2021-2022学年高一下生物人教版必修2遗传与进化---2.2基因在染色体上课件（34张PPT）

(共34张PPT)
2.2 基因在染色体上
有种说法：妈妈对孩子的智商有至关重要的作用。
成年人的智力差异有80%是基因差异决定的。目前已经确定约有90个X染色体上的基因会影响智力。
思考：（1）孩子的智力与母亲有什么关系？
（2）基因与染色体有什么关系？
【情境导入】
1.说出萨顿假说的内容和依据。（生命观念、科学思维）
2.掌握运用假说——演绎法证明基因在染色体上的过程。
（科学探究、科学思维）
3.说出孟德尔遗传规律的实质。（生命观念、科学思维）
无
回到19世纪——
孟德尔发现了遗传的两大定律
人们才意识到
遗传因子（基因）是客观存在的
基因在哪里？
任务1：分析孟德尔的假说中基因（遗传因子）的动态变化
任务2：分析减数分裂过程中染色体的动态(行为和数目)变化（以精子的形成为例）
自主学习、合作讨论：完成任务
基因
染色体
？
关系
【探究导学】
F1:
Dd
配子
D
d
1
1’
精细胞
1
1’
一对基因和一对同源染色体的行为
等位基因和同源染色体在形成配子时彼此分离。
YR
Yr
yR
yr
YyRr
1
1
1’
2
2’
1
1’
1’
2
2
2’
2’
F1:
配子
精细胞
两对基因和两对同源染色体的行为
非等位基因和非同源染色体在形成配子时自由组合。
看不见
染色体
基因在染色体上
推理
基因
看得见
D d
D
d
平行关系
方法:
类比推理法
一、萨顿的假说
1、内容:基因在染色体上
（基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的）
2、原因: 基因和染色体行为存在着明显的平行关系
思考：基因和染色体行为主要有哪些平行关系呢？
基因的行为 染色体的行为
杂交过程中 保持 ____________ 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：
______________
成对
成对
一个
一条
父方
母方
父方
母方
自由组合
自由组合
完整性和独立性
相对稳定的形态结构
平行关系
【例1】大量事实表明，孟德尔发现的基因遗传行为与染色体的行为是平行的。据此做出的如下推测，哪一项是没有说服力的( )
A．基因在染色体上
B．同源染色体分离导致等位基因分离
C．每条染色体上都有许多基因
D．非同源染色体自由组合使非等位基因重组
C
透彻理解萨顿假说的具体内容。
二、基因位于染色体上的实验证据
1.相对性状多，易于观察。
2.培养周期短，繁殖能力强。
3.成本低，容易饲养。
4.染色体数目少，便于观察。
5.体型小易操作，后代数量多。
基于生物学事实和证据运用归纳与概括方法，体现了科学思维的核心素养。
思考：联系豌豆的优点，果蝇作为实验材料的优点有哪些？
F2
3 ： 1
白眼果蝇都是雄性
红眼（雌、雄）
P
F1
红眼（雌、雄）
×
F1雌雄 交配
摩尔根的果蝇杂交实验
红眼
白眼
如何解释这一现象呢
白眼（雄）
理论依据（已有知识）：
1.对果蝇体细胞染色体的认识
2.对萨顿假说的认识
——基因在染色体上
常染色体
性染色体
雌性同型
雄性异型
以ＸＸ表示
以ＸＹ表示
３对：Ⅱ、Ⅱ，Ⅲ、Ⅲ，Ⅳ、Ⅳ
１对
讨论与猜想:
1.如果按照萨顿的理论:基因在染色体上,那么控制白眼的基因是在常染色体上还是在性染色体上呢
2.如果在性染色体上,那又有哪些可能呢？
（一）提出假设
假设二：控制白眼的基因在X、Y染色体上。
假设一：控制白眼的基因在Y染色体上，而X染色体上没有它的等位基因。
假设三：控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因。
雌果蝇有关基因型：
红眼（ＸＷＸＷ）
红眼（ＸＷＸw）
白眼（ＸwＸw）
雄果蝇有关基因型：
红眼（ＸＷＹ）
白眼（ＸwＹ）
(二) 经过推理、想象提出假说
——控制白眼的基因在X染色体上
P
F1
F2
×
（三）对实验现象的解释
XWXW
XwY
XW
Y
Xw
配子
XWY
XWXw
×
Xw
XW
Y
XW
XWXW红眼（雌）
XWXw红眼（雌）
XWY红眼（雄）
XwY白眼（雄）
3/4红眼（雌、雄） 1/4白眼（雄）
(四) 根据假说进行演绎推理
红眼（雌、雄）
白眼（雌、雄）
各占1/4
各占1/4
×
F1
XWXw
XwY
基于生物学事实和证据运用演绎与推理方法，体现了科学思维的核心素养。
实验验证
摩尔根等人亲自做了该实验，实验结果如下：
——证明了基因在染色体上
红眼
红眼
白眼
白眼
雌
雌
雄
雄
126
132
120
115
与理论推测一致，符合假说，假说正确！
测交后代：
验证假说：：
测交
得出结论：
基因在染色体上
控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因
白眼性状的表现总是与性别相联系。如何解释在这一现象呢？
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
回顾摩尔根的实验：
基于生物学事实和证据运用归纳与概括方法，体现了科学思维的核心素养。
基因在染色体上呈线性排列
一条染色体上有许多个基因
结论：
思考：人的体细胞只有23对染色体，却有大约2.6万个基因，基因与染色体可能有怎样的对应关系呢？
【警示】一条染色体上有许多基因，但基因不都位于染色体上。如真核生物的细胞质中的基因位于线粒体和叶绿体的DNA上，原核生物细胞中的基因位于拟核DNA或质粒DNA上。
思考：基因一定位于染色体上吗？
【例2】遗传学家将白眼雌果蝇(XbXb)和红眼雄果蝇(XBY)杂交,所产生的两千多只子代中有1只白眼雌果蝇和1只红眼雄果蝇。进一步研究表明,出现这种现象的原因是母本产生配子时2条X染色体未分离。已知果蝇的性别决定于X染色体的数目,含1条X染色体为雄性,含2条X染色体为雌性,含3条X染色体和无X染色体的果蝇胚胎致死。下列分析错误的是(　　)
A.子代中红眼雄果蝇的精原细胞中不存在Y染色体
B.子代中白眼雌果蝇的体细胞中最多含4条X染色体
C.母本2条X染色体未分离可能发生在初级卵母细胞中
D.与异常卵细胞同时产生的3个极体的染色体数目都不正常
D
根据题干信息分析可知,子代中白眼雌果蝇的基因型是XbXbY,原因可能是母本在减数第一次分裂或减数第二次分裂时发生异常,产生的异常卵细胞(XbXb)与正常精子(Y)结合;子代中红眼雄果蝇的基因型为XBO,原因可能是母本在减数第一次分裂或减数第二次分裂时发生异常,产生的异常卵细胞(O,不含X染色体)与正常精子(XB)结合。子代中白眼雌果蝇(XbXbY)的体细胞处于有丝分裂后期时,含4条X染色体。如果母本2条X染色体未分离发生在次级卵母细胞中,则与异常卵细胞同时产生的3个极体中只有1个极体染色体数目不正常。
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。
三、孟德尔遗传规律的现代解释
等位基因
同源染色体
A
a
a
A
等位基因随同源染色体的分开而分离
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。
A
a
B
b
A
b
a
B
B
A
a
b
非同源染色体上的非等位基因自由组合
D
d
e
E
思考：位于同源染色体上的非等位基因能自由组合吗？
【例3】红眼(R)雌果蝇和白眼(r)雄果蝇交配,F1全是红眼,F1雌雄果蝇交配,所得的F2中红眼雌果蝇121只,红眼雄果蝇60只,白眼雌果蝇0只,白眼雄果蝇59只。F2的卵细胞中具有R和r的比例及精子中具有R和r的比例分别是(　　)
A.卵细胞中R∶r=1∶1,精子中R∶r=3∶1
B.卵细胞中R∶r=3∶1,精子中R∶r=3∶1
C.卵细胞中R∶r=1∶1,精子中R∶r=1∶1
D.卵细胞中R∶r=3∶1,精子中R∶r=1∶1
D
由F1的表型可知,亲代红眼雌果蝇的基因型为XRXR,白眼雄果蝇的基因型为XrY,F1中红眼雄果蝇的基因型为XRY,红眼雌果蝇的基因型为XRXr,F1雌雄果蝇交配,F2的基因型及其比例为XRXR∶XRXr∶XRY∶XrY=1∶1∶1∶1,其表型及其比例为红眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇=2∶1∶1。F2中红眼雌果蝇(1/4XRXR、1/4XRXr)产生的卵细胞有2种类型,即R∶r=3∶1;红眼雄果蝇(1/4XRY)和白眼雄果蝇(1/4XrY)产生含R、r、Y2种类型的精子,其比例为1∶1∶2。
萨顿
假说
孟德尔遗传规律的现代解释
实验
证据
基因和染色体的行为具有明显的平行关系
实验材料
科学家
科学方法
果蝇
摩尔根
分离定律
自由组合定律
同源染色体上的等位基因分离
同源染色体上的等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合
推理
依据
基因在染色体上
内容
假说—演绎法
类比推理法
【课堂小结】
1. 下列关于果蝇的叙述,错误的是(　　)
A.体细胞中有4对同源染色体,其中有3对是常染色体,1对是性染色体
B.白眼雄果蝇的白眼基因位于X染色体上,Y染色体上无等位基因
C.白眼雄果蝇产生的配子中一半含有白眼基因,一半不含白眼基因
D.白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交,后代全部表现为红眼果蝇
D
假设控制红眼与白眼的基因分别用W、w表示,则白眼雌果蝇产生的配子为Xw,红眼雄果蝇产生的配子有XW和Y2种,雌雄配子随机结合,子代的基因型为XWXw和XwY,雌果蝇全为红眼,雄果蝇全为白眼。
【随堂训练】
2.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
D
染色体是由DNA和蛋白质组成的，基因是具有遗传效应的DNA片段。
3.摩尔根在果蝇杂交实验中发现了伴性遗传，在果蝇野生型个体与白眼突变体杂交实验中，最早能够判断白眼基因位于X染色体上最关键的实验结果是 （ ）
A.白眼突变体与野生型个体杂交，F1全部表现为野生型，雌、雄比例为1:1
B.F1雌雄个体相互交配，后代出现性状分离，白眼全部是雄性
C.F1的雌性与白眼雄性杂交，后代出现白眼果蝇，且雌雄中比例均为1:1
D.白眼雌性与野生型雄性杂交，后代白眼全部为雄性，野生型全部为雌性
B
在摩尔根的野生型与白眼雄性突变体的杂交实验中，F1全部表现野生型，雌雄比例1:1，说明野生型相对于突变型是显性性状；F1中雌雄果蝇杂交，后代出现性状分离，且白眼全部为雄性，说明控制该性状的基因位于X染色体上。
4.如图是果蝇体细胞染色体图解，请据图回答：
(1)果蝇的体细胞内共有______对染色体，其中______为一对性染色体，此果蝇为______性。
(2)图中1和2是______染色体，A和a是______基因，A和B是______基因。
(3)此果蝇产生的配子有______种，其中同时含a、b、c、d基因的配子占的比例是______。
(4)图中A与a基因在遗传中应遵循基因的______定律；A、a与B、b两对等位基因同时遗传时应遵循基因的________定律；D与d基因在遗传中除了遵循基因的______定律外，还与______有关。
(5)对该果蝇进行测交实验时，选用的果蝇的基因型可表示为_____________。
4
5和6
雄
同源
等位
非等位
16
1/16
分离
自由组合
分离
性别
aabbccXdXd
图示为果蝇的染色体组成图解，图中5号为X染色体，6号为Y染色体，因此该果蝇表示雄果蝇，其染色体组成可以表示为3对常染色体+XY，并且图中每对同源染色体上均有一对等位基因，基因型可以表示为AaBbCcXDYd。