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第2节基因在染色体上第2章基因和染色体的关系2021/1/242021/1/24问题探讨人有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组由哪些染色体组成。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，所以只对其中一条进行测序就可以了；而性染色体X和Y的差别很大，基因也大为不同，所以两条性染色体都需要测序，因此人类基因组计划测定了22条常染色体和两条性染色体X和Y，共24条。如果测定46条，耗资巨大，工作量会增加一倍，但得到的绝大多数基因序列都是重复的。2021/1/24一、萨顿的假说发现问题：用蝗虫作材料研究精子和卵细胞的形成过程，发现孟德尔遗传定律中遗传因子（基因）的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。DdDd2021/1/24一、萨顿的假说推论：基因（遗传因子）由染色体携带着从亲代传递给下一代的。也就是说，基因就在染色体上。理由：基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。基因染色体杂交过程中保持_____________也有___________________体细胞中存在形式_________存在___________存在在配子中只有成对基因中的____只有成对染色体中的______体细胞中的来源成对中的基因一个来自_____，一个来自_____同源染色体一条来自______一条来自______形成配子时组合方式非等位基因：________非同源染色体：__________完整性和独立性相对稳定的形态结构成对成对一个一条父方母方父方母方自由组合自由组合平行关系染色体基因DdDd推理基因在染色体上高茎高茎高茎矮茎DdDDddDdDDdd在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×减数分裂受精减数分裂高茎减数分裂P配子F1F1配子Dd高茎矮茎F2DdDdDd思考·讨论分析减数分裂中基因和染色体的关系2021/1/24二、基因位于染色体上的实验证据孟德尔的遗传理论和萨顿的假说遭到同时代的遗传学家摩尔根（T.H.Morgan)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！摩尔根的这种大胆质疑，科学务实的研究精神是值得我们努力学习的。2021/1/24寻找证据之路……“材料选对了就等于实验成功了一半”果蝇昆虫纲双翅目，体长3—4mm。在制醋和腐烂水果的地方常常可以看到。易饲养、繁殖快（10多天就繁殖一代），后代数量多,染色体数目较少，相对性状区别明显。常用作遗传学研究的实验材料。2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)F23：1是否符合孟德尔的分离定律？红眼（雌、雄）PF1红眼（雌、雄）×F1雌雄交配摩尔根的果蝇杂交实验红眼白眼有什么现象和孟德尔的杂交实验不一样？白眼（雄）（一）观察实验、发现问题2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2021/1/24为什么白眼性状的表现，总是与性别相联系呢？2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)与性别决定有关的染色体就是性染色体；与性别决定无关的染色体是常染色体。雌性雄性性染色体常染色体常染色体３对：ⅡⅡ，ⅢⅢ，ⅣⅣ性染色体雌性同型：ＸＸ雄性异型：ＸＹ2021/1/24性染色体和常染色体2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)猜想:如果按照萨顿的理论，控制果蝇眼色的基因应该在哪？请推导控制眼色的基因的位置2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)雌果蝇种类：红眼（XWXW）红眼（XWXw）白眼（XwXw）雄果蝇种类：红眼（XWY）白眼（XwY）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）2021/1/24(二)经过推理、想象作出假说——控制白眼的基因在X染色体上2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)PF1F2×（三）对实验现象的解释XWXWXwYXWYXw配子XWYXWXw×XwXWYXWXWXW（雌）XWXw（雌）XWY（雄）XwY（雄）3/4红眼（雌、雄）1/4白眼（雄）2021/1/242.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)(四)演绎推理、设计实验红眼雌果蝇：红眼雄果蝇：白眼雌果蝇：白眼雄果蝇1：1：1：1×F1XWXwXwY测交测交后代2021/1/242.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)（五）进行实验、验证假说——证明了控制果蝇眼色的基因在X染色体上与理论推测一致，完全符合假说，假说完全正确！测交后代：2021/1/24F2红眼红眼白眼白眼雌果蝇雄果蝇雌果蝇雄果蝇1261321201152.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2021/1/242、如果控制眼色的基因在Y染色体上，还能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗？思考·讨论如果控制白眼的基因在Y染色体，红眼基因在X染色体上，因为X染色体上的红眼基因对白眼基因为显性，所以不会出现白眼雄果蝇，这与摩尔根的果蝇杂交实验结果不符；如果控制白眼的基因在Y染色体上，且X染色体上没有显性红眼基因，白眼雄果蝇与红眼雌果蝇的杂交后代中雄果蝇全为白眼，也不能解释摩尔根的果蝇杂交实验。2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)验证假说：测交得出结论：基因在染色体上若控制白眼基因（w）在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因为什么白眼性状的表现总是与性别相联系？提出问题：作出假说：假说演绎法从此，摩尔根成了理论的坚定支持者。孟德尔摩尔根首次把一个特定基因（决定果蝇眼色的基因）和一个特定染色体（X染色体）联系起来从而用实验证明了基因在染色体上。2021/1/242.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2021/1/24三、基因与染色体的数量关系果蝇的体细胞有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。一条染色体上应该有许多个基因2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2021/1/24短硬毛棒状眼深红眼朱红眼截翅红宝石眼白眼黄身测定方法：荧光标记法结论：基因在染色体上呈线性排列果蝇X染色体上一些基因的示意图2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2021/1/24四、孟德尔遗传规律的现代解释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，________会随__________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。等位基因同源染色体2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2021/1/24Dd12Dd12DdD1Dd2dDDdd减数第一次分裂后期，等位基因随同源染色体的分开而分离，形成数量相等的两种配子。分离定律的实质2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2021/1/24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。2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)abBAAaBbaB自由组合定律的实质Ab非同源染色体上的非等位基因自由组合。2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)abBAAAaaBBbbAABBaabbBAabBAab精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精细胞2021/1/242.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)abBAAAaaBBbbbbAABBaaAbAbaBaB精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精细胞2021/1/242.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)基因在染色体上萨顿的假说基因和染色体存在着明显的平行关系内容：基因在染色体上依据：基因位于染色体上的证据果蝇的杂交实验结论：基因在染色体上孟德尔遗传规律的现代解释基因的分离定律的实质基因的自由组合定律的实质2021/1/24课堂小结2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2021/1/24课堂练习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D2、性染色体存在于（）A.精子B.卵细胞C.体细胞D.以上三种细胞3、下列各项中，肯定含有Y染色体的是（）A.受精卵和初级精母细胞B.受精卵和次级精母细胞C.精子和男性口腔上皮细胞D.初级精母细胞和男性小肠上皮细胞DD2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2.2基因在染色体上-高中生物必修二（2019）课件(共29张PPT)2021/1/24拓展应用1、红眼雌果蝇的基因型有XWXW和XWXw两种类型，白眼雄果蝇的基因型为XwY。如果基因型为XWXW的红眼雌果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交，则子一代无论雌雄，全部为红眼；如果基因型为XWXw的红眼雌果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交，那么子代雌果蝇和子代雄果蝇都是既有红眼，也有白眼，因此无法通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。果蝇眼睛颜色的杂交实验，共有红眼雌果蝇（