1、第第2节节 基因在染色体上基因在染色体上第第2 2章章 基因和染色体的关系基因和染色体的关系2022-11-222022-11-22问题探讨问题探讨 人有人有4646条染色体，但是旨在揭示人类基因组遗传信息的人类条染色体，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基因组计划却只测定人的2424条染色体的条染色体的DNADNA序列序列。讨论：讨论：1.1.对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测哪些染色体？对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测哪些染色体？2.2.为什么不测定全部为什么不测定全部4646条染色体条染色体？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
2、因位于哪条染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。色体上。如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。色体组由哪些染色体组成。人有人有2222对常染色体和对常染色体和1 1对性染色体。在常染色体中，每对同源染色体的形态、大小对性染色体。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；而性染色体进行测序就可
3、以了；而性染色体X X和和Y Y的差别很大，基因也大为不同，所以两条性的差别很大，基因也大为不同，所以两条性染色体都需要测序，染色体都需要测序，因此人类基因组计划测定了因此人类基因组计划测定了2222条常染色体和两条性染色体条常染色体和两条性染色体X X和和Y Y，共共2424条条。如果测定。如果测定4646条，耗资巨大，工作量会增加一倍，但得到的绝大多数基条，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因序列都是重复的。2022-11-22一、萨顿的假说一、萨顿的假说发现问题发现问题：用蝗虫作材料研究精子和卵细胞的形成：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
4、定律中遗传因子（基因）的过程，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。分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。D dD d2022-11-22一、萨顿的假说一、萨顿的假说推论：推论：基因（遗传因子）基因（遗传因子）由染色体携带着从亲代传递给下由染色体携带着从亲代传递给下一代的。也就是说，一代的。也就是说，基因就在染色体上。基因就在染色体上。理由：理由：基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。基因基因 染色体染色体 杂交过程中杂交过程中保持保持_也有也有_体细胞中存在形式体细胞中存在形式_存在存在_存在存在 在配子
5、中在配子中只有成对基因中的只有成对基因中的_只有成对染色体中的只有成对染色体中的_ 体细胞中的来源体细胞中的来源成对中的基因一个来自成对中的基因一个来自_，一个来自一个来自_同源染色体一条来自同源染色体一条来自_一条来自一条来自_形成配子时组合方式形成配子时组合方式非等位基因：非等位基因：_非同源染色体：非同源染色体：_完整性和独立性完整性和独立性相对稳定的形态结构相对稳定的形态结构成对成对成对成对一个一个一条一条父方父方母方母方父方父方母方母方自由组合自由组合自由组合自由组合平行关系平行关系染色体染色体基因基因D dD d推理推理基因在染色体上基因在染色体上2022-11-22高 茎高 茎高
6、 茎矮 茎D dD Dd d D d D Dd d在染色体上在染色体上标注基因符标注基因符号，解释孟号，解释孟德尔一对相德尔一对相对性状的杂对性状的杂交实验交实验减数分裂受受 精精减数分裂高高 茎茎减数分裂P配子配子F1F1配子D d高茎高茎矮茎矮茎F2DdDdDd2022-11-22思考思考讨论讨论分析减数分裂中基因和染色体的关系分析减数分裂中基因和染色体的关系2022-11-22二、二、基因位于染色体上的实验证据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孟德尔的遗传理论和萨顿的假说遭到同时代的遗传学遭到同时代的遗传学家家摩尔根（摩尔根（T.H.Morgan)的强烈质疑。的强烈
7、质疑。我更相信的是我更相信的是实验证据实验证据，我要通过确凿的实验找到我要通过确凿的实验找到遗传和染色体的关系！遗传和染色体的关系！摩尔根的这种摩尔根的这种大胆质疑大胆质疑，科学务实科学务实的的研究精神是值得我们努力学习的。研究精神是值得我们努力学习的。2022-11-22寻找证据之路寻找证据之路“材料选对了就等于实验成功了一半材料选对了就等于实验成功了一半”果蝇果蝇 昆虫纲双翅目，体长昆虫纲双翅目，体长34mm。在制醋和腐烂水。在制醋和腐烂水果的地方常常可以看到。果的地方常常可以看到。易易饲养、繁殖快（饲养、繁殖快（10多天就繁多天就繁殖一代），后代数量多殖一代），后代数量多,染色染色体数目
8、较少，相对性状区别体数目较少，相对性状区别明显明显。常用作遗传学研究的。常用作遗传学研究的实验材料。实验材料。2.2 2.2 基因在染色体上-高中生物必修二（20192019）课件(共2929张PPT)PPT)F F2 2 3 3 ：1 1是否符合孟是否符合孟德尔的分离德尔的分离定律？定律？红眼（雌、雄）红眼（雌、雄）P PF F1 1红眼（雌、雄）红眼（雌、雄）F F1 1雌雄交配雌雄交配摩摩尔尔根根的的果果蝇蝇杂杂交交实实验验红眼红眼白眼白眼有什么现象有什么现象和孟德尔的和孟德尔的杂交实验不杂交实验不一样？一样？白眼（雄）白眼（雄）（一）观察实验、发现问题（一）观察实验、发现问题2.2 2
9、.2 基因在染色体上-高中生物必修二（20192019）课件(共2929张PPT)PPT)2022-11-22为什么白眼性状的表现，为什么白眼性状的表现，总是与性别相联系呢？总是与性别相联系呢？2.2 2.2 基因在染色体上-高中生物必修二（20192019）课件(共2929张PPT)PPT)与与性别决定有关性别决定有关的染色体就是的染色体就是性染色体性染色体；与性别决定无关；与性别决定无关的染色体是常染色体。的染色体是常染色体。雌性雌性雄性雄性性染色体性染色体常染色体常染色体常染色体常染色体对：对：，性染色体性染色体雌性同型：雌性同型：雄性异型：雄性异型：2022-11-22性染色体和常染色
10、体性染色体和常染色体2.2 2.2 基因在染色体上-高中生物必修二（20192019）课件(共2929张PPT)PPT)猜想猜想:如果按照萨顿的理论，控如果按照萨顿的理论，控制果蝇眼色的基因应该在哪？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请推导控制眼色的基因的位置2.2 2.2 基因在染色体上-高中生物必修二（20192019）课件(共2929张PPT)PPT)雌果蝇种类：雌果蝇种类：红眼（红眼（XWXW）红眼（红眼（XWXw）白眼（白眼（XwXw）雄果蝇种类：雄果蝇种类：红眼（红眼（XWY）白眼（白眼（XwY）注：常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上注：常染色体上的基因不需
11、标明其位于常染色体上(例例DDDD、dd)dd)，而性染色体上的基因需标明（性染色体要大写），而性染色体上的基因需标明（性染色体要大写）2022-11-22(二二)经过推理、想象作出假说经过推理、想象作出假说控制白眼的基因在控制白眼的基因在X X染色体上染色体上2.2 2.2 基因在染色体上-高中生物必修二（20192019）课件(共2929张PPT)PPT)PF1F2（三）对实验现象的解释（三）对实验现象的解释X XW WX XW WX Xw wY YX XW WY YX Xw w配子配子X XW WY YX XW WX Xw wX Xw wX XW WY YX XW WX XW WX XW
12、 W（雌）（雌）X XW WX Xw w（雌）（雌）X XWWY Y（雄）（雄）X Xw wY Y（雄）（雄）3/4红眼红眼（雌、雄）（雌、雄）1/4白眼白眼 （雄）（雄）2022-11-222.2 2.2 基因在染色体上-高中生物必修二（20192019）课件(共2929张PPT)PPT)(四四)演绎推理、设计实验演绎推理、设计实验红眼雌果蝇：红眼雌果蝇：红眼雄果蝇红眼雄果蝇：白眼雌果蝇：白眼雄果蝇白眼雌果蝇：白眼雄果蝇 1 ：1 ：1 ：1F1XWXwXwY测交测交测交测交后代后代2022-11-222.2 2.2 基因在染色体上-高中生物必修二（20192019）课件(共2929张PPT
13、)PPT)（五）进行（五）进行实验、验证假说实验、验证假说证明了控制果蝇眼色的基因证明了控制果蝇眼色的基因在在X X染色体上染色体上与理论推测一致，完全符合假说，假说完全正确！与理论推测一致，完全符合假说，假说完全正确！测交后代：测交后代：2022-11-22F2红眼红眼红眼红眼白眼白眼白眼白眼雌果蝇雄果蝇雌果蝇雄果蝇1261321201152.2 2.2 基因在染色体上-高中生物必修二（20192019）课件(共2929张PPT)PPT)2022-11-222、如果控制眼色的基因在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染色体上，还能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗？交实验吗？思考思
14、考讨论讨论 如果控制白眼的基因在如果控制白眼的基因在Y Y染色体，红眼基因在染色体，红眼基因在X X染色体上，染色体上，因因为为X X染色体上的红眼基因对白眼基因为显性，所以染色体上的红眼基因对白眼基因为显性，所以不会出现白眼不会出现白眼雄果蝇雄果蝇，这与摩尔根的果蝇杂交实验，这与摩尔根的果蝇杂交实验结果不符结果不符；如果控制白眼的如果控制白眼的基因在基因在Y Y染色体上，且染色体上，且X X染色体上没有显性红眼基因染色体上没有显性红眼基因，白眼雄果蝇，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，也不能解释摩尔根不能解释摩尔根的果蝇杂交实验。的果
15、蝇杂交实验。2.2 2.2 基因在染色体上-高中生物必修二（20192019）课件(共2929张PPT)PPT)验证假说：验证假说：测交测交得出结论：得出结论：基因在染色体上基因在染色体上若控制白眼基因（若控制白眼基因（w w）在）在X X染色体上，染色体上，而而Y Y染色体上不含有它的等位基因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为什么白眼性状的表现总是与性别相联系？相联系？提出问题：提出问题：作出假说：作出假说：假假说说演演绎绎法法从此，摩尔根成了从此，摩尔根成了 理论的坚定支持者。理论的坚定支持者。孟德尔孟德尔摩尔根首次把一个特定基因（决定果蝇眼色的基因）和一个特定摩尔
16、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（染色体（X X染色体）联系起来从而用实验证明了染色体）联系起来从而用实验证明了基因在染色体上基因在染色体上。2022-11-222.2 2.2 基因在染色体上-高中生物必修二（20192019）课件(共2929张PPT)PPT)2022-11-22三、基因与染色体的数量关系三、基因与染色体的数量关系果蝇的体细胞有果蝇的体细胞有4 4对染对染色体，携带的基因有色体，携带的基因有1.31.3万万多个。多个。人的体细胞有人的体细胞有2323对染对染色体，携带的基因有色体，携带的基因有2.62.6万万多个。多个。一条染色体上应该有许多个基因一
17、条染色体上应该有许多个基因2.2 2.2 基因在染色体上-高中生物必修二（20192019）课件(共2929张PPT)PPT)2022-11-22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：测定方法：荧光标记法荧光标记法结论：结论：基因在染色体上呈线性排列基因在染色体上呈线性排列果蝇果蝇X X染色体上一些基因的示意图染色体上一些基因的示意图2.2 2.2 基因在染色体上-高中生物必修二（20192019）课件(共2929张PPT)PPT)2022-11-22四、孟德尔遗传规律的现代解释四、孟德尔遗传规律的现代解释 基因的分离定律的实质是：基因的分离定律的实质是：在杂合子的细胞中，位于
18、一对同源染色体上的等位基在杂合子的细胞中，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，因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，_会随会随_的分开而分离，分别进入两个的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。配子中，独立地随配子遗传给后代。等位基因等位基因同源染色体同源染色体2.2 2.2 基因在染色体上-高中生物必修二（20192019）课件(共2929张PPT)PPT)2022-11-22Dd12Dd12DdD1Dd2dDDdd减数第一次分裂后期，减数第一次分裂后期，等位基因随同源染色体的分开而分等位基因随同源染色体的分开而分离，离
19、，形成数量相等的两种配子。形成数量相等的两种配子。分离定律的实质分离定律的实质2.2 2.2 基因在染色体上-高中生物必修二（20192019）课件(共2929张PPT)PPT)2022-11-22基因的自由组合定律的实质是：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位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不互不干扰的干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此；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，分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。非同源染色体上的非等位基因自由组合。2.2 2.2 基因在染色体上-高中生物必修二（2
20、0192019）课件(共2929张PPT)PPT)abB AAaBbaB自由组合定律的实质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非同源染色体上的非等位基因自由组合。2022-11-222.2 2.2 基因在染色体上-高中生物必修二（20192019）课件(共2929张PPT)PPT)abB AA AaaB B bbA AB B aabbB AabB Aab精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精细胞精细胞2022-11-222.2 2.2 基因在染色体上-高中生物必修二（20192019）课件(共2929张PPT)PPT)2.2 2.2 基因在染色体
21、上-高中生物必修二（20192019）课件(共2929张PPT)PPT)abB AA AaaB B bbbbA AB B aaAbAbaB aB 精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精细胞精细胞2022-11-222.2 2.2 基因在染色体上-高中生物必修二（20192019）课件(共2929张PPT)PPT)基因在染色体上基因在染色体上萨顿的假说萨顿的假说基因和染色体存在着明基因和染色体存在着明显的平行关系显的平行关系内容：基因在染色体上内容：基因在染色体上依据：依据：基因位于染色基因位于染色体上的证据体上的证据果蝇的杂交实验果蝇的杂交实验结论：基因在染色体上结
22、论：基因在染色体上孟德尔遗传规孟德尔遗传规律的现代解释律的现代解释基因的分离定律的实质基因的分离定律的实质基因的自由组合定律的实质基因的自由组合定律的实质2022-11-22课堂小结课堂小结2.2 2.2 基因在染色体上-高中生物必修二（20192019）课件(共2929张PPT)PPT)2.2 2.2 基因在染色体上-高中生物必修二（20192019）课件(共2929张PPT)PPT)2022-11-22课堂练习课堂练习1 1、下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的是（、下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的是（）A.A.染色体是基因的主要载体染色体是基因的主要载体 B.B.基因在染色体上呈
23、线性排列基因在染色体上呈线性排列 C.C.一条染色体上有多个基因一条染色体上有多个基因 D.D.染色体就是由基因组成的染色体就是由基因组成的D D2 2、性染色体存在于、性染色体存在于（）A.A.精子精子 B.B.卵细胞卵细胞 C.C.体细胞体细胞 D.D.以上三种细胞以上三种细胞3 3、下列各项中，肯定含有、下列各项中，肯定含有Y Y染色体染色体的是（的是（）A.A.受精卵和初级精母细胞受精卵和初级精母细胞 B.B.受精卵和次级精母细胞受精卵和次级精母细胞 C.C.精子和男性口腔上皮细胞精子和男性口腔上皮细胞 D.D.初级精母细胞和男性小肠上皮细胞初级精母细胞和男性小肠上皮细胞D DD D2
24、.2 2.2 基因在染色体上-高中生物必修二（20192019）课件(共2929张PPT)PPT)2022-11-22拓展应用拓展应用1 1、红眼雌果蝇的基因型有、红眼雌果蝇的基因型有X XW WX XW W和和X XW WX Xw w两种类型，白眼雄果蝇的基因型为两种类型，白眼雄果蝇的基因型为X Xw wY Y。如果。如果基因型为基因型为X XW WX XW W的红眼雌果蝇与基因型为的红眼雌果蝇与基因型为X Xw wY Y的白眼雄果蝇杂交，的白眼雄果蝇杂交，则子一代无论雌雄，则子一代无论雌雄，全部为红眼全部为红眼；如果基因型为；如果基因型为X XW WX Xw w的红眼雌果蝇与基因型为的红眼
25、雌果蝇与基因型为X Xw wY Y的白眼雄果蝇杂交，的白眼雄果蝇杂交，那么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（，共有红眼雌果蝇（X XW WX XW W或或X XW WX Xw w）与红眼雄果蝇（与红眼雄果蝇（X XW WY Y）、红眼雌果蝇（）、红眼雌果蝇（X XW WX XW W或或X XW WX Xw w）与白眼雄果蝇（）与白眼雄果蝇（X Xw wY Y）、白眼雌、白眼雌果蝇（果蝇（X X
26、w wX Xw w）与白眼雄果蝇（）与白眼雄果蝇（X Xw wY Y）、白眼雌果蝇（）、白眼雌果蝇（X Xw wX Xw w）与红眼雄果蝇（）与红眼雄果蝇（X XW WY Y）杂）杂交等组合。交等组合。只有白眼雌果蝇（只有白眼雌果蝇（X Xw wX Xw w）与红眼雄果蝇（）与红眼雄果蝇（X XW WY Y）杂交的子代，红眼全为）杂交的子代，红眼全为雌性，白眼全为雄性雌性，白眼全为雄性，可以通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。，可以通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。2 2、这些生物的体细胞中的染色体数目虽然减少了一半，但、这些生物的体细胞中的染色体数目虽然减少了一半，但仍具有一整套非同源染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。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 3、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、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，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。或发育至胚胎早期就死亡了的缘故。
