2.2 基因在染色體上 課件高一下學(xué)期生物人教版必修2

P29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劃卻只測定人的24條染色體的DNA序列。1、對人類基因組進(jìn)行測序，為什么首先要確定測哪些染色體？2、為什么不測定全部46條染色體？生物（人教版）高一必修二第2節(jié)基因在染色體上任課老師：劉丙華辦公室：D4生物科組手機節(jié)聚焦：1、科學(xué)家發(fā)現(xiàn)基因與染色體有哪些平行關(guān)系？2、摩爾根如何證明基因位于染色體上？摩爾根的果蠅雜交實驗給我們哪些啟示3、怎樣從基因和染色體的層面解釋孟德爾遺傳規(guī)律？第2章基因和染色體的關(guān)系回到19世紀(jì)……1879年，德國生物學(xué)家弗萊明經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)染色體1890年，科學(xué)家確認(rèn)精子和卵細(xì)胞的形成要經(jīng)過減數(shù)分裂1866年，孟德爾發(fā)表關(guān)于遺傳規(guī)律的論文1909年，約翰遜給孟德爾的“遺傳因子”起了一個名字叫做基因預(yù)測出了遺傳因子（基因）的客觀存在減數(shù)分裂的研究：為找到基因提供了最正確的線索1903年，薩頓提出“遺傳因子（基因）位于染色體上”的假說。思考：薩頓做了什么實驗?zāi)兀?903年，美國遺傳學(xué)家薩頓用蝗蟲細(xì)胞作材料，研究精子和卵細(xì)胞的形成過程：沃爾特·薩頓一、薩頓假說

基因成對存在只有成對的基因中的一個成對的同源染色體一條來自父方，一條來自母方。成對的基因一個來自父方，一個來自母方?；蛐袨椋床灰姡┤旧w行為（看得見）體細(xì)胞染色體成對存在只有成對染色體中的一條配子來源配子形成和受精過程中有相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。雜交過程中基因保持完整性和獨立性。傳遞性質(zhì)減數(shù)分裂，配子的組合方式等位基因分離，非等位基因自由組合。同源染色體分開，非同源染色體自由組合

—基因和染色體的行為存在明顯的平行關(guān)系遺傳學(xué)細(xì)胞學(xué)一、觀察現(xiàn)象：孟德爾假設(shè)的一對遺傳因子的分離和兩對遺傳因子的自由組合與減數(shù)分裂中一對同源染色體的分離和兩對非同源染色的自由組合非常相似基因（遺傳因子）是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的，也就是說基因就在染色體上二、提出假說：

基因成對存在只有成對的基因中的一個成對的同源染色體一條來自父方，一條來自母方。成對的基因一個來自父方，一個來自母方?；蛐袨槿旧w行為體細(xì)胞染色體成對存在只有成對染色體中的一條配子來源配子形成和受精過程中有相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。雜交過程中基因保持完整性和獨立性。傳遞性質(zhì)減數(shù)分裂，配子的組合方式等位基因分離，非等位基因自由組合。同源染色體分開，非同源染色體自由組合遺傳學(xué)細(xì)胞學(xué)研究方法：類比推理法——根據(jù)兩個對象有部分屬性相同的前提，推論出他們的其他屬性也相同的結(jié)論，結(jié)論可能是真的，也可能假的，因此所得的結(jié)論還要經(jīng)過觀察和實驗的檢驗，才能確認(rèn)其結(jié)論的。類比推理法根據(jù)兩個或兩類對象有部分屬性相同，從而推出它們的其他屬性也相同的過程假說—演繹法在提出問題、作出假說的基礎(chǔ)上演繹推理并進(jìn)行實驗檢驗，最終得出結(jié)論的過程定義依據(jù)屬性比較實驗檢驗流程類比→推理→得出結(jié)論觀察現(xiàn)象→提出問題→作出假說

→演繹推理→實驗驗證→得出結(jié)論結(jié)果可靠性可靠不可靠（假說）類比推理法與假說—演繹法的比較：

摩爾根（1866-1945），美國生物學(xué)家。在肯塔基州立學(xué)院和約翰霍普金斯大學(xué)攻讀動物學(xué)，獲博士學(xué)位。曾任哥倫比亞大學(xué)、加利福尼亞理工學(xué)院的實驗動物學(xué)教授。一生致力于胚胎學(xué)和遺傳學(xué)研究，因創(chuàng)立了關(guān)于遺傳基因在染色體上作直線排列的基因理論和染色體理論，獲1933年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎。

摩爾根家境良好。他很小興趣愛好明確，例如捕蝴蝶、偷鳥蛋和撿化石和礦物標(biāo)本等等。在父、母親的家族中，出過富商、軍人、外交官、律師，家譜中惟獨沒有科學(xué)家。借現(xiàn)在的遺傳學(xué)術(shù)語，摩爾根可以算是家中的“突變”產(chǎn)物。1886年，摩爾根在肯塔基州立學(xué)院獲得了理學(xué)學(xué)士學(xué)位。在獲得理學(xué)學(xué)位后，摩爾根有點煩惱，他不知道自己應(yīng)該到社會上去做什么。因此決定還是留在學(xué)校中繼續(xù)讀書，這一次他進(jìn)入了霍普金斯大學(xué)的研究生院。摩爾根受大學(xué)中學(xué)術(shù)氣氛的影響很深，例如他一輩子都不相信價格昂貴的設(shè)備，而相信腳踏實地的作風(fēng)更為重要；摩爾根幾乎終生在實踐著大學(xué)里“一切通過實驗”的原則。托馬斯·亨特·摩爾根我更相信的是實驗證據(jù)，我要通過確鑿的實驗找到遺傳和染色體的關(guān)系?。ㄒ唬┠柛墓夒s交實驗1、實驗材料——果蠅二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)（一）摩爾根的果蠅雜交實驗1、實驗材料——果蠅（1）個體小，易飼養(yǎng)，繁殖周期短（3）相對性狀明顯且穩(wěn)定（2）后代數(shù)量多，統(tǒng)計結(jié)果可靠二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)：在25℃左右溫度下十幾天就繁殖一代。（4）染色體數(shù)目少，容易觀察XXXY雌雄果蠅體細(xì)胞染色體示意圖與性別決定無關(guān)的染色體：

常染色體3對：Ⅱ、Ⅱ，Ⅲ、Ⅲ，Ⅳ、Ⅳ與性別決定有關(guān)的染色體：性染色體雌性同型：雄性異型：以ＸＸ表示以ＸＹ表示１對意外的發(fā)現(xiàn)……

果蠅的白眼性狀是如何遺傳的呢？（一）摩爾根的果蠅雜交實驗二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)1908年摩爾根安排一個研究生在暗室里飼養(yǎng)果蠅，希望能產(chǎn)生一種果蠅，他們的眼睛因不用而退化，這位學(xué)生讓果蠅在暗無天日的世界里繁殖了68代，但研究毫無進(jìn)展，大約在1910年5月，在暗室里誕生了一只白眼雄果蠅，而其他的果蠅眼睛都是紅色的，很顯然這是一只變異個體，這注定要成為科學(xué)史上那只舉世矚目的動物突變型野生型紅眼果蠅白眼果蠅二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)摩爾根的果蠅雜交實驗顯性性狀①F1為__________②F2出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象，且性狀分離比為3:1③F2白眼果蠅都是雄的——性狀與性別相聯(lián)系——符合基因分離定律?觀察實驗，提出問題1、實驗現(xiàn)象：（一）摩爾根的果蠅雜交實驗→紅眼對白眼為顯性性狀思考：如何解釋白眼性狀的表現(xiàn)，總是與性別相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象？（野生型）①控制白眼的基因（用w表示）是在常染色體上②控制白眼的基因在性染色體上二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)分析問題，提出假說2、對實驗現(xiàn)象的解釋：（一）摩爾根的果蠅雜交實驗①基于對薩頓假說的認(rèn)識：基因在染色體上②果蠅的性別是由性染色體決定的（1）分析：（2）提出假說：→存在可能性→不可能資料1：1908年，史蒂文斯已經(jīng)發(fā)現(xiàn)果蠅的性染色體為XY型。

但是，摩爾根不知道這個發(fā)現(xiàn)。1910年，摩爾根等人從史蒂文斯那里得到的認(rèn)識是，雌果蠅有兩條Ｘ染色體，而雄果蠅只有一條Ｘ染色體。1、請寫出相關(guān)果蠅的基因型：紅眼雌果蠅：白眼雌果蠅：紅眼雄果蠅：白眼雄果蠅：提出假說：果蠅決定白眼的基因在Ｘ染色體上。（沒有提及Y染色體）XWXWXwOXWOXwXWO紅眼（雄）XWXw紅眼（雌）×PF2F1配子XwXWOXWXWXW紅眼（雌）XWXw紅眼（雌）XWO紅眼（雄）XwO白眼（雄）紅眼（雌）白眼（雄）二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)分析問題，提出假說2、對實驗現(xiàn)象的解釋：（一）摩爾根的果蠅雜交實驗1.如果基因在常染色體上：

—2.如果基因在性染色體上：

。3.如果常染色體和性染色體上都有基因：

。XAXaAaXBXbAa基因型的表示方法：ＸWＸW（野生型）或ＸWＸw（突變型）ＸwＸwＸWOＸwO4.性染色體上若有兩對以上等位基因：_______

。XABXab2、請寫出假說關(guān)于摩爾根果蠅雜交實驗的遺傳圖解資料2：1914年，摩爾根的學(xué)生Bridges提出雄果蠅還含有一個Ｙ染色體，但Ｙ染色體與果蠅性別的決定似乎無關(guān)，果蠅的性別依然是兩條Ｘ為雌性，一條Ｘ為雄性，只是原來的表達(dá)中沒有Ｘ的精子，應(yīng)改為含Ｙ的精子，所以，雄果蠅的性染色體組成應(yīng)改為ＸＹ。修正假說：果蠅決定白眼的基因在Ｘ染色體上，Ｙ染色體上不含有它的等位基因。XWXWXwYXWYXwXWY紅眼（雄）XWXw紅眼（雌）×PF2F1配子XwXWYXWXWXW紅眼（雌）XWXw紅眼（雌）XWY紅眼（雄）XwY白眼（雄）紅眼（雌）白眼（雄）二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)分析問題，提出假說2、對實驗現(xiàn)象的解釋：（一）摩爾根的果蠅雜交實驗1、請寫出相關(guān)果蠅的基因型：紅眼雌果蠅：白眼雌果蠅：紅眼雄果蠅：白眼雄果蠅：2、請寫出假說關(guān)于摩爾根果蠅雜交實驗的遺傳圖解ＸWＸW（野生型）或ＸWＸw（突變型）ＸwＸwＸWYＸwYPF1×

紅眼雌果蠅

XX白眼雄果蠅

XYw

比例

XX紅眼雌

XYw白眼雄1:1不符合XXYw→排除控制白眼的基因只在Y染色體上，X染色體上沒有顯性紅眼基因，F(xiàn)1雄性應(yīng)為白眼，且其他白眼都為雄性，與實驗觀察的現(xiàn)象不一致?！舅伎肌浚喝绻刂瓢籽鄣幕蛭挥冢偃旧w上還能解釋摩爾根的果蠅雜交實驗現(xiàn)象嗎？二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)分析問題，提出假說2、對實驗現(xiàn)象的解釋：（一）摩爾根的果蠅雜交實驗——不能?？刂乒壯劬︻伾幕虿豢赡苤晃挥赮染色體上。1、請寫出相關(guān)果蠅的基因型：紅眼雌果蠅：白眼雌果蠅：紅眼雄果蠅：白眼雄果蠅：ＸＸ（野生型或突變型）ＸYWＸYw2、請寫出假說關(guān)于摩爾根果蠅雜交實驗的遺傳圖解資料3：二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)分析問題，提出假說2、對實驗現(xiàn)象的解釋：（一）摩爾根的果蠅雜交實驗X、Y染色體不同區(qū)段分區(qū)：Ⅰ：X、Y同源區(qū)：Ⅱ1：Ⅱ2：X染色體大約是Y染色體的5倍X上的基因數(shù)量多于YX和Y上有等位基因Y特有區(qū)，X上無其等位基因X特有區(qū)，Y上無其等位基因在減Ⅰ分裂的前期具有兩兩配對的現(xiàn)象，說明XY染色體是一對同源染色體特點：長度：攜帶基因數(shù)量：(1)非同源區(qū)段：①基因只存在于X染色體（Ⅰ區(qū)段）上X-X-雌性：X-Y雄性：②基因只存在Y（Ⅲ區(qū)段）上XY-雄性：(2)同源區(qū)段：X-X-雌性：X-Y-雄性：二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)分析問題，提出假說2、對實驗現(xiàn)象的解釋：（一）摩爾根的果蠅雜交實驗假說一：控制眼色的基因（只）在Y染色體上（Y的非同源區(qū)段）。假說二：控制眼色的基因（只）在X染色體上（X的非同源區(qū)段）。假說三：控制眼色的基因在X、Y染色體同源區(qū)上。？→存在可能性→已排除修正假說：果蠅決定白眼的基因在Ｘ染色體上，Ｙ染色體上不含有它的等位基因。XWXW×XwYwXWYwXwXWYw紅眼（雄）XWXw紅眼（雌）×PF2F1配子XwXWYwXWXWXW紅眼（雌）XWXw紅眼（雌）XWYw紅眼（雄）XwYw白眼（雄）紅眼（雌）白眼（雄）假說三：果蠅決定白眼的基因在Ｘ染色體和Ｙ染色體的同源區(qū)段上，X、Y染色體都含有它（白眼基因）的等位基因。符合二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)分析問題，提出假說2、對實驗現(xiàn)象的解釋：（一）摩爾根的果蠅雜交實驗2、請寫出假說關(guān)于摩爾根果蠅雜交實驗的遺傳圖解1、請寫出相關(guān)果蠅的基因型：紅眼雌果蠅：白眼雌果蠅：紅眼雄果蠅：白眼雄果蠅：ＸwＸwＸWYW或ＸWYw或ＸwYWＸwYwＸWＸW（野生型）或ＸWＸw（突變型）3、對實驗現(xiàn)象解釋的驗證（P31思考討論）①不能重復(fù)前面的雜交組合②預(yù)測結(jié)果性狀在后代中應(yīng)有性別差異(紅眼♂:紅眼♀

≠

白眼♂:白眼♀

)（1）演繹推理——設(shè)計可行的測交實驗方案并預(yù)測實驗結(jié)果選擇驗證實驗的原則：二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)（一）摩爾根的果蠅雜交實驗測交實驗一：

白眼雄果蠅（純合子）測交實驗二：F1的紅眼雌果蠅（雜合子）

×

F1的紅眼雄果蠅（雜合子）

×

白眼雌果蠅（純合子）測交實驗一：

白眼雄果蠅（純合子）F1的紅眼雌果蠅（雜合子）

×

假說二：控制白眼的基因在X染色體非同源區(qū)段上，

X染色體上有，而Y染色體不含有它（白眼基因）的等位基因。P紅眼♀白眼♂XWXwXwY×配子XWXwYF1XWY紅眼♀白眼♂1:1:1:1XwXWXwXwXwXwY紅眼♂白眼♀假說三：控制白眼的基因位于X、Y染色體同源區(qū)段上，X、Y染色體都含有它（白眼基因）的等位基因。P紅眼♀白眼♂XWXwXwYw×配子XWXwYwF1XWYw紅眼♀白眼♂1:1:1:1XwXWXwXwXwXwYw紅眼♂白眼♀預(yù)期結(jié)果：預(yù)期結(jié)果：紅眼（雌雄）：白眼（雌雄）=1:1（2）進(jìn)行測交實驗，得到真實的結(jié)果：→未能排除假說二和三3、對實驗現(xiàn)象解釋的驗證（P31思考討論）（1）演繹推理——設(shè)計可行的測交實驗方案并預(yù)測實驗結(jié)果二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)（一）摩爾根的果蠅雜交實驗紅眼雌蠅紅眼雄蠅白眼雌蠅白眼雄蠅126132120115測交實驗二：

白眼雌果蠅（純合子）F1的紅眼雄果蠅（雜合子）

×

假說二：控制白眼的基因在X染色體非同源區(qū)段上，

X染色體上有，而Y染色體不含有它（白眼基因）的等位基因。假說三：控制白眼的基因位于X、Y染色體同源區(qū)段上，X、Y染色體都含有它（白眼基因）的等位基因。紅眼（雌）

：白眼（雄）1

：

1（2）進(jìn)行測交實驗，得到真實的結(jié)果：→未能排除假說二和三3、對實驗現(xiàn)象解釋的驗證（P31思考討論）（1）演繹推理——設(shè)計可行的測交實驗方案并預(yù)測實驗結(jié)果二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)（一）摩爾根的果蠅雜交實驗P白眼♀紅眼♂XwXwXWY×配子XwXWYF1XWXwXwY紅眼♀白眼♂1:

1預(yù)期結(jié)果：P白眼雌紅眼雄XwXwXWYw×配子XwXWYwF1XWXwXwYw紅眼♀白眼♂1:

1預(yù)期結(jié)果：F2白眼♂（XwY）×F1紅眼♀（XWXw）回交F2白眼♂（XwY）×F1紅眼♀（XWXw）回交3、對實驗現(xiàn)象解釋的驗證（P31思考討論）①不能重復(fù)前面的雜交組合②預(yù)測結(jié)果性狀在后代中應(yīng)有性別差異(紅眼♂:紅眼♀

≠

白眼♂:白眼♀

)（1）演繹推理——設(shè)計可行的測交實驗方案并預(yù)測實驗結(jié)果選擇驗證實驗的原則：二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)（一）摩爾根的果蠅雜交實驗測交實驗一：

白眼雄果蠅（純合子）測交實驗二：紅眼雄果蠅（親本野生型純合子）

×

F1的紅眼雌果蠅（雜合子）

×

白眼雌果蠅（純合子）測交實驗三：F1的紅眼雄果蠅（雜合子）

×

白眼雌果蠅（純合子）假說二：控制白眼的基因在X染色體非同源區(qū)段上，

X染色體上有，而Y染色體不含有它（白眼基因）的等位基因。假說三：控制白眼的基因位于X、Y染色體同源區(qū)段上，X、Y染色體都含有它（白眼基因）的等位基因。P白眼♀紅眼♂XwXwXWY×配子XwXWYF1XWXwXwY紅眼♀白眼♂1:

1預(yù)期結(jié)果：P白眼雌紅眼雄XwXwXWYW×配子XwXWYWF1XWXwXwYW紅眼雌紅眼雄1:

1預(yù)期結(jié)果：子代紅眼雌果蠅:白眼雄果蠅≈1:1②進(jìn)行測交實驗，得到真實的結(jié)果：測交實驗三：紅眼雄果蠅（親本野生型純合子）

×

白眼雌果蠅（純合子）→排除假說三3、對實驗現(xiàn)象解釋的驗證（P31思考討論）（1）演繹推理——設(shè)計可行的測交實驗方案并預(yù)測實驗結(jié)果二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)（一）摩爾根的果蠅雜交實驗F2白眼♂（XwY）×F1紅眼♀（XWXw）回交F2白眼♂（XwY）×F1紅眼♀（XWXw）回交(野生型)(野生型)測交實驗一：

白眼雄果蠅（純合子）測交實驗二：紅眼雄果蠅（親本野生型純合子）

×

F1的紅眼雌果蠅（雜合子）

×

白眼雌果蠅（純合子）測交實驗三：F1的紅眼雄果蠅（雜合子）

×

白眼雌果蠅（純合子）不是所有的測交都可以驗證假說！！3、對實驗現(xiàn)象解釋的驗證（P31思考討論）二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)（一）摩爾根的果蠅雜交實驗√××判斷Y染色體上是否有等位基因的親本雜交選擇

純顯雄×純顯雌基因在染色體上控制果蠅的紅眼、白眼的基因(只)位于X染色體上（X染色體的非同源區(qū)段上）二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)（一）摩爾根的果蠅雜交實驗4、得出結(jié)論：（一個特定的基因（決定果蠅眼睛顏色的基因）位于一條特定的染色體（X染色體）上）XXXYXWXW(w)XWXW(w)XWXW(w)XWYXWXW人類歷史上第一次將一個特定的基因（白眼基因w)和一條特定染色體（X染色體）聯(lián)系起來，用實驗證明了基因在染色體上，將遺傳學(xué)研究推向細(xì)胞水平。提出問題提出假說演繹推理：想得出結(jié)論實驗室實驗檢驗：做雜交實驗對實驗現(xiàn)象解釋對實驗現(xiàn)象解釋的驗證摩爾根果蠅雜交實驗的“假說—演繹”法：基因在染色體上白眼性狀的表現(xiàn)總是與性別相聯(lián)系？控制白眼基因（w）在性染色體（X或XY）上基因在染色體上；控制果蠅白眼的基因(只)位于X染色體上（X染色體的非同源區(qū)段上），而Y染色體不含其等位基因測交實驗孟德爾薩頓摩爾根實驗證據(jù)：遺傳因子（基因）遺傳規(guī)律觀察到減數(shù)分裂染色體的行為規(guī)律假說：遺傳的染色體學(xué)說（基因在染色體上線性排列）實驗證據(jù)：將基因定位在染色體上假說-演繹法假說-演繹法托馬斯·亨特·摩爾根沃爾特·薩頓格雷戈爾·孟德爾回顧科學(xué)歷史，厘清科學(xué)思路：類比推理法二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)資料：果蠅的體細(xì)胞有4對染色體，攜帶的基因有1.3萬多個。人的體細(xì)胞有23對染色體，攜帶的基因有2.6萬多個。二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)繼續(xù)探究1、觀察現(xiàn)象：一條染色體上應(yīng)該有許多個基因。3、作出假設(shè)：4、實驗驗證：摩爾根和他的學(xué)生發(fā)明了測定基因位于染色體上的相對位置的方法——熒光標(biāo)記法，并繪制出第一個果蠅各種基因在染色體上相對位置圖。5、得出結(jié)論：（2）基因在染色體上呈線性排列。每種生物的基因數(shù)量遠(yuǎn)多于染色體數(shù)目。果蠅X染色體上一些基因示意圖（二）現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)——熒光標(biāo)記法熒光標(biāo)記法（1）一條染色體上有很多個控制不同相對性狀的非等位基因?；蚺c染色體在數(shù)量上還存在什么關(guān)系？2、提出問題：【思考】：細(xì)胞中的基因都位于染色體上嗎？為什么？不一定。1、真核細(xì)胞：（1）細(xì)胞核基因都位于染色體上（2）細(xì)胞質(zhì)基因位于線粒體和葉綠體的DNA上2、原核細(xì)胞：（1）擬核的基因位于環(huán)狀DNA上（2）細(xì)胞質(zhì)的基因位于質(zhì)粒DNA上（沒有染色體）（有染色體）染色體是基因的主要載體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F2DDddDDdDdDdDDDdDddd1、請在圖中的染色體上標(biāo)出基因符號。（圖中染色體上的橫線代表基因的位置）【活動】：分析減數(shù)分裂中基因和染色體的關(guān)系F2高莖：矮莖=3：12、如何用減數(shù)分裂中染色體的行為變化解釋F2性狀分離比為3：1（高莖：矮莖）的原因？同源染色體分離P30思考·討論：等位基因分開×減數(shù)分裂受精減數(shù)分裂減數(shù)分裂F1配子yyrryrYYRRYRYRyryrYRYryRyrYRYryR黃圓綠皺yRYr黃圓9：3：3：1非同源染色體自由組合1、請在圖中的染色體上標(biāo)出基因符號。（圖中染色體上的橫線代表基因的位置）【活動】：分析減數(shù)分裂中基因和染色體的關(guān)系2、如何用減數(shù)分裂中染色體的行為變化解釋F2性狀分離比為9：3：3：1的原因？非等位基因自由組合聯(lián)會發(fā)生交叉互換非等位基因可位于同一對同源染色體(同一條染色體)不同位置上或不同對同源染色體上在一個群體內(nèi)，同源染色體的某個同一位置上超過2個以上的等位基因同源染色體或姐妹染色體的相同位置上控制著同一對相對性狀的基因，如A與a，B與b。1、等位基因：2、非等位基因：位于同源染色體或姐妹染色體或非同源染色體的不同位置上控制著不同對相對性狀的基因，如A與B，A與b，A與C，a與B，a與b，a與C，B與C，b與C3、相同基因：同源染色體或姐妹染色體的相同位置上控制著相同性狀的基因，如A與A，a與a，B與B，b與b，C和C4、復(fù)等位基因：A1A1A2A2A1A2A2A3A1A3A3A3白色白色白色褐色棕色黑色復(fù)等位基因在每個個體的體細(xì)胞中一般是成對存在，且彼此間具有顯隱性關(guān)系，遺傳時遵循分離定律。三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋同源染色體非同源染色體同源染色體同源染色體非同源染色體同源染色體控制同一性狀的一對遺傳因子一對同源染色體上的等位/相同基因控制不同性狀的一對遺傳因子非同源染色體上的非等位基因1、基因的分離定律的實質(zhì)2、基因的自由組合定律的實質(zhì)（1）位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾（2）在減數(shù)分裂形成配子的過程中，減數(shù)第一次分裂后期同源染色體的等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合（1）在雜合子的細(xì)胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨立性（2）在減數(shù)分裂形成配子的過程中，減數(shù)第一次分裂后期位于一對同源染色體上的等位基因隨同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入兩個配子中，隨機地隨配子遺傳給后代。三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋減數(shù)第一次分裂（等位基因隨同源染色體的分開而分離）次級精（卵）母細(xì)胞減數(shù)第二次分裂（相同基因隨染色單體的分開而分離）/相同AAAAAAAABAABBABABBBAA/純合子/相同/相同/相同等位/相同基因非等位基因或BBBBAAAAAAAABBBB/相同次級精（卵）母細(xì)胞減數(shù)第二次分裂（相同基因隨染色單體的分開而分離）減數(shù)第一次分裂后期同源染色體的等位

基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合發(fā)生交叉互換時為等位基因××42%8%8%42%灰身長翅BBVV黑身殘翅bbvv（♀）灰身長翅BbVv黑身殘翅（♂）bbvvF1灰身長翅♀產(chǎn)生的配子BV:Bv:bV:bv=42%:8%:8%:42%資料：摩爾根的另一個果蠅實驗研究P：F1：F2：B/b、V/b這兩對非等位基因位于同一對同源染色體上，且F1灰身長翅♀減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時發(fā)生交叉互換四、遺傳學(xué)第三定律：基因的連鎖（互換）定律11'AaBbABab1'abab1ABAB1ABAB1ab1'1'ab1ABAb11'aBab1'1ABAb1'abaB不發(fā)生交叉互換發(fā)生交叉互換

在進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子時，位于同一對同源染色體的非等位基因基因/同一條染色體上的非等位基因，常常連在一起進(jìn)入配子（連鎖在一起）；11'ABab——同源染色體上非等位基因的傳遞

在減數(shù)分裂形成四分體時，位于一對同源染色體上的等位基因有時會隨著非姐妹染色單體的交換而發(fā)生交換。三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋遵循自由組合定律不遵循自由組合定律遵循基因連鎖定律

AAaaBBbbAAaaBBbbAaBb2對等位基因位于2對同源染色體上（每對等位基因分別位于一對同源染色體上/非等于基因位于不同對同源染色體上）AaBb2對等位基因位于1對同源染色體上（每對非等位基因位于同一對同源染色體上/非等位基因位于同一條染色體上）不遵循自由組合定律遵循基因連鎖互換定律AB、Ab、aB、abAB、abAB、Ab、aB、ab2對等位基因位于1對同源染色體上（每對非等位基因位于同一對同源染色體上/非等位基因位于同一條染色體上）拓展：不同位置的兩對非等位基因遵循的遺傳定律分離定律自由組合定律親代相對性狀的對數(shù)一對相對性狀兩對或以上相對性狀區(qū)別F1基因在染色體上的位置F1形成配子的種類和比例2種：A:a=1:14種：AB:Ab:aB:ab

=1:1:1:1連鎖互換定律一條染色體上的兩對或以上相對性狀連鎖2種：AB:ab=1:1互換4種：AB:Ab:aB:ab=多:少:少:多AaAaBb三大遺傳定律的比較2．假如圖B/C不發(fā)生染色體的交叉互換，總結(jié)相關(guān)種類和比例(1)F1(AaBb)產(chǎn)生的配子種類及比例：____種，____________________。(2)F2的基因型有______種，_____________________________________________。(3)F2的表型種類及比例：____種，_____________________________________。(4)F1測交后代的基因型種類及比例：_____種，____________________________。(5)F1測交后代的表現(xiàn)型種類及比例：_____種，____________________________。2．假如F1的基因型如圖A所示，總結(jié)相關(guān)種類和比例(1)F1(AaBb)產(chǎn)生的配子種類及比例：4種，AB∶Ab∶aB∶ab＝1:1:1:1(2)F2的基因型有9種，AABB、AABb、AAbb、AaBB、AaBb、Aabb、aaBB、aaBb、aabb(3)F2的表現(xiàn)型種類和比例：4種，A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb＝9∶3∶3∶1(4)F1測交后代的基因型種類和比例：4種，AaBb:Aabb:aaBb:aabb=1:1:1:1(5)F1測交后代的表現(xiàn)型種類和比例：4種，AaBb:Aabb:aaBb:aabb=1:1:1:13．F1自交，F(xiàn)2中相對于親本重組性狀所占的比例為6/16或10/16。4．F1自交，F(xiàn)2中A__B__的純合子比例為1/16，A__B__中純合子比例為1/9。B/C圖：1．_____（能、不能）發(fā)生自由組合，原因是_____________________________________________，遵循遺傳學(xué)____________定律。兩對非等位基因位于同一對源染色體上（基因連鎖）不能2AB/Ab∶ab/aB＝1:132/32AaBb:aabb=1:1/Aabb:aaBb=1:123．假如圖B/C發(fā)生染色體的交叉互換（基因連鎖互換），總結(jié)相關(guān)種類和比例(1)F1(AaBb)產(chǎn)生的配子種類及比例：____種，_____________________________________。(2)F2的基因型有____種，_______________________________________________________。(3)F2的表型種類及比例：____種，___________________________________。(4)F1測交后代的基因型種類及比例：____種，____________________________。(5)F1測交后代的表現(xiàn)型種類及比例：____種，____________________________。4AB∶Ab：aB：ab＝1:1:1:194A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=9:3:3:14AaBb:Aabb:aaBb:aabb=1:1:1:14AaBb:Aabb:aaBb:aabb=1:1:1:1基因連鎖互換A圖：1．_____（能、不能）發(fā)生自由組合，原因是_________________________________________，遵循遺傳學(xué)___________定律。非等位基因位于非同源染色體上（基因獨立）能自由組合由于部分等位基因發(fā)生交叉互換，引起重組類型的配子比正常類型配子數(shù)量少：AB（多）：aB（少）：Ab（少）：ab（多）=1AABB∶AaBb:aabb=1:2:1/AAbb∶AaBb:aaBB=1:2:1A_B_∶aabb=3∶1/AAbb∶AaBb:aaBB=1:2:1AaBb:aabb=1:1/Aacc:aaBb=1:1AABB、AABb、AAbb、AaBB、AaBb、Aabb、aaBB、aaBb、aabb拓展：不同對基因（兩對非等位基因）在染色體上的位置情況【思考】：如何判斷兩對等位基因位于一對同源染色體還是位于兩對同源染色體上呢？不同對基因在常染色體上的位置情況拓展：不同對基因（等位基因）在常染色體上的位置（不同對等位基因是位于同一對同源染色體上（基因連鎖）還是位于不同對同源染色體上）的判斷方法：1、自交法：2、測交法拓展：不同對基因（等位基因）在常染色體上的位置（不同對等位基因是位于同一對同源染色體上（基因連鎖）還是位于不同對同源染色體上）的判斷方法：【典例1】現(xiàn)有①～④四個果蠅品系(都是純種)，其中品系①的性狀均為顯性，品系②～④均只有一種性狀是隱性，其他性狀均為顯性。這四個品系的隱性性狀及控制該隱性性狀的基因所在的染色體如下表所示：驗證自由組合規(guī)律，可選擇下列哪種交配類型()A.①×②B.②×④C.②×③D.①×④B兩對非等位基因分別位于不同對同源染色體上②/③×④【典例2】已知三對基因在染色體上的位置情況如圖所示，且三對基因分別單獨控制三對相對性狀，則下列說法正確的是(

)A．三對基因的遺傳遵循基因的自由組合定律B．基因型為AaDd的個體與基因型為aaDd的個體雜交的后代會出現(xiàn)4種表型，比例為3∶3∶1∶1C．如果基因型為AaBb的個體在產(chǎn)生配子時沒有發(fā)生交叉互換，則它只產(chǎn)生4種配子D．基因型為AaBb的個體自交后代會出現(xiàn)4種表型，比例不一定為9∶3∶3∶1B××2種×2種A_B_和aabb（AD、Ad、aD、ad）（aD、ad）×【典例3】下表是有關(guān)兩對基因的兩組雜交實驗（不同種基因型的配子和個體成活率相同），有關(guān)分析不合理的是（）A.這兩對基因的遺傳不遺傳遵循自由組合定律B.第1組和第2組雜交后代中，Aa的基因型頻率均為50%C.第1、2組中的AaBb交配，子代中aabb的比例為1/16D.第2組中的AaBb個體產(chǎn)生了AB、Ab、aB、ab四種配子，比例為4:1:1:4C×A和B，a和b在同一條染色體上，并發(fā)生交叉互換【典例4】某小組利用某二倍體自花傳粉植物進(jìn)行兩組雜交實驗，雜交涉及的四對相對性狀分別是：紅果（紅）與黃果（黃），子房二室（二）與多室（多），圓形果（圓）與長形果（長），單一花序（單）與復(fù)狀花序（復(fù)）。實驗數(shù)據(jù)如下表：回答下列問題：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是：控制甲組兩對相對性狀的基因位于__________________上，依據(jù)是_________________________________________________；控制乙組兩對相對性狀的基因位于___________（填“一對”或“兩對”）同源染色體上，依據(jù)是___________________________________________________________________。組別雜交組合F1表現(xiàn)型F2表現(xiàn)型及個體數(shù)甲紅二×黃多紅二450紅二、160紅多、150黃二、50黃多紅多×黃二紅二460紅二、150紅多、160黃二、50黃多乙圓單×長復(fù)圓單660圓單、90圓復(fù)、90長單、160長復(fù)圓復(fù)×長單圓單510圓單、240圓復(fù)、240長單、10長復(fù)

非同源染色體F2中兩對相對性狀表現(xiàn)型的分離比符合9∶3∶3∶1一對F2中每對相對性狀表型的分離比都符合3∶1，而兩對相對性狀表型的分離比不符合9∶3∶3∶19:3:3:1=9:3:3:1為了探究兩對基因(A和a，B和b)是在同一對同源染色體上，還是在兩對同源染色體上，某課題小組選用基因型為AaBb的植株進(jìn)行自交實驗。①實驗假設(shè)：這兩對基因在染色體上的位置有三種類型，已給出兩種類型，請將未給出的類型畫在方框內(nèi)。如圖所示，豎線表示染色體，黑點表示基因在染色體上的位置。②實驗步驟：第一步：粉紅花植株自交。第二步：觀察并統(tǒng)計子代植株花的顏色和比例。③實驗可能的結(jié)果(不考慮交叉互換)及相應(yīng)的結(jié)論：a．若_______________________________________________________________________，兩對基因在兩對同源染色體上(符合第一種類型)。b．若子代植株花粉紅色∶白色＝1∶1，兩對基因在一對同源染色體上(符合第二種類型)。c．若___________________________________________，兩對基因在一對同源染色體上(符合第三種類型)。子代植株花粉色（A_Bb）∶紅色（A_bb）∶白色（A_BB+aa_）＝6∶3∶7子代植株花粉色∶紅色∶白色＝2∶1∶1【典例5】某種植物的花色由兩對等位基因A、a和B、b控制?；駻控制紅色素合成(AA和Aa的效應(yīng)相同)；基因B為修飾基因，BB使紅色素完全消失，Bb紅色素顏色淡化?，F(xiàn)用兩組純合親本進(jìn)行雜交，實驗結(jié)果如下。請回答下列問題：粉色：A_Bb紅色：A_bb白色：A_BB、aa_【典例6】果蠅的灰身(B)對黑身(b)為顯性；長翅(V)對殘翅(v)為顯性，這兩對等位基因位于常染色體上。一對灰身殘翅與黑身長翅的果蠅雜交，子代出現(xiàn)灰身長翅、灰身殘翅、黑身長翅、黑身殘翅，比例為1∶1∶1∶1。(1)該實驗結(jié)果能不能證明這兩對等位基因位于兩對同源染色體上，請說明理由_________________________________________________________________________________________。(2)利用上述雜交實驗的子代果蠅為材料設(shè)計兩個不同的實驗，要求這兩個實驗都能獨立證明兩對基因位于兩對同源染色體上。請寫出兩個實驗的雜交組合及子代表型的比例___________________________________________________________________________________________________________________________。不能，因為兩對等位基因位于一對同源染色體上和位于兩對同源染色體上，都會出現(xiàn)這一結(jié)果

實驗1∶灰身長翅×灰身長翅，子代表型的比例為9∶3∶3∶1，實驗2：灰身長翅×黑身殘翅，子代表型的比例為1∶1∶1∶1?！镜淅?】純合灰體長翅與黑體殘翅果蠅交配（有關(guān)基因均在常染色體上），F(xiàn)1全是灰體長翅，將F1的雌、雄個體分別與黑體殘翅果蠅交配，結(jié)果如圖所示，思考有何特殊之處？兩對等位基因位于同一對同源染色體上，且發(fā)生了交叉互換精原細(xì)胞染色體復(fù)制，姐妹染色單體出現(xiàn)減I前期同源染色體成對排列在赤道板上同源染色體分離，非同源染色體

自由組合同源染色體消失，染色體數(shù)目減半減I中期減I末期初級精母細(xì)胞次級精母細(xì)胞減II前期染色體著絲粒排列在赤道板上染色體著絲粒分裂，姐妹染色單體分離成為染色體，數(shù)目加倍，恢復(fù)到原來體細(xì)胞數(shù)量減II中期減II后期減II末期精子變形次級精母細(xì)胞精細(xì)胞（減I末期）染色體組成相同染色體一般不復(fù)制

2、出現(xiàn)四分體1、同源染色體發(fā)生聯(lián)會3、同源染色體的非姐妹染色單體發(fā)生交叉互換減I前的間期（體細(xì)胞）增殖減數(shù)分裂有絲分裂或或或或或或染色體平均進(jìn)入兩個子細(xì)胞中，數(shù)目再次減半AabBAAaaBBbbAAaaBBbbAABBaabbAAbbaaBBAABBaabb或AAbbaaBBAABBaabbAAbbaaBBAABBaabbAbaBAbaBABABababAAbbaaBBAABBaabb或（等位/相同基因）（相同基因）（非等位基因）（相同基因）（或

基因型）基因分離和自由組合定律的實質(zhì)染色體組成相同（或

基因型）（等位/相同基因）（A）（A）（A）（A）（A）（A）（A）（A）（A）（A）（A）（A）（A）（A）（A）（A）（A）（A）（A）（A）（A）（A）（A）基因連鎖互換定律的實質(zhì)若發(fā)生交叉互換，互換的這對等位基因發(fā)生分離（等位基因分裂不一定只是發(fā)生在減I后期）拓展：減數(shù)分裂形成配子基因型多樣性的原因分析（一）基因型為AaBb（兩對非等位基因分別位于兩對同源染色體上，即基因獨立遺傳）的精/卵原細(xì)胞，若非姐妹染色單體無發(fā)生交叉互換，減數(shù)分裂過程中同源染色體分離，非同源染色體的自由組合，則：項目可能產(chǎn)生配子的種類實際能產(chǎn)生配子的種類一個精原細(xì)胞一個卵原細(xì)胞一個雄性個體一個雌性個體4種4種（2n，n為同源染色體對數(shù)）4種1種4種（2n）2種4種（2n）4種（2n，n為同源染色體對數(shù)）含多個精（卵）原細(xì)胞拓展：減數(shù)分裂形成配子基因型多樣性的原因分析(AB和ab或Ab和aB)(AB或ab或Ab或aB)(AB和ab和Ab和aB)(AB和ab和Ab和aB)含1對同源染色體可能產(chǎn)生配子的種類實際能產(chǎn)生配子的種類一個精原細(xì)胞不發(fā)生交叉互換發(fā)生交叉互換一個卵原細(xì)胞不發(fā)生交叉互換發(fā)生交叉互換一個雄性個體不發(fā)生交叉互換發(fā)生交叉互換一個雌性個體不發(fā)生交叉互換發(fā)生交叉互換2種4種4種2種2種4種1種1種2種2種2種2種4種4種4種4種AB（多）：aB（少）：Ab（少）：ab（多）=1（二）基因型為AaBb（兩對非等位基因位于一對同源染色體上，即基因不獨立遺傳）的精/卵原細(xì)胞，若非姐妹染色單體發(fā)生交叉互換，則：(AB和ab)(AB、Ab和ab、aB)(AB或ab)(AB或Ab或ab或aB)(AB和ab)(AB、Ab和ab、aB)(AB和ab)(AB、Ab和ab、aB)拓展：減數(shù)分裂形成配子基因型多樣性的原因分析（三）基因型為AaBbDd（其中Aa和Dd兩對非等位基因位于一對同源染色體上，Bb位于另一對同源染色體上）的精/卵原細(xì)胞，則：A與d、a與D

在同一條染色體上

與B、b自由組合BbAdaDADadABdaBDABDaBdAbdabDAbDabd發(fā)生互換未發(fā)生互換拓展：減數(shù)分裂形成配子基因型多樣性的原因分析【典例7】下圖是基因型為AaBb（兩對基因獨立遺傳）的某動物組織切片顯微圖像，請據(jù)圖回答有關(guān)問題：（1）按分裂過程判斷圖中標(biāo)號的先后順序是____________，細(xì)胞②分裂結(jié)束后形成的細(xì)胞是___________________。（2）細(xì)胞①與細(xì)胞③相比較，除細(xì)胞大小外，圖中顯示還有哪些明顯區(qū)別？

。（3）通常情況下，該動物的基因A和基因a的分離發(fā)生在________________細(xì)胞，A和A基因分離發(fā)生在__________________________細(xì)胞。（4）細(xì)胞③正常分裂結(jié)束后能產(chǎn)生________種基因型的細(xì)胞，基因型是__________________________①→③→②卵細(xì)胞和第二極體③中無同源染色體且染色體數(shù)目減半初級卵母（或①）次級卵母或第一極體（或②）同源染色體聯(lián)會無同源染色體，但有姐妹染色單體既無同源染色體，又無姐妹染色單體1AB或Ab或aB或ab（2）該昆蟲一個初級精母細(xì)胞所產(chǎn)生的精細(xì)胞的基因型為________________________________________。（3）該昆蟲細(xì)胞有絲分裂后期，移向細(xì)胞同一極的基因有_______________________。（4）該昆蟲細(xì)胞分裂中復(fù)制形成的兩個D基因發(fā)生分離的時期有___________________________________。【典例8】刺剛毛（D）對無刺剛毛（d）為顯性，控制這3對性狀的基因均位于常染色體上。現(xiàn)有這種昆蟲個體基因型如圖所示，請回答下列問題。AbD、AbD、abd、abd或Abd、Abd、abD、abDA、a、b、b、D、d

有絲分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期【典例9】下列關(guān)于基因和染色體在減數(shù)分裂過程中行為變化的描述，錯誤的是（）A.同源染色體分離的同時，等位基因也隨之分離B.非同源染色體自由組合，使所有非等位基因之間也發(fā)生自由組合C.染色單體分開時，復(fù)制而來的兩個基因也隨之分開D.非同源染色體數(shù)量越多，非等位基因組合的種類也越多B【典例10】刺剛毛（D）對無刺剛毛（d）為顯性，控制這3對性狀的基因均位于常染色體上。現(xiàn)有這種昆蟲個體基因型如圖所示，