2021-2022学年高一下学期生物人教版必修2 2.2基因在染色体上课件（28张PPT）

(共28张PPT)
孟德尔分离定律：
在生物的体细胞中，控制同一性状的 遗传因子 成对存在，不相融合；在形成配子（减数分裂）时，成对的 遗传因子 发生分离，分离后的 遗传因子 分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。
基 因
基 因
基 因
同源染色体
同源染色体
同源染色体
？
若这样替换，你想到“基因”与“染色体”的关系是？
回顾
第2节 基因在染色体上
1、提出者
2、证明者
萨顿
摩尔根
一、萨顿提出：“基因在染色体上”
1）对象：蝗虫(研究减数分裂过程)
2）研究方法
3）依据
——“类比推理”（理论推断，并没进行实际实验证明）
——基因和染色体行为存在明显的平行关系（行为高度一致！）
一种蝗虫的体细胞中有24条染色体，按形态结构来分，两两成对，共12对。
生殖细胞中只有12条染色体，彼此均为非同源染色体。
受精时子代个体的染色体又恢复24条。
1）基因在杂交过程中保持完整性和独立性。　染色体也是。
2）体细胞中基因是成对的，配子时成单。　染色体也是。
3）体细胞中成对的基因一个来自父方一个来自母方。　同源染色体也是。
4）在形成配子时，非等位基因自由组合。　非同源染色体也是。
孟德尔假说 PK 萨顿的蝗虫研究
二、摩尔根证明：“基因在染色体上”
1）对象：果蝇（分析其作为遗传材料的优势 P30）
易饲养、繁殖快、后代多；
相对性状易区分；
染色体数目少等
白眼和红眼果蝇
长翅
残翅
★果蝇（2N=8）的染色体组成图解（P31）
1
2
3
4
1）果蝇含 对染色体。其中有 对常染色体， 对性染色体。
2）同型与异型是针对 （性、常）染色体。
3）1、2、3、4哪两条属同源染色体？
染色体
性染色体
常染色体
体细胞
雌性：
雄性：
6+XX
6+XY
3
1
4
性
（同型）
（异型）
（雌雄异体才有！）
Y染色体比X染色体长
男性
女性
XX（同型）
XY（异型）
体细胞
女性：
男性：
44+XX
生殖细胞
女性：
男性：
44+XY
22+X或22+Y
22+X
人类染色体组成图解
Y染色体较短
补充掌握1：
补充掌握2：
基因组计划——测染色体条数
含N对同源染色体的生物：
1）雌雄异体:测 条染色体。
2）雌雄同体:测 条染色体
N + 1
人有23对46条染色体，旨在揭示人类基因组遗传信息的人类基因组计划需要测定人的 条染色体的DNA序列。
A 23条 B 46条 C 24条 D 22条
N
√
练：下列生物的基因组计划中，需测的染色体条数分别是
　①果蝇（2N=8） ②豌豆（2N=14） ③玉米（2N=20）　
二、摩尔根证明：“基因在染色体上”
1）对象：果蝇（分析其作为遗传材料的优势）
2）研究方法
3）实验证据
——“假说－演绎法”
—— 果蝇的红白眼实验
易饲养、繁殖快、后代多；
相对性状易区分；
染色体数目少等
摩尔根及其同事多年培养红眼果蝇。在某一代果蝇中，意外发现了一只白眼雄果蝇。分析原因：①可能是环境引起的；②可能发生了基因突变(可能是显性突变，也可能是隐性突变)／(可能是常染色体上的突变，也可能是性染色体上的突变)／(可能是X染色体上的，也可能是Y染色体上的)……
为了确定这只白眼雄果蝇产生的原因，摩尔根及其同事决定用孟德尔的研究方法，对该果蝇进行实验。
观察实验，提出问题
摩尔根通过对实验结果的观察，提出了以下几个问题：
P：
×
F1：
红眼 （雌、雄）
F1雌雄交配
F2：
3红
1白
（雌、雄）
(全为雄蝇)
◆F2中为什么白眼都是雄性的？
◆白眼性状的表现，为什么总是与性别相关联？
通过实验，确定几点：
白眼 （“是”或“不是”）由环境引起；
白眼属 （“隐性”或“显性”）突变；
突变发生在 （“性”或“常”）染色体上。
突变 ("一定"或"不可能")发生在Y染色体上。
√
√
√
√
提出假说
P：
×
F1：
红眼 （雌、雄）
F1雌雄交配
F2：
3红
1白
（雌、雄）
(全为雄蝇)
雌果蝇
红眼
白眼
雄果蝇
红眼
白眼
摩尔根及其同事提出假说：控制白眼的基因（w）在X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因。
（ＸＷＸＷ、ＸＷＸw）
（ＸwＸw）
（ＸＷＹ）
（ＸwＹ）
温馨提示：
1)性染色体及基因型写法：性染色体要大写 ，基因写在染色体右上角。如 XBXb 、XBY等。
2)先写常染色体上的基因，再写性染色体及基因
XWXW
×
XwY
XW
Y
Xw
XWY
XWXw
P
F2
F1
配子
Xw
XW
Y
XW
XWXW
XWXw
XWY
XwY
×
遗传图解解释实验
红眼（雌）
白眼（雄）
红眼（雌）
红眼（雄）
红眼（雌）
红眼（雄）
红眼（雌）
白眼（雄）
♂
♀
演绎推理
摩尔根也设计了测交实验（F1×隐性性状）
一种正确的假说，仅能解释已有的实验结果是不够的，还应能够正确预测另一些实验的结果。
动笔：写出遗传图解，预测该实验的结果
可以如何选杂交组合？
XWXW
XwY
XWY
XWXw
选择1：F1雌 × 白眼雄
选择2：F1雄 × 白眼雌
F2代中，雌雄均有一半红眼一半白眼。
XwY
XWXw
XWY
XwXw
F2代中，雌蝇均为红眼，雄蝇均为白眼。
实验验证
摩尔根及其同事亲自做了2个测交实验。
测交1：F1雌（红眼） × 白眼雄
选择1：F1雌 × 白眼雄
F2代中，雌雄均有一半红眼一半白眼。
XwY
XWXw
选择2：F1雄 × 白眼雌
XWY
XwXw
F2代中，雌蝇均为红眼，雄蝇均为白眼。
后代雄性全为白眼，雌性全为红眼。
测交2：F1雄 （红眼）× 白眼雌
（神奇的测交！）
与理论推测一致，完全符合，假说是合理的！摩尔根通过实验：将一个特定的基因和一条特定的染色体——X染色体联系起来，从而证明了基因在染色体上。
神奇：可从子一代中的性状表现，直接判断雌雄。
应用：生产中，常用于畜牧业、渔业中，筛选子代性别
（如奶牛肉牛、公蟹母蟹等）
科研中，常用于判断某基因的位置。
神奇的测交！
同型：选隐性性状
异型：选显性性状
（同型隐 × 异型显）
补充：
已解决问题：基因在染色体上。
新的问题：染色体少，基因多（果蝇只有4对染色体，携带的基因大约有1.3万多个。 人只有23对染色体，携带的基因大约有2.6万个。）
现代分子生物学之“荧光标记”
②基因在染色体上呈线性排列（不重叠）
结论：
①一条染色体上有许多个基因
讨论：
1）该染色体上控制白眼、朱红眼、深红眼等属于等位基因么？
2）是否所有的基因都在染色体上？
不属于。一条染色体上的基因互为非等位基因。
否。细胞质基因不在染色体上。
在基因研究中，下列成就分别是由哪些科学家来完成的？
①提出“性状是由遗传因子决定的”观点。
②把“遗传因子”改为“基因”，并提出“等位基因”概念。
③提出“基因在染色体上”的假说。
④用实验证明了“基因在染色体上”。
孟德尔
约翰逊
摩尔根
萨顿
重要遗传学发展历
假说—演绎法
假说—演绎法
类比推理
整理：孟德尔遗传规律的现代解释（课本P32）
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，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
D
d
1
2
D
d
1
2
D
d
D
1
D
d
2
d
d
D
D
d
基因分离定律的实质
1
等位基因：位于同源染色体上同一位置，控制相对性状的基因。
注意：D和D、d和d叫做相同基因
如：Dd
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。
基因自由组合定律的实质
2
思考：在减数分裂的过程中，非等位基因是否一定能自由组合？
不一定。
减数分裂时，基因A/a不能与 自由组合；
基因B/b不能与 自由组合。
D
d
e
E
非同源染色体的非等位基因表现为自由组合。
同源染色体的非等位基因表现为连锁现象（摩尔根由此发现了连锁互换定律），
发生时期：
减数分裂Ⅰ前期，四分体上的非姐妹染色单体发生了交叉互换。
拓展1:
连锁与互换定律
A
a
d
D
若不发生交叉互换，减数分裂可产生 种配子；
若发生交叉互换，减数分裂后可产生 种配子。
A
d
A
d
a
D
a
D
例1．三对性状分别由三对等位基因控制且完全显性，AABBDD与aabbdd进行杂交得F1，F1产生了ABD、AbD、aBd、abd４种配子，请分析哪两对基因位于同一对染色体上？
A
D
a
d
B
b
A
B
a
b
D
d
A
B
a
b
d
D
B
A
b
a
D
d
例２.某生物个体减数分裂产生的雌雄配子种类和比例Ab∶aB∶AB∶ab＝4∶4∶1∶1，请分析该个体体细胞中的基因与染色体图。
A
B
a
b
A
B
a
b
A
B
a
b
A
B
a
b
例２.某生物个体减数分裂产生的雌雄配子种类和比例为Ab∶aB∶AB∶ab＝4∶4∶1∶1，
(１)某生物个体体细胞中的基因与染色体图。
(２)若该生物进行自交,后代纯合子的概率是？
A
B
a
b
A
B
a
b
A
B
a
b
A
B
a
b
(4/10)2 + (4/10)2 +(1/10)2 +(1/10)2 = 34/100
X
Y
X和Y同源区段
Y非同源区段（Y区）
X非同源区段（X区）
常染色体
A
a
B
D
拓展2:
XDY
XYB
XAYa
性染色体
性染色体上各区域基因型的准确书写
假设一：控制眼色的基因只在X染色体上
假设二：控制眼色的基因在 X、Y染色体同源区上
实验再现
事实上，摩尔根及其同事根据杂交实验的结果，在否定了外因、常染色体、Y染色体的可能外，还作出以下2种假设：
XWXW × XwY
XWXW × XwYw
假设一：
控制眼色的基因只在X染色体上
假设二：
控制眼色的基因在 X、Y染色体同源区上
P XWXW × XwY
F1
F2
P XWXW × XwYw
F1
F2
实验设计： 如何最终确定假设一是合理的， 假设二是不合理的
实验设计：白眼雌果蝇与纯合红眼雄果蝇的交配
子代： XWX w X w Y
假设二：控制白眼的基因在X、Y同源区段。
假设一：控制白眼的基因在X染色体上。
亲代：
白眼（雌） 红眼（雄）
X w X w
XWY W
红眼（雄）
红眼（雌）
×
子代： XWX w X w Y W
白眼（雌） 红眼（雄）
亲代：
X w X w
XWY
×
红眼（雌）
白眼（雄）
X w X w 隐性纯合子
摩尔根假说：控制白眼的基因（w）在X染色体上，Y染色体不含有它的等位基因。
XWXW
XwY
XWY
XWXw
测交1：F1雌 × 白眼雄
测交2：F1雄 × 白眼雌
XwY
XWXw
XWY
XwXw
摩尔根还设计了2个测交实验（F1×隐性性状）
测交结果与理论推测一致，完全符合，假说是合理的！摩尔根通过实验：将一个特定的基因和一条特定的染色体——X染色体联系起来，从而证明了基因在染色体上。