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必修2

第2节 基因在染色体上 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。 讨论 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？ 因为基因位于染色体上，要测定某个基因的序列，首先要自导该基因位于那条染色体上。 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，对其中一条进行测序就可以了，而X和Y差别很大，两条都要测序。 1 2 萨顿的假说 基因位于染色体上的实验证据 孟德尔遗传规律的现代解释 3 基因是由 携带着从亲代传递给下一代的， 即基因在 上。 萨顿的假说 研究方法 核心内容 原 因 类比推理 基因和染色体 存在着明显的 关系。 染色体 染色体 行为 平行 基因和染色体行为主要有哪些平行关系呢？ 类别 比较项目 基因的行为 染色体的行为 生殖过程 在杂交过程中保持 性和 性 在配子形成和受精过程中，形态结构 。 存在 体细胞 配子 体细胞中来源 ，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 完整 独立 相对稳定 成对 成对 只有成对基因中一个 成对基因 一对同源染色体 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 只有成对染色体中一条 分析减数分裂中基因和染色体的关系 你同意以上分析吗？如果你也认为基因在染色体上，请你在图中的染色体上标注基因符号，解释孟德尔一对相对性状的杂交实验（高茎用D表示，矮茎用d表示）。 D D d D D D D D D D D d d d d d d d d d 萨顿经推理得出的结论--基因在染色体上究竟是否正确呢？ 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检验。 萨顿的假说，由于缺乏实验证据，遭到同时代的遗传学家摩尔根的强烈质疑。因此摩尔开始了寻找证据之路。 从1909 年开始，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。一天，他偶然在一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇。白眼性状是如何遗传的？ 体积小、易于操作、饲养简单、成本低廉、生命周期短(约两周)、繁殖力强、子代数量多，以及便于进行表型分析、有利于一般实验室使用等。 红眼果蝇 白眼雄果蝇 ①果蝇杂交实验提出问题 提出问题： 如何解释白眼性状的表现， 总是与性别相关联的现象？ 分析问题： a.F1全为红眼，说明 为显性； b.F2红眼和白眼的数量比为3:1， 这样的表现说明符合 定律。 红眼 分离 红眼（雌） 白眼（雄） 红眼 （雌、雄） F1 雌雄交配 红眼（雌、雄） 白眼（雄） 3/4 1/4 P F1 F2 雌雄果蝇体细胞染色体示意图 果蝇的体细胞中有 染色体 4对 是常染色体 是性染色体 3对 1对 与性别决定有关的染色体称为 ； 与性别决定无关的染色体称为 ； 常染色体 性染色体 雄性用XY表示 雌性用XX表示 Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅲ Ⅲ Ⅲ Ⅳ Ⅳ X X X Y ♀ ♂ ②摩尔根的设想 控制白眼的基因（用w表示）在 染色体上，Y染色体上 不含有它的 。 X 等位基因 X Y 雌果蝇 雄果蝇 红眼 白眼 红眼 白眼 XWXW XwY XWXw XWY XwXw ③摩尔根对设想的解释 XWXW 红眼（雌） XwY 白眼（雄） XW Xw XWXw 红眼（雌） XWY 红眼（雄） 配子 P F1 F2 配子 XW Y XW Xw Y XWXW 红眼（雌） XWY 红眼（雄） XWXw 红眼（雌） XwY 白眼（雄） X 图2-10 果蝇杂交实验分析图解 ④摩尔根对该解释的验证 （测交实验） 红眼：白眼=1：1 XWXw 红眼（雌） XwY 白眼（雄） × 测交①F1红眼雌与纯合白眼雄 测交②F1红眼雄与纯合白眼雌 配子 F1 F2 XW Xw Y Xw XWY 红眼雄 XWXw 红眼雌 XwY 白眼雄 XwXw 红眼雌 红眼：白眼=1：1 XWY 红眼（雄） XwXw 白眼（雌） × 配子 F1 F2 XW Y Xw XWXw 红眼雌 XwY 白眼雄 摩尔根 通过实验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。 摩尔根的成功： 假说 演绎法 提出问题 白眼性状的表现总是与性别相联系 01 作出假说 控制白眼的基因（w）在X染色体上，而Y染色体上没有它的等位基因 02 验证假说 测交 03 得出结论 基因在染色体上 04 【资料】果蝇的体细胞中有4对染色体，携带的基因有1.3万多个；人的体细胞中有23 对染色体，基因大约有2.6万个。 基因与染色体在数量上还存在什么关系？ 显然，一条染色体上应该有许多个基因。 果蝇X染色体上 一些基因的示意图 摩尔根和他的学生们经过十多年的努力，发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，并绘出了第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置图。 得出结论： 一条染色体上有许多个基因，基因在染色体上呈线性排列。 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，独立地随配子遗传给后代。 A a A a 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彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 A a B b A B a b A b a B 相关科学家及实验 理论基础： 假 说： 实验证据： 孟德尔遗传定律（豌豆） 萨顿（基因在染色体上，类比推理法） 摩尔根（果蝇眼色实验） 方法： 测交 验证： 孟德尔 萨顿 摩尔根 假说演绎法 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。（ ） √ x 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 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？ XWXW 红眼雌果蝇 XwY 白眼雄果蝇 P F1 XWXw XWY 子一代无论雌雄，全部为红眼。 × 红眼雌果蝇 白眼雄果蝇 P F1 子代雌、雄果蝇都是既有红眼，也有白眼。 × XWXw XwY XwY XWXw XwXw XWY 因此无法通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。 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，如蜜蜂中的雄蜂等。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？ 这些生物的体细胞中的染色体数日虽然减少了一半，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所有性状的一整套基因。 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。现在已经发现多一条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。 人的体细胞中染色体数目的变异，会严重影响生殖、发育等各种生命活动，未发现其他常染色体数目变异的婴儿，很可能是发生这类变异后的受精卵不能发育，或发育至胚胎早期就死亡了的缘故。 $$