两对基因在染色体上的位置存在三种类型。请在上图方框中补充其他两种类型。(用竖线表示染色体，黑点表示基因在染色体上的位点) ②实验步骤： 第一步：_________________； 第二步：观察并统计子代植株花的颜色和比例。 ③实验结果(不考虑互换)及结论： a.若子代植株花色为　　　　　　　　　　　　　　，则两对基因在两对同源染色体上，符合图中第一种类型； 粉色植株自交 粉色∶红色∶白色＝6∶3∶7 b.若子代植株花色为　　　　　　　　　　，则两对基因在一对同源染色体上，符合图中第二种类型； c.若子代植株花色为　　　　　　　　　　　　　　，则两对基因在一对同源染色体上，符合图中第三种类型。 粉色∶白色＝1∶1 粉色∶红色∶白色＝2∶1∶1 一、萨顿 1、 基因在染色体上 2、方法： 3、依据： 二、摩尔根 1、 基因在染色体上 2、方法： 三、孟德尔遗传规律的现代解释 1、 上的 彼此分离； 2、 上的 自由组合。 假说——演绎法 证明 类比推理 基因和染色体存在着明显的平行关系 提出 同源染色体 等位基因 非同源染色体 非等位基因 教材第32页≫练习与应用 一、概念检测 1.(1)√　[位于一对同源染色体上相同位置的基因是相同基因(如D与D)或等位基因(如D与d)，它们控制着同一种性状(如茎的高度)。] (2)×　[非等位基因可能位于同源染色体上，也可能位于非同源染色体上。] 2.B　[染色体主要由DNA和蛋白质组成。] 3.D　[位于同源染色体上的非等位基因不会随着非同源染色体的自由组合而发生自由组合。] 二、拓展应用 1.因为控制白眼的基因是隐性基因且位于X染色体上。用其他杂交组合不能通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。 2.这些生物的体细胞中的染色体数目虽然减少一半，但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体所有性状的一整套基因。 3.人体细胞染色体数目变异，会严重影响生殖、发育等各种生命活动，未发现其他染色体数目变异的婴儿，很可能是发生这类变异的受精卵不能发育或在胚胎期就死亡了。 10.(2024·安徽黄山田家炳实验中学高一下月考)现有①～④四个纯种果蝇品系，品系①的性状均为显性，品系②～④均只有一种性状是隐性，其他性状均为显性。这四个品系的隐性性状及控制该隐性性状的基因所在的染色体如下表所示。 D 综合提升 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 类题 11 类题 类题 12 13 品系 ① ② ③ ④ 隐性性状 无 残翅 黑身 紫红眼 相应染色体 Ⅱ、Ⅲ Ⅱ Ⅱ Ⅲ 若要验证自由组合定律，可选择交配的品系组合为(　　) A.①×② B.①×④ C.②×③ D.②×④ 分离定律：同一对染色体（同源染色体） 自由组合定律： 不同对染色体 （至少两对分同源染色体） ●(2024·广东深圳高一质检)在番茄中，圆形果(R)对卵圆形果(r)为显性，单一花序(E)对复状花序(e)为显性。对某单一花序圆形果植株进行测交，测交后代表型及其株数为：单一花序圆形果22株、单一花序卵圆形果83株、复状花序圆形果85株、复状花序卵圆形果20株。据此判断，下列四图中，能正确表示该单一花序圆形果植株基因与染色体关系的是(　　)　　　 A 综合提升 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 类题 11 类题 类题 12 13 4．基因型为AaBb（A/a、B/b分别控制一对相对性状，且为完全显性）的个体测交后代出现四种表型，比例为9：1：1：9.下列关于出现该分离比的可能原因解释正确的是（　　） A．同源染色体上的姐妹染色单体发生了互换 B．同源染色体上的非姐妹染色单体发生了互换 C．非同源染色体上的非姐妹染色单体发生了互换 D．非同源染色体上的非等位基因自由组合 B (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 3/4 0 1/4 0 雄蝇 3/8 3/8 1/8 1/8 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　　　　　　、　　　　　　。 常染色体 ♀灰身直毛 ♂灰身直毛 X染色体 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　　　　。 BbXFXf BbXFY 1∶5 BBXfY BbXfY bbXFY 性状类型 灰身、直毛 灰身、分叉毛 黑身、直毛 黑身、分叉毛 雌蝇 3/4 0 1/4 0 雄蝇 3/8 3/8 1/8 1/8 13.(2024·广西南宁高一期末)果蝇是遗传学中经常使用的实验材料，其体色和眼色是两对相对性状。灰体B和黑檀体b位于Ⅱ号染色体上，红眼R和白眼r位于X染色体上。现有一只红眼灰体雌果蝇与一只白眼灰体雄果蝇交配，F1雄果蝇中，约有1/8为白眼黑檀体，请根据该实验过程回答下列问题。 (1)摩尔根通过运用　　　　　　(科学方法)法，证实了基因在染色体上。果蝇的体色和眼色遗传符合孟德尔的___________________________定律。 (2)亲本中的雌果蝇的基因型为　　　　。F1雌果蝇中白眼灰体的概率为　　　　。 (3)F2中白眼黑檀体雄果蝇产生配子时，形成的精细胞的基因组成是　　　　。 综合提升 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 类题 11 类题 类题 12 13 假说—演绎 分离定律和自由组合 BbXRXr 3/8 bXr或bY 10. 下图为初级精母细胞减数分裂时的一对同源染色体示意图，图中1-8表示基因。不考虑基因突变的情況下，下列叙述正确的是（　　　） A. 1与2、3、4互为等位基因，与6、7、8互为非等位基因 B. 1与3都在减数第一次分裂分离，1与2都在减数第二次分裂分离 C. 同一个体的精原细胞有丝分裂前期也应含有基因1-8 D. 1与2，3与4会在减数第一次分裂后期自由组合 C 46 $$