第23讲 基因在染色体上（贺）

该高中生物学高考复习课件聚焦“基因在染色体上”核心考点，涵盖萨顿假说、摩尔根实验证据、基因与染色体关系、伴性遗传及人类遗传病等高考高频内容，依据高考评价体系分析考点权重，归纳科学思维与实验探究类常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“考点解析+真题演练+易错点指导”模式，通过摩尔根实验假说演绎法分析、人类基因组计划24条染色体测序等实例，培养科学思维与探究实践能力，助力学生掌握答题技巧，教师可精准把握复习方向，提升备考效率。

第23讲 基因在染色体上 贺老师 大概念四 遗传信息控制生物性状并代代相传 1 伴性遗传和人类遗传病 基因在染色体上 伴性遗传 人类遗传病 萨顿假说 实验证据 性别决定方式 伴性遗传 单基因遗传病 多基因遗传病 发现：基因和染色体存在明显平行关系 伴 X 显性遗传（女性患者多于男性 ） 伴 X 隐性遗传（男性患者多于女性 ） 显性 推论：基因在染色体上 实验材料：果蝇（雄：常染色体 + XY；雌：常染色体 + XX ） 实验者：摩尔根 实验方法：假说 ——演绎法 结论：控制果蝇眼睛颜色的基因位于 X 染色体上 性染色体决定（XY 型、ZW 型 ） 染色体组数决定（蜜蜂、白蚁 ） 环境因素决定（鳄鱼 ） 基因型决定（玉米 ） 染色体异常 隐性 伴 X 显性：抗维生素 D 佝偻病 常染色体显性：多指、并指 伴 X 隐性：红绿色盲 常染色体隐性：白化病 青少年型糖尿病、原发性高血压 结构异常（猫叫综合征 ） 数目异常（唐氏综合征 ） 2 考点1：基因在染色体上的假说与证据 1 萨顿的假说 实验材料：1903年，美国科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。 萨顿（W.Sutton） 美国遗传学家 体细胞 24条 染色体 精子 12条 卵细胞 12条 受精卵 受精作用 24条 减数分裂 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。 随即，提出了萨顿假说，即遗传因子位于染色体上！ 3 受精作用 受精卵 亲代 配子 子代 染色体行为 基因行为 DD dd D d Dd Dd 受精作用 看不见的 染色体 基因在染色体上 推理 基因 看得见的 平行关系 高茎 矮茎 高茎 矮茎 这种方法称为： 类比推理 1 萨顿的假说 萨顿的假说为解释孟德尔遗传定律提供了物质基础，即染色体是遗传物质的载体。 上面介绍的萨顿的推理，也是类比推理。 他将看不见的基因与看得见的染色体的行为进行类比，根据其惊人的一致性，提出基因位于染色体上的假说。应当注意的是，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检验。 4 1.萨顿假说在遗传学发展史上占有重要地位。下列不属于提出萨顿假说依据的是( ) A.细胞的核基因在染色体上呈线性排列 B.在体细胞中基因和染色体都是成对存在的 C.体细胞中成对的基因和同源染色体均一个(条)来自父方，一个(条)来自 母方 D.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Ⅰ的后 期也是自由组合的 基因在染色体上呈线性排列，但是不属于萨顿提出假说的依据，属于萨顿提出的假说 基因和染色体在体细胞中一般都成对存在，说明基因和染色体之间可能存在平行关系，属于提出萨顿假说的依据 基因和染色体在体细胞中一般都成对存在，分别来自父母双方，这说明基因和染色体之间可能存在平行关系，属于提出萨顿假说的依据 非同源染色体上的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1的后期也是自由组合的，这说明基因和染色体之间可能存在平行关系，属于提出萨顿假说的依据 习题巩固 A 5 考点1：基因在染色体上的假说与证据 2 基因在染色体上的实验证据 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检验。萨顿的假说和孟德尔的遗传理论遭到同时代的遗传学家摩尔根的强烈质疑。 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！ 我是一个文明有风度的黑粉！ 类比推理是推理的一种形式。根据两个对象在某些属性上相同或相似,通过比较而推断出它们在其他属性上也相同的推理过程。应当注意的是,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检验。 欧文顿：用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验，发现溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。据此推测——细胞膜是由脂质组成的。 6 1、选择正确的实验材料 考点1：基因在染色体上的假说与证据 2 基因在染色体上的实验证据 ① 个体小，易饲养 ②繁殖快，后代多 ③具有易于区分的相对性状 ④雌雄易区分，在低倍镜下就能观察 1908年，正当摩尔根一筹莫展的时候，在纽约冷泉港卡内基实验室工作的卢茨，向他推荐了一种常见的果蝇，学名称为黑腹果蝇。 7 雌性果蝇 性染色体 （1对） 常染色体 （3对） 雄性果蝇 ⑤染色体数目少（3对常染色体+1对性染色体），且形态大小等均有明显差异，易于观察。 考点1：基因在染色体上的假说与证据 2 基因在染色体上的实验证据 1、选择正确的实验材料 雌雄果蝇体细胞中染色体组成有何异同？ 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X、Y染色体。 染色体的类型 8 X Y Ⅰ Ⅱ Ⅲ 非同源区段： ①基因只存在于X染色体（Ⅰ区段）上 ②基因只存在Y（Ⅲ区段）上 X、Y同源区段的基因是成对存在的。 同源区段： 基因的表示方法： X X - - 雌性： X Y - 雄性： 如果基因在常染色体上: 如果基因在性染色体上: DD、Dd、dd 先写性染色体后写基因。 XY - 雄性： X X - - 雌性： X Y - 雄性： - Ⅰ、Ⅲ Ⅱ Y染色体特有 X染色体特有 共有部分 2、认识性染色体 考点1：基因在染色体上的假说与证据 2 基因在染色体上的实验证据 9 红眼对白眼为显性. 符合，F1红眼雌雄个体交配，F2红眼:白眼为3:1。 Q1、眼色性状的显隐性？ Q2、是否符合孟德尔的分离定律？解释？ Q3、果蝇眼色的遗传有何特殊之处？ F2白眼果蝇都是雄性， 白眼性状的表现与性别相关联。 （1）观察现象，提出问题： 如果按照萨顿的假说---“基因位于染色体上”，那么，控制白眼的基因应该位于什么染色体上呢？ ? 3、摩尔根的果蝇杂交实验 考点1：基因在染色体上的假说与证据 2 基因在染色体上的实验证据 白眼性状的表现，总是与性别相联系。” 如何解释这一现象？ 摩尔根看到此结果也开始认同孟德尔的理论。 性别决定与性染色体有关,而果蝇的红白眼色的遗传与性别有关,说明什么!学生能将上述资料与实验结果相关联,提出:控制果蝇红白眼色的基因有可能位于性染色体上。 10 假说1:控制白眼的基因在Y染色体上，而X染色体上不含有它的等位基因。 假说2:控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含它的等位基因。 假说3:控制白眼的基因在X、Y染色体同源区上。 用w表示控制眼睛颜色的基因：红眼W，白眼w. 写出三种假说对应的亲本基因型 P × 红眼 白眼 Y染色体特有 X Y Ⅰ Ⅲ X染色体特有 共有部分 Ⅱ XX，XYw XW XW， Xw Y XW XW ，Xw Yw × 如果只位于Y染色体上，则F1中应有白眼雄果蝇出现。 （2）提出假设:控制白眼性状的基因可能在性染色体上。 考点1：基因在染色体上的假说与证据 2 基因在染色体上的实验证据 11 假说 假说2：控制果蝇眼色的基因位于X染色体的非同源区段上，X染色体上有，而Y染色体上没有（只在X染色体上） 假说3：控制果蝇眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段上，X染色体和Y染色体上都有（在X、Y染色体同源区段上） 实验一 分析 红眼(♀) × 白眼(♂) XW Y Xw 红眼(♂) 红眼(♀) × P F2 F1 配子： 配子 XW Xw XW Y XWXW 红眼 (♀) XWXw 红眼 (♀) XWY 红眼 (♂) XwY 白眼 (♂ ) XWXW XwY XWY XWXw 上述两种假说都能解释实验一的实验现象 红眼(♀) × 白眼(♂) XW Yw Xw 红眼(♂) 红眼(♀) × P F2 F1 配子： 配子 XW Xw XW Yw XWXW 红眼 (♀) XWXw 红眼 (♀) XWYw 红眼 (♂) XwYw 白眼 (♂ ) XWXW XwYw XWYw XWXw 2 基因在染色体上的实验证据 假说2和假说3无法区分,如何设计实验检验? 一种正确的假说不仅能解释以观察到的现象，还要能够预测实验结果 12 假说 假说2：控制果蝇眼色的基因位于X染色体的非同源区段上，X染色体上有，而Y染色体上没有（只在X染色体上） 假说3：控制果蝇眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段上，X染色体和Y染色体上都有（在X、Y染色体同源区段上） 实验二 分析 红眼(♀) × 白眼(♂) XW Y Xw F1 F1 配子： XWXw XwY XwY XWXw Xw XWY XwXw 红眼(♀) × 白眼(♂) XW Yw Xw F1 F1 配子： XWXw XwYw XwYw XWXw Xw XWYw XwXw 红眼 (♀) 白眼 (♀) 红眼 (♂) 白眼 (♂ ) 红眼 (♀) 白眼 (♀) 红眼 (♂) 白眼 (♂ ) 假说2和假说3的实验结果都是相同的，无法区分两种假说。 2 基因在染色体上的实验证据 测交实验不能区分两种假说的关键原因在于: Y和Yw的表现型是一样的。 13 假说 假说2：控制果蝇眼色的基因位于X染色体的非同源区段上，X染色体上有，而Y染色体上没有（只在X染色体上） 假说3：控制果蝇眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段上，X染色体和Y染色体上都有（在X、Y染色体同源区段上） 测交实验 × Xw Y XW P F1 配子： 白眼(♀) XwXw 红眼(♂) XWY XwY XWXw 红眼 (♀) 白眼 (♂ ) × Xw YW XW P F1 配子： 白眼(♀) XwXw 红眼(♂) XWYW XwYW XWXw 红眼 (♀) 红眼 (♂ ) 2 基因在染色体上的实验证据 （3）演绎推理，实验验证 两种假说的演绎推理结果不一致。 区分假说2和假说3。既然是区分两种假说,需要在两种假说的杂交实验中找不同。确切地说,要找一种待检测的果蝇,这个果蝇在两种假说中的基因型不同,其产生的子代的表现区分假说2和假说3。既然是区分两种假说,需要在两种假说的杂交实验中找不同。确切地说,要找一种待检测的果蝇,这个果蝇在两种假说中的基因型不同,其产生的子代的表现，两种假说中的野生型红眼雄果蝇的区别:Y^和丫产生的子代表现型不同。 14 2 基因在染色体上的实验证据 （3）演绎推理，实验验证 摩尔根进行测交实验的结果： 红眼♀(307) 白眼♂(290) (4)得出结论： 。 控制果蝇红眼、白眼的基因只位于X染色体上 摩尔根通过实验观察，把一个特定的基因和一条特定的染色体联系起来，最终确定了基因在染色体上的结论。从孟德尔理论的怀疑者成为孟德尔理论坚定的支持者。 摩尔根通过实验观察，把一个特定的基因和一条特定的染色体联系起来，最终确定了基因在染色体上的结论。从孟德尔理论的怀疑者成为孟德尔理论坚定的支持者。 摩尔根用实验证明了基因位于染色体上,为萨顿的假说提供了实证,摩尔根也成了孟德尔理论的坚定支持者。 15 (1)位置关系：基因在染色体上呈线性排列。 考点1：基因在染色体上的假说与证据 3 基因与染色体的关系 摩尔根和他的学生发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，并绘制出第一个果蝇各种基因在染色体上相对位置图。 (2)数量关系：一条染色体上有多个基因。 荧光标记法 16 问题1：生物体细胞中的基因都位于染色体上吗? 考点1：基因在染色体上的假说与证据 3 基因与染色体的关系 真核生物基因的载体有： 核基因：染色体 质基因：线粒体、叶绿体 拟核、细胞质（质粒等） 原核生物基因的载体有： 问题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）单独发育而来的，如蜜蜂中的雄蜂等。这些生物的体细胞染色体数目减少一半，仍能正常生活。如何解释这一现象？（教材必修2 p32） 这些生物的体细胞中的染色体虽然减少一半，但仍具有一整套非同源染色体。这一组染色体，携带有控制该种生物体所有性状的一整套基因。 蜂王、工蜂染色体组成 雄蜂染色体组成 (1)真核生物的细胞核基因都位于染色体上，而细胞质中的基因位于细胞的线粒体和叶绿体的DNA上。 (2)原核细胞中无染色体，原核细胞的基因在拟核DNA或细胞质的质粒DNA上。 17 1对常染色体上相同位置上的基因是相同基因或等位基因（控制同一性状），所以只需要测定其中1条，X和Y有同源区和非同源区，非同源区上的基因不同，所以全部测定。总共测定24条染色体。（22条常染色体+XY） 考点1：基因在染色体上的假说与证据 4 人类基因组计划 1、对人类基因组进行测序，总共需要测多少条染色体？ 23条 24条 46条 92条 1、为什么不测定全部46条染色体，而只测定24条？ 人类基因组计划（HGP）是一项规模宏大，跨国跨学科的科学探索工程，于1990年正式启动。 18 1.【教材隐性知识】源于必修2 P32“图2－11”：请据图完成下列判断 (1)果蝇的基因全部位于8条染色体上(　　) (2)图中白眼基因与朱红眼基因是等位基因(　　) (3)精细胞中不可能同时存在白眼基因与朱红眼基因(　　) (4)红宝石眼基因在体细胞中可能存在4个(　　) (5)该染色体上的基因在后代中不一定都能表达(　　) × √ × × √ 生物体细胞中的基因不一定都位于染色体上，还可能在线粒体内 等位基因是位于同源染色体相同位置上控制相对性状的基因。白眼基因与朱红眼基因在同一条染色体上。 可能 习题巩固 19 2.摩尔根用偶然发现的白眼雄果蝇与野生红眼雌果蝇杂交，F1全为红眼，F1雌雄果蝇杂交，F2中雌果蝇全为红眼，雄果蝇中一半为红眼，一半为白眼。摩尔根的解释为什么只有雄蝇出现白眼，假设了白眼基因位于X染色体上。后来摩尔根又做了四个实验，能最关键证明摩尔根假设的是（ ） A.让F1雌果蝇与亲代白眼果蝇回交 B.让F2雌果蝇与亲代白眼果蝇杂交 C.让F1雄果蝇与白眼雌果蝇杂交 D.让F1雌果蝇与亲代白眼果蝇回交所得F2中白眼雌雄果蝇杂交 让F1雄果蝇(XWY)与白眼雌果蝇(XwXw)杂交产生的后代中雌性均为红眼，雄性均为白眼，其比例为1∶1，与性别有关，若相关基因位于常染色体上，则产生的后代中无论雌、雄，果蝇均为红眼，显然该杂交组合能证明摩尔根的假说 习题巩固 C 20 $