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(共41张PPT)

(共41张PPT)
基因在染色体上
第二章 第二节
1.萨顿的假说
1903年，美国科学家萨顿用蝗虫细胞作材料，研究精子和卵细胞的形成过程。
一.基因在染色体上
萨顿
体细胞
24条染色体
精子12条染色体
卵细胞
12条染色体
受精
体细胞
24条染色体
子代体细胞中的这24条染色体，按形态结构来分，两两成对，共12对，每对染色体中一条来自父方，一条来自母方。
1.萨顿的假说
　　萨顿发现孟德尔假设的一对遗传因子（即等位基因），其分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。
即染色体的行为和基因的行为高度一致
一.基因在染色体上
萨顿
基因行为
染色体行为
受精作用
受精卵
亲代
配子
子代
DD
dd
D
d
Dd
Dd
受精作用
看不见的
染色体
基因位于染色体上
推论（即假说）
基因
看得见的
平行关系
萨顿将基因与染色体的行为进行比较
1.萨顿的假说
一.基因在染色体上
类比--推理法
比较项目 基因的行为 染色体的行为
传递中的特点
存在形式 体细胞中
配子中
体细胞中的 来源
形成配子时的分配特点
在杂交过程保持完整性和独立性
在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构
成对
成对
只有成对的基因中的一个
只有成对的染色体中的一条
成对的基因一个来自父方，一个来自母方
同源染色体一条来自父
方，一条来自母方
等位基因分离
非等位基因自由组合
同源染色体分离
非同源染色体自由组合
基因与染色体的平行关系
1.萨顿的假说
一.基因在染色体上
（1）萨顿假说内容：
基因（遗传因子）是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；
（2）萨顿假说的依据：
基因和染色体的行为存在明显的平行关系；
1.萨顿的假说
一.基因在染色体上
（3）萨顿的科学方法：
类比--推理法
注意:
萨顿的假说得出的结论并不具有逻辑的必然性。其正确与否,还需要观察和实验的检验
　 加拿大外交官朗宁曾在竞选省议员时，由于他幼儿时期吃过中国奶妈的奶水一事，受到政敌的攻击，说他身上一定有中国血统。朗宁反驳说：“你们是喝牛奶长大的，你们身上一定有牛的血统了。”
1.萨顿的假说
一.基因在染色体上
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。
2.基因位于染色体上的实验证据
一.基因在染色体上
美国生物学家摩尔根曾经明确表示过不相信孟德尔的遗传理论， 对萨顿的基因位于染色体上的学说更持怀疑态度，认为这是主观的臆测，缺少实验证据。
设计的实验反而证明孟德尔的正确，还为“基因在染色体上”提供了证据。尽管心塞，但坚持“实验至上”的摩尔根立马摈弃之前的偏见，从此对孟德尔“黑转粉”
1.易饲养
2.繁殖快、后代比较多
“材料选对了就等于实验成功了一半”
1.易饲养
2.繁殖快、后代比较多
3.果蝇体细胞中染色体数少且形态有明显差别
与性别决定有关
雌雄果蝇的染色体组成
常染色体：
性染色体：
３对：ⅡⅡ，Ⅲ　Ⅲ，Ⅳ　Ⅳ
雌性同型：ＸＸ
雄性异型：ＸＹ
（1）实验材料
一.基因在染色体上
同一时期，一些生物学家已经在一些昆虫的细胞中发现了性染色体。
1.易饲养
2.繁殖快、后代比较多
3.果蝇体细胞中染色体数少且形态有明显差别
4.有易于区分的性状
红眼果蝇
朱红眼果蝇
白眼果
野生型
突变型
突变型
突变型：墨黑眼
突变型：棒眼
突变型：卷翅
突变型：残翅
突变型：短翅
突变型：黄体
第一个是1933年，颁给了果蝇的开山祖师摩尔根；
第二个是1946年，颁给了摩尔根的学生赫尔曼·穆勒，他发现了X射线对果蝇的突变效应；
第三个是1995年，颁给了三位果蝇发育基因的研究者；
第四个是2011年，颁给了果蝇免疫系统的Toll相关基因；
第五个是2017年，医学或生理学奖的果蝇生物钟。
果蝇的“过人之处”：果蝇与诺贝尔奖
（1）实验材料
一.基因在染色体上
雌性体长约2.5mm，雄性稍短。可显微观察。
易错点：不要误认为所有真核生物均有性染色体
只有具性别分化（雌雄异体）的生物才有性染色体之分，如下生物无性染色体：
①所有无性别之分的生物（如酵母菌等）均无性染色体。
②虽有性别之分，但雌雄同株（或雌雄同体）的生物均无性染色体，如玉米、水稻、蚯蚓等。
所有真核生物都有性染色体吗？
（1）实验材料
2.基因位于染色体上的实验证据
一.基因在染色体上
易错点：不要误认为性别都是由性染色体来决定的
性别主要由性染色体决定，除此以外，有些生物性别的决定还与受精与否、基因的差别以及环境条件的影响有关系。如蜜蜂和龟等。
性别都是由性染色体来决定的吗？
（1）实验材料
2.基因位于染色体上的实验证据
一.基因在染色体上
易错点：配子中有性染色体吗？
体细胞中的性染色体成双，配子中性染色体成单
性别受性染色体控制而与性染色体上的基因无关吗？
性别主要是由性染色体上的某些（不是全部）基因决定的
常染色体
性染色体
A
A
A
a
a
a
AA
Aa
aa
X Y
E
X Y
e
X X
E
e
X X
E
E
X X
e
e
X
Y
E
e
E
e
E
E
e
e
X
Y
X
X
X
X
X
X
染色体上基因的书写方式
性染色体上基因须将性染色体及其上基因一同写出
科学方法
假说-演绎法
基因
在染色体上
果蝇的红眼与白眼
（2）研究过程：假说-演绎法
2.基因位于染色体上的实验证据
一.基因在染色体上
①杂交实验——观察实验，发现问题
F2
3 : 1
白眼果蝇都是雄的。如何解释？
红 (2雌：1雄)
F1
白(雄)
显性性状
是否符合孟德尔遗传定律？
符合
白眼性状的表现总是与性别相联系
P
×
红眼
（雌、雄）
果蝇杂交实验过程及结果
①杂交实验
:观察实验，发现问题
？
在F2中，摩尔根发现了什么现象？
红眼
F1雌雄交配
×
与性别决定有关
雌雄果蝇的染色体组成
雄性异型：ＸＹ
2.提出假说
一.基因在染色体上
雌性同型：ＸＸ
假设二：控制眼色的基因位于X染色体的非同源区段
假设一：控制眼色的基因位于Y染色体的非同源区段
假设三：控制眼色的基因位于X和Y染色体的同源区段
X
根据这些已有的知识，摩尔根提出了怎样的假说
若用w表示控制眼睛颜色的基因，红眼W,白眼w.
提出假说:
——假设二：控制眼色的基因位于X染色体的非同源区段
XWXW XwY
P
×
配子
F1
XW
Y
Xw
XWXw XWY
②对现象的解释———
提出假说，解释问题
F2
F1
×
XWXw XWY
XWXW XWXw XWY Xw Y
XW Xw
Y
XW
配子
②对现象的解释
--------提出假说解释问题
根据这些已有的知识，摩尔根提出了怎样的假说
若用w表示控制眼睛颜色的基因，红眼W,白眼w.
提出假说:
——假设三：控制眼色的基因位于X和Y染色体的同源区段
XWXW XwYw
P
×
配子
F1
XW
Yw
Xw
XWXw XWYw
②对现象的解释———
提出假说，解释问题
F2
F1
×
XWXw XWYw
XWXW XWXw XWYw Xw Yw
XW Xw
Yw
XW
配子
②对现象的解释
--------提出假说解释问题
配子
测交后代:
1 ： 1 : 1 : 1
测交
③设计实验
验证假说二
Xw
XW
Xw
实际实验结果：
与理论推测一致，完全符合假说二，假说正确！
红眼（雌） 白眼（雄）
×
测交实验
雌红眼
雌白眼
——演绎推理
实验验证
Y
雄红眼
雄白眼
XWXw
Xw Y
XWXw
XWY
XwXw
XwY
配子
测交后代:
1 ： 1 : 1 : 1
测交
③设计实验
验证假说三
Xw
XW
Xw
实际实验结果：
与理论推测一致，完全符合假说三，假说正确！
红眼（雌） 白眼（雄）
×
测交实验
雌红眼
雌白眼
——演绎推理
实验验证
Yw
雄红眼
雄白眼
XWXw
Xw Y
XWXw
XWYw
XwXw
XwYw
到底是假说二还是假说三？
最大的差异体现在Y染色体上是否存在控制眼色的等位基因
别忘了还有反交！！正交反交是为了排除性别的影响
白眼（雌） 红眼（雄）
×
XwXw
XWY
XWXw
XwY
雌红眼
雄白眼
1 ： 1
XwXw
×
XWYW
白眼（雌）
红眼（雄）
XWXw
XwYW
（全为红色果蝇，无白色果蝇）
假说二
假说三
实际结果与假说二一致！！
摩尔根通过实验，将一个特定的基因（控制白眼的基因w）和一条特定的染色体（X染色体）联系起来，从而用实验证明了：基因在染色体上。
w
④基因在染色体上——总结归纳，提出定律
果蝇有4对染色体，携带的基因大约有1.3万个；人有23对染色体，携带的基因大约有2.6万。基因与染色体可能有怎样的对应关系呢？
摩尔根和他的学生们经过十多年的努力，发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法(三点测交法)，并绘出了第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置图，说明基因在染色体上呈线性排列。没有重复、倒退、分枝！
3.基因与染色体的关系
一.基因在染色体上
一条染色体上应该有许多个基因
孟德尔所说的一对遗传因子：
二.孟德尔遗传规律的现代解释
就是位于一对同源染色体的一对等位基因
孟德尔所说的不同对的遗传因子：
就是位于一对非同源染色体的一对非等位基因
决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合
核心内容：
注意：不是同源染色体上的非等位基因
D
d
1
2
D
d
1
2
D
d
D
1
D
d
2
d
d
D
D
d
二.孟德尔遗传规律的现代解释
1、分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定独立性；在减数分裂形成配子时，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，独立地随配子传给后代。
A
a
精原细胞
初级精母细胞
A
a
A
a
次级精母细胞
A
A
a
a
A
a
A
a
精细胞
等位基因分离过程：
（1）等位基因的概念：
位于同源染色体上同一位置，控制相对性状的基因。
A和a
注意：A和A、a和a叫做相同基因
（2）等位基因分离的原因：
随同源染色体的分离而分离
（3）等位基因分离的时间：
减数分裂Ⅰ后期
二.孟德尔遗传规律的现代解释
2、基因自由组合定律的实质：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。
二.孟德尔遗传规律的现代解释
孟德尔遗传定律的实质
基因分离定律的实质是：
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 ， 时， 会随着 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。
基因自由组合定律的实质是：位于 上 的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中， 上的 分离的同时， 上的 自自由组合。
减数分裂形成配子
同源染色体
等位基因
非同源染色体
非等位基因
同源染色体
等位基因
非同源染色体
非等位基因
独立性
1．果蝇某一条染色体上有许多基因（如图所示），下列有关说法正确的是（　　）
A．白眼基因与深红眼基因是控制果蝇眼色的一对等位基因
B．控制果蝇白眼和朱红眼的基因在减数分裂时可发生分离
C．该染色体上的所有基因都呈线性排列
D．该染色体上基因控制的性状一定会在后代中同时显现
C
练习
例2.
基因型为AaXBY的小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生一个不含性染色体的AA型配子。等位基因A、a位于2号染色体上。下列关于染色体未分离时期的分析，正确的是(　　)
①2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离
②2号染色体可能在减数第一次分裂时未分离
③性染色体可能在减数第二次分裂时未分离
④性染色体一定在减数第一次分裂时未分离
A.①③　　B.①④　　C.②③　　D.②④
A
一、概念检测
1.基于对同源染色体和非同源染色体上相关基因的理解，判断下列相关表述是否正确。
(1)位于一对同源染色体上相同位置的基因控制同一种性状。( )
(2)非等位基因都位于非同源染色体上。( )
√
×
练习与应用P32
一、概念检测
2.基因主要位于染色体上，下列关于基因和染色体关系的表述，错误的是( )
A.染色体是基因的主要载体
B.染色体就是由基因组成的
C.一条染色体上有多个基因
D.基因在染色体上呈线性排列
B
练习与应用P32
一、概念检测
3.基因和染色体的行为存在平行关系。下列相关表述，错误的是( )
A.复制的两个基因随染色单体分开而分开
B.同源染色体分离时，等位基因也随之分离
C.非同源染色体数量越多，非等位基因组合的种类也越多
D.非同源染色体自由组合，使所有非等位基因也自由组合
D
练习与应用P32
小结
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：
基因在染色体上的证据(现象→假说→推理→验证→结论)
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