2.2基因在染色体上说课课件高一下学期生物人教版必修2

第2节基因在染色体上问题探讨人类基因组计划1990年，一项极具里程碑意义的国际科研计划正式启动。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。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？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。如果要测定人类基因组的基因序列，就要知道包含人类基因组的全部染色体由哪些染色体组成。2、为什么不测定全部46条染色体？问题探讨人类基因组计划22对常染色体+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。性染色体X和Y的差别很大。分布的基因相同或是分别控制显隐性的等位基因。一、萨顿的假说科学史话基于大量的生物学发现，美国遗传学家萨顿做出了基因位于染色体上的推论。生物学家摩尔根利用果蝇进行了长期的遗传学实验研究，最终证明了基因在染色体上。请回答下列相关问题:2、科学家发现基因与染色体有哪些平行关系呢？1、萨顿之所以推论基因位于染色体上，是因为？基因和染色体的行为存在着明显的平行关系一、萨顿的假说1、分离定律1、分离定律遗传学Dd体细胞：基因成对存在Dd等位基因分离配子：成单存在Dd受精后体细胞：一个来自父方一个来自母方细胞学一对基因一对同源染色体同源染色体分离成单存在染色体成对存在一条来自父方一条来自母方看不见的基因看得见的染色体平行关系基因在染色体上一、萨顿的假说1、分离定律遗传学细胞学两对基因两对同源染色体看不见的基因看得见的染色体平行关系基因在染色体上YyRrYyRrYRYryRyr等位基因分离非等位基因自由组合同源染色体分离非同源染色体自由组合2、自由组合定律基因行为：非等位基因在形成配子时自由组合染色体行为：非同源染色体在减数分裂Ⅰ后期自由组合一、萨顿的假说【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高茎×矮茎减数分裂减数分裂受精F1高茎减数分裂矮茎高茎高茎高茎F1配子F2一、萨顿的假说萨顿的假说分离定律中成对的基因的行为与同源染色体在减数分裂过程中的行为很相似1、萨顿的假说内容基因（遗传因子）是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因位于染色体上。2、萨顿的假说依据基因和染色体行为存在着明显的平行关系。3、萨顿的假说方法：类比推理法一、萨顿的假说萨顿的假说分离定律中成对的基因的行为与同源染色体在减数分裂过程中的行为很相似4、萨顿的推论萨顿根据基因和染色体行为存在着明显的平行关系，进行类比推理，得出结论：基因位于染色体上，基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的课堂检测1、下列相关叙述错误的是（C）A.萨顿提出了基因位于染色体上的假说B.萨顿发现了基因与染色体行为的平行关系C.萨顿证明了基因位于染色体上D.萨顿假说的提出并没有科学的实验依据作为支撑课堂检测2、下列属于基因和染色体行为存在平行关系证据的是（C）A.基因有完整性和独立性，但染色体结构会发生变化，从染色体转变成染色质B.原核生物细胞中没有染色体，但有基因的存在C.成对的基因和同源染色体都是一个来自父方，一个来自母方D.基因和染色体都分布在细胞核中一、萨顿的假说【思考】基因和染色体的行为存在平行关系。从理论上支持基因在染色体上的假说，但事实是否如此呢？为什么？不一定，这样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。

我不相信孟德尔，更难以相信萨顿那家伙毫无事实根据的臆测！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!格雷戈尔·孟德尔沃尔特·萨顿二、基因位于染色体上的实验证据一、主要科学家摩尔根于1907年在哥伦比亚大学建立了著名的“蝇室”，并逐渐形成了一个大的果蝇遗传学研究中心。果蝇作为遗传学研究的经典模式生物，其研究历史已超过一个世纪。如图是果蝇原始生殖细胞中染色体组成的示意图。XXXY雌雄果蝇体细胞染色体示意图结合教材P30果蝇的相关信息，总结果蝇作为遗传学实验材料的优点。二、基因位于染色体上的实验证据二、果蝇作为遗传学实验材料的优点果蝇：果蝇是昆虫纲双翅目的一种小型蝇类，体长3~4mm，在制醋和腐烂水果的地方可以看到。1、个体小，易饲养。用一只牛奶瓶，放一些捣烂的香蕉，就可以饲养数百甚至上千只果蝇。二、基因位于染色体上的实验证据二、果蝇作为遗传学实验材料的优点2、繁殖快，后代数量多。在25℃左右温度下十几天就繁殖一代，一只雌果蝇一代能繁殖数百只。二、基因位于染色体上的实验证据二、果蝇作为遗传学实验材料的优点3、果蝇染色体数量少，而且形状有明显差别。XXXY性染色体同型♀异型♂（1）与性别决定无关的染色体：常染色体３对：Ⅱ，Ⅲ、Ⅳ（2）与性别决定有关的染色体：性染色体1对雌性同型：XX雌性异型：XYⅠⅡⅢ二、基因位于染色体上的实验证据二、果蝇作为遗传学实验材料的优点性染色体XYY染色体非同源区段：基因只存在Y（Ⅲ区段）上。同源区段：X、Y同源区段的基因是成对存在的。X染色体非同源区段：基因只存在X（Ⅰ区段）上。3、如果常染色体和性染色体上都有基因：1、如果基因在常染色体上：2、如果基因在性染色体上：表示方法：AaXBXbAaXBXb二、基因位于染色体上的实验证据二、果蝇作为遗传学实验材料的优点4、果蝇有众多容易区分的相对性状，便于观察和统计。1933年，颁给了果蝇的开山祖师摩尔根；1946年，颁给了摩尔根的学生赫尔曼·穆勒，他发现了X射线对果蝇的突变效应；1995年，颁给了三位果蝇发育基因的研究者；2011年，颁给了果蝇免疫系统的Toll相关基因；2017年，医学或生理学奖的果蝇生物钟。果蝇的“过人之处”：果蝇与诺贝尔奖二、基因位于染色体上的实验证据二、果蝇作为遗传学实验材料的优点二、基因位于染色体上的实验证据三、摩尔根的果蝇杂交实验P红眼♀×白眼♂F1红眼♂♀F2雌雄自由交配2459986982♀红眼♂白眼♂1、观察实验，提出问题F2中红眼:白眼=3∶1→符合分离定律白眼性状的表现总是与性别相关联（1）如何判断果蝇的显隐性性状？F1全为红眼→红眼为显性性状（2）此实验现象是否符合分离定律？（3）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？二、基因位于染色体上的实验证据三、摩尔根的果蝇杂交实验P红眼♀×白眼♂F1红眼♂♀F2雌雄自由交配2459986982♀红眼♂白眼♂2、提出假说，解释问题假说一：控制白眼的基因只在Y染色体上，X染色体上没有它的等位基因。假说二：控制白眼的基因只在X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因。假说三：控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上。二、基因位于染色体上的实验证据三、摩尔根的果蝇杂交实验P红眼♀XX×XYw白眼♂假说一：只在Y染色体上配子XYwXF1XXXYw红眼♀白眼♂1:1P红眼♀×白眼♂F1红眼♂♀F2雌雄自由交配2459986982♀红眼♂白眼♂二、基因位于染色体上的实验证据三、摩尔根的果蝇杂交实验P红眼♀XWXW×XwY白眼♂假说二：只在X染色体上配子XwYXWF1红眼♀XWXwXWY白眼♂配子XWXwXWY配子XWYXWXWXW红眼♀XWY红眼♂XwXWXw红眼♀XwY白眼♂F2P红眼♀×白眼♂F1红眼♂♀F2雌雄自由交配2459986982♀红眼♂白眼♂二、基因位于染色体上的实验证据三、摩尔根的果蝇杂交实验P红眼♀XWXW×XwYw白眼♂假说三：在X、Y染色体同源区段上配子XwYwXWF1红眼♀XWXwXWYw红眼♂配子XWXwXWYw配子XWYwXWXWXW红眼♀XWYw红眼♂XwXWXw红眼♀XwYw白眼♂F2P红眼♀×白眼♂F1红眼♂♀F2雌雄自由交配2459986982♀红眼♂白眼♂二、基因位于染色体上的实验证据三、摩尔根的果蝇杂交实验【思考】假说二和三都能解释子一代和子二代的实验结果，如何进一步验证控制颜色基因的位置？设计测交试验有几种可能的测交方式？方案1：F1红眼（♀）×白眼（♂）方案2：F1红眼（♂）×白眼（♀）方案3：野生红眼（♂）×白眼（♀）画出遗传图解，并阐述摩尔根等人的实验验证：是如何进行演绎推理的？二、基因位于染色体上的实验证据三、摩尔根的果蝇杂交实验【思考】假说二和三都能解释子一代和子二代的实验结果，如何进一步验证控制颜色基因的位置？3、演绎推理，假说二P红眼♀XWXw×XwY白眼♂F1配子XwYXWXWXW红眼♀XWY红眼♂XwXwXw白眼♀XwY白眼♂配子XwYXWXw测交方案1：P红眼♀×白眼♂红眼♀白眼♀红眼♂白眼♂F1二、基因位于染色体上的实验证据三、摩尔根的果蝇杂交实验【思考】测交方案1实验现象并不能充分验证其假设，其原因是？3、演绎推理，假说三P红眼♀XWXw×XwYw白眼♂F1配子XwYwXWXWXW红眼♀XWYw红眼♂XwXwXw白眼♀XwYw白眼♂配子XwYwXWXw测交方案1：P红眼♀×白眼♂红眼♀白眼♀红眼♂白眼♂F1位于常染色体上的基因有相同的结果二、基因位于染色体上的实验证据三、摩尔根的果蝇杂交实验3、演绎推理，假说二P红眼♂XWY×XwXw白眼♀F1配子XWYXwXWXw红眼♀XwY白眼♂配子XwXWY测交方案2：P红眼♂×白眼♀白眼♂红眼♀F1二、基因位于染色体上的实验证据三、摩尔根的果蝇杂交实验3、演绎推理，假说三P红眼♂XWYw×XwXw白眼♀F1配子XWYwXwXWXw红眼♀XwYw白眼♂配子XwXWYw测交方案2：P红眼♂×白眼♀白眼♂红眼♀F1二、基因位于染色体上的实验证据三、摩尔根的果蝇杂交实验3、演绎推理，假说二测交方案3：P红眼♂XWY×XwXw白眼♀配子XwYXWF1红眼♀XWXwXwY白眼♂P红眼♂×白眼♀白眼♂红眼♀F1二、基因位于染色体上的实验证据三、摩尔根的果蝇杂交实验3、演绎推理，假说三测交方案3：P红眼♀XWYW×XwXw白眼♂配子XwYWXWF1红眼♀XWXwXwYW红眼♂P红眼♀×白眼♂红眼♂红眼♀F1综上所述，应该选择测交方案3，选取野生红眼（♂）×白眼（♀）进行验证红眼♂XWY白眼♀XwXw

×XWXw红眼♀XwY白眼♂选取同型的显性个体，和异型的隐性个体杂交，可以通过性状判断性别。二、基因位于染色体上的实验证据三、摩尔根的果蝇杂交实验4、实验验证，统计结果子代性状红眼雌蝇红眼雄蝇白眼雌蝇白眼雄蝇数量126132120115比例1111子代性状红眼雌性白眼雄性数量234230比例11测交方案1：红眼♀×白眼♂XWXwXwY测交方案2：红眼♂×白眼♀XWYXwXw5、总结分析，得出结论控制果蝇的红眼、白眼的基因只位于X染色体上二、基因位于染色体上的实验证据四、基因与染色体的关系资料：果蝇的体细胞有4对染色体，携带的基因有1.3万多个。人的体细胞有23对染色体，携带的基因有2.6万多个。XX4对染色体，1.3万个基因23对染色体，2.6万个基因二、基因位于染色体上的实验证据四、基因与染色体的关系结论：（1）一条染色体上有许多个基因（2）基因在染色体上呈线性排列二、基因位于染色体上的实验证据1、如图表示果蝇某一条染色体上的几个基因，下列相关说法错误的是（D）A.果蝇细胞内基因数目要远远多于染色体数目B.基因在染色体上呈线性排列C.黄身基因与白眼基因的遗传不遵循自由组合定律D.细胞内的基因都在染色体二、基因位于染色体上的实验证据2、摩尔根研究果蝇的眼色遗传实验过程如图所示。下列叙述中错误的是（D）A.果蝇的眼色遗传遵循分离定律B.摩尔根和孟德尔的豌豆杂交实验一样都采用了“假说一演绎”的研究方法C.F,的红眼雌果蝇中纯合子占1/2D.选用自然界中的红眼雄果蝇与白眼雌果蝇进行实验不可以确定基因所在位置三、孟德尔遗传规律的现代解释四、基因与染色体的关系孟德尔所说的一对遗传因子就是位于一对同源染色体上的等位基因，不同对的遗传因子就是位于非同源染色体上的非等位基因；非同源染色体同源染色体dBBaAD1234相同基因等位基因非等位基因三、孟德尔遗传规律的现代解释四、基因与染色体的关系AaBbDD1、A和a、B和b的关系：互为等位基因3、A、a和B、b以及D的关系：互为非等位基因4、A、a和B、b的关系：2、D和D的关系：相同的基因同源染色体上的非等位基因5、A、a和D的关系：非同源染色体上的非等位基因6、A、a和B、b两对基因：不独立遗传，不满足基因的自由组合定律7、A、a和D两对基因：独立遗传，满足基因的自由组合定律三、孟德尔遗传规律的现代解释四、基因与染色体的关系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。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。基因的自由组合定律的实