2024-2025學(xué)年高中生物課件（人教版2019）必修二2-2基因在染色體上

§2-2基因在染色體上基因和染色體的關(guān)系問題探討人有46條染色體，但是旨在揭示人類基因組遺傳信息的人類基因組計(jì)劃卻只測(cè)定人的24條染色體的DNA序列。對(duì)人類基因組進(jìn)行測(cè)序，為什么首先要確定測(cè)哪些染色體？討論因?yàn)榛蛭挥谌旧w上，要測(cè)定某個(gè)基因的序列，首先要知道該基因位于哪條染色體上。如果要測(cè)定人類基因組的基因序列，就要知道包含人類基因組的全部染色體由哪些染色體組成。DNA指紋檢測(cè)問題探討人有46條染色體，但是旨在揭示人類基因組遺傳信息的人類基因組計(jì)劃卻只測(cè)定人的24條染色體的DNA序列。為什么不測(cè)定全部46條染色體？討論人有22對(duì)常染色體和1對(duì)性染色體。在常染色體中，每對(duì)同源染色體的形態(tài)、大小相同，結(jié)構(gòu)相似，上面分布的基因相同或是等位基因，所以只對(duì)其中1條進(jìn)行測(cè)序就可以了；而性染色體X和Y的差別很大，基因也大不相同，所以需要對(duì)兩條性染色體都進(jìn)行測(cè)序，因此人類基因組計(jì)劃測(cè)定了22條常染色體和兩條性染色體X和Y，共24條。如果測(cè)定全部46條染色體，耗資巨大，工作量會(huì)增加一倍，但得到的絕大多數(shù)基因序列都是重復(fù)的。DNA指紋檢測(cè)科學(xué)家美國(guó)遺傳學(xué)家薩頓實(shí)驗(yàn)材料蝗蟲假說的提出薩頓W.Sutton（1877-1916）薩頓研究的蝗蟲Brachystolamagna薩頓論文中BrachystolaMagna的染色體觀察研究蝗蟲減數(shù)分裂及受精作用過程中染色體行為變化及親子代染色體數(shù)量關(guān)系發(fā)現(xiàn)孟德爾假設(shè)的一對(duì)遺傳因子，也就是等位基因，它們的分離與減數(shù)分裂中同源染色體的分離非常相似。假說的提出推論基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的，也就是說基因在染色體上。父方(24條)母方(24條)精子(12條)卵子(12條)受精卵(24條)新個(gè)體(24條,12對(duì))減數(shù)分裂減數(shù)分裂受精作用有絲分裂一半來自父方一半來自母方原因基因和染色體的行為存在著明顯的平等關(guān)系。假說的提出分析基因成對(duì)存在只有成對(duì)的基因中的一個(gè)成對(duì)的同源染色體一條來自父方，一條來自母方。成對(duì)的基因一個(gè)來自父方，一個(gè)來自母方?；蛐袨槿旧w行為體細(xì)胞染色體成對(duì)存在只有成對(duì)染色體中的一條配子來源P配子F1P配子F1♂♀DdDdDD♂dd♀××配子形成和受精過程中有相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。雜交過程中基因保持完整性和獨(dú)立性。傳遞性質(zhì)Rr假說的提出分析非等位基因在形成配子時(shí)自由組合基因行為染色體行為行為變化非同源染色體在減數(shù)分裂Ⅰ后期自由組合YyRrYyYRYryRyr等位基因分離非等位基因自由組合同源染色體分離非同源染色體自由組合如果你認(rèn)為基因在染色體上，請(qǐng)你在圖中的染色體上標(biāo)注基因符號(hào)，解釋孟德爾一對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)（圖中染色體上的黑色黑線代表基因的位置）?！舅伎肌び懻摗糠治鰷p數(shù)分裂中基因和染色體的關(guān)系dP配子F1F1配子高莖矮莖受精高莖×減數(shù)分裂減數(shù)分裂減數(shù)分裂高莖高莖矮莖高莖F2DDddDDdDdDdDDDdDddd摩爾根T.H.Morgan(1866-1945)美國(guó)生物學(xué)家摩爾根（，1866一1945），曾經(jīng)明確表示過不相信孟德爾的遺傳理論。對(duì)薩頓的基因位于染色體上的學(xué)說更持懷疑態(tài)度，認(rèn)為這是主觀的臆測(cè)，缺少實(shí)驗(yàn)證據(jù)。他一直琢磨著設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，看看生物的遺傳與染色體到底有什么關(guān)系，基因又是怎么回事。從1909年開始，摩爾根開始潛心研究果蠅的遺傳行為。基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——科學(xué)家美國(guó)生物學(xué)家摩爾根基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——實(shí)驗(yàn)材料特點(diǎn)果蠅是昆蟲綱雙翅目的一種小型蠅類，體長(zhǎng)3~4mm，在制醋和有水果的地方常?？梢钥吹健Ｒ罪曫B(yǎng)繁殖快：在室溫下10多天就繁殖一代子代個(gè)體多：一只雌果蠅一生能產(chǎn)生幾百個(gè)后代生物學(xué)家常用它作為遺傳學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)材料。染色體組成3對(duì)常染色體：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各一對(duì)1對(duì)性染色體♀：同型，XX♂：異型，XY果蠅♀XXXY♂雌雄果蠅體細(xì)胞染色體示意圖基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——探究過程一天，摩爾根偶然在一群紅眼果蠅中發(fā)現(xiàn)了一只白眼雄果蠅思考：白眼果蠅是如何遺傳的呢？紅眼果蠅白眼果蠅基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——探究過程觀察分析3/41/4F2F1P為什么F2代的白眼性狀總是與性別相聯(lián)系？提出問題根據(jù)F1表現(xiàn)出來的性狀，可推出：紅眼為顯性性狀白眼為隱性性狀1111:::×符合分離定律×白眼(雄)紅眼(雌)紅眼(雌)紅眼(雄)紅眼(雌)紅眼(雌)紅眼(雄)白眼(雄)基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——探究過程建立假說F1×紅眼(雌)紅眼(雄)控制白眼的基因（w）位于X染色體上，Y染色體上無該基因的等位基因。P×白眼(雄)紅眼(雌)XWXWXwYXWXwYXWXwXWYF2XWXwXWY紅眼(雌)紅眼(雌)紅眼(雄)白眼(雄)配子配子XWXWXWXwXWYXwY基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——探究過程據(jù)以上解釋得出推論：F1為雜合子證明F1為雜合子的方法——測(cè)交：讓F1與隱性純合子雜交。預(yù)期結(jié)果：后代應(yīng)出現(xiàn)4種表現(xiàn)型，比例為1:1:1:1。PF1測(cè)交雜種子一代隱性純合子演繹推理×紅眼(雌)XWXwXWXwXwY紅眼(雌)

白眼(雌)紅眼(雄)白眼(雄)配子XWXwXwXwXWYXwY白眼(雄)XwY思考：通過該實(shí)驗(yàn)結(jié)果能否證明基因在X染色體上？實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)?zāi)柛热藢?shí)施了測(cè)交，實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)果與推理的結(jié)果相同?；蛭挥谌旧w上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——探究過程P紅眼(雄)XWY【思考·討論】如果控制白眼的基因在Y染色體上，還能解釋摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)嗎？證明基因在X染色體上的方法

白眼(雌)XwXw×XwXWY紅眼(雌)XWXw白眼(雄)XwY配子F1如果控制白眼的基因在Y染色體上，控制紅眼的基因在X染色體上，因?yàn)閄染色體上的紅眼基因?qū)Π籽刍驗(yàn)轱@性，所以不會(huì)出現(xiàn)白眼雄果蠅，這與摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符；如果控制白眼的基因在Y染色體上，且X染色體上沒有顯性紅眼基因，白眼雄果蠅與紅眼雌果蠅的雜交后代中雄果蠅全為白眼，也不能解釋摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果?；蛭挥谌旧w上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——探究過程摩爾根等人的工作，把一個(gè)特定的基因和一條特定的染色體——X染色體聯(lián)系起來。得出結(jié)論XXXYXWXW(w)XWXW(w)XWXW(w)XWYXWXW證明了基因在染色體上遺傳因子的發(fā)現(xiàn)繼續(xù)探究現(xiàn)象每種生物的基因數(shù)量遠(yuǎn)多于染色體數(shù)目XX4對(duì)染色體，1.3萬個(gè)基因23對(duì)染色體，2.6萬個(gè)基因遺傳因子的發(fā)現(xiàn)繼續(xù)探究推測(cè)一條染色體上有許多個(gè)基因。證明方法摩爾根和他的學(xué)生發(fā)明了測(cè)定基因位于染色體上的相對(duì)位置的方法，并繪制出第一個(gè)果蠅各種基因在染色體上相對(duì)位置圖。紅寶石眼黃身白眼截翅朱紅眼深紅眼棒狀眼短硬毛果蠅X染色體上一些基因的示意圖結(jié)論證明了一條染色體上有許多個(gè)基因.同時(shí)也說明了基因在染色體上呈線性排列。孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋基因的分離定律的實(shí)質(zhì)在雜合子的細(xì)胞中，位于一對(duì)同源染色體上的等位基因，具有一定的獨(dú)立性；在減數(shù)分裂形成配子的過程中：