生物人教版2019必修2 2.2 基因在染色体上（共39张ppt）

(共39张PPT)
2.2 基因在染色体上
本节聚焦
科学家发现基因与染色体有哪些平行关系？
摩尔根如何证明基因位于染色体上？摩尔根的果蝇杂交实验给我们哪些启示？
怎样从基因和染色体的层面解释孟德尔遗传规律？
温故知新：
1、减数分裂中，染色体减半的原因？
2、同源染色体分离的同时，非同源染色体会有怎样的行为？
3、你还记得孟德尔的两大定律吗？
4、依据减数分裂的过程，试着将遗传定律中的遗传因子换成染色体再念一遍！
1.在生物体细胞中，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。
染色体
同源染色体
同源染色体
2.控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，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。
孟德尔两大遗传定律
染色体
同源染色体
非同源染色体
（替换）
早在1903年，萨顿发现孟德尔假设的一对遗传因子，也就是等位基因，它们的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似！
1903年
萨顿的推论
一.萨顿的假说
萨顿由此推论：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！
推论的依据
基因和染色体的行为存在着明显的平行关系
项目 基因行为 染色体行为
染色体在配子形成和受精过程中,具有相对稳定的形态结构。
在体细胞中染色体成对存在。 在配子中成对的染色体只有一条。
体细胞中成对的染色体也是一个来自父方,一个来自母方。
非同源染色体在减数第一次分裂后期是自由组合的。
基因在杂交过程中保持完整性和独立性。
在体细胞中基因成对存在。在配子中成对的基因只有一个。
体细胞中成对的基因一个来自父方,一个来自母方。
非等位基因在形成配子时自由组合。
独立性
在细胞中的存在方式
体细胞中的来源
形成配子时的行为
类比:基因和染色体之间具有平行关系
基因和染色体的行为存在着明显的平行关系
推理：基因在染色体上
看不见
染色体
基因
看得见
D d
D
d
类比推理
研究方法：
类比推理法
据科学史上的记载，物理学家曾经将光和声这两类现象进行比较。
性 质
声 直线传播 反射 折射 有波动性
光 直线传播 反射 折射
也可能有波动性
×
减数
分裂
受 精
减数
分裂
高 茎
减数
分裂
高 茎
高 茎
高 茎
矮 茎
P
配子
F1
F1配子
d d
D D
d
D
D d
d
D
D
d
D d
D d
d d
D D
高茎
矮茎
F2
思考讨论
类比推理有科学的必然性么？
请你在图中的染色体上标注基因符号，解释孟德尔一对相对性状的杂交实验。
正因为类比推理的非必然性。美国生物学家
摩尔根对萨顿的假说持怀疑态度！
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。
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
二.基因位于染色体上的实验证据
证据寻找之路… …选什么材料来研究呢？
阅读课本P30相关信息，归纳果蝇作为遗传学实验材料的优点？
二.基因位于染色体上的实验证据
②繁殖快
二.基因位于染色体上的实验证据
1.果蝇的优点：
①易饲养
③具有多对易于区分的相对性状
长翅
残翅
④染色体数目少（4对），便于观察
1910年5月的一天，在摩尔根的实验室中诞生了一只白眼的雄性果蝇，而它的兄弟姐妹的眼睛都是红色的。这是一只变异个体，他成为科学史上著名的动物!
意外的发现… …
突变不是稀罕事，而这个白眼果蝇的突变对于遗传学的研究却极为重要，它有什么特殊的地方呢？
P
F1
F2
×
红眼（雌、雄）
3/4
1/4
白眼（雄）
红眼(雌.雄)
×
1.哪个眼色是显性？
2.是否符合孟德尔分离定律？
3.白眼性状始终与性别联系，如何解释？
二.基因位于染色体上的实验证据
2.果蝇杂交实验
红雌
白雄
果蝇染色体组成模式图（P31图2-9）
♀
卵细胞中染色体组成？
精子中染色体组成？
常染色体
性染色体
３对：Ⅱ、Ⅱ，Ⅲ、Ⅲ，Ⅳ、Ⅳ
雄性异型：Ｘ、Ｙ
雌性同型：Ｘ、Ｘ
背景知识
背景知识
果蝇异型的性染色体结构模式图
同源区段：Ⅱ
X、Y同源区段的基因是成对存在的。
非同源区段：Ⅰ和Ⅲ
①基因只存在于X染色体（Ⅰ区段）上
②基因只存在于Y染色体（Ⅲ区段）上
雌果蝇种类：
红眼（ＸＷＸＷ）
红眼（ＸＷＸw）
白眼（ＸWＸW）
雄果蝇种类：
红眼（ＸＷＹ）
白眼（ＸwＹ）
经过推理想象，提出假说:
——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
注：
常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上( 例DD、dd)，而性染色体上的基因需标明（性染色体要大写）
XWXW红眼（雌）
XwY白眼（雄）
XW
Xw
Y
×
P
配子
F1
XWXw红眼（雌）
XWY红眼（雄）
XW Y
XW XWXW红眼（雌） XWY红眼（雄）
Xw XWXw红眼（雌） XwY白眼（雄）
F2
摩尔根提出的假说，就一定正确吗？
根据假说，对杂交实验现象的解释（分析图解）：
验证方法？
XWXw × XwY
XWX w
XwY
F1：
P：
配子：
红眼（雌） 白眼（雄）
XW Xw
Xw
Y
XwXw
XWY
红雌
白雌
红雄
白雄
测交方案
你能利用现有材料，设计测交实验吗？
1： 1： 1： 1
摩尔根等人亲自做了测交实验，实验结果如下：
红眼雌蝇 126
白眼雌蝇 120
红眼雄蝇 132
白眼雄蝇 135
得出结论：
假说正确，基因在染色体上。
摩尔根运用的研究方法———
假说—演绎法
假说----演绎法
观察现象，发现问题
大胆想象，提出假说
设计实验，演绎推理
实验验证，得出结论
为什么白眼性状，总是与性别相关联？
控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含它的等位基因。
设计测交实验，预测实验结果。
实验结果与预测符合，
假说正确。
比较类比推理和假说演绎法
即时巩固
摩尔根研究白眼雄果蝇基因的显隐性及其在染色体的位置时：经历了若干过程，其中：
①白眼性状是如何遗传的，是否与性别有关；
②白眼由隐性基因控制，仅位于X染色体上；
③对F1红眼雌果蝇进行测交。
上面三个叙述中（　　）
A、①为假说，②为推论，③为实验
B、①为观察，②为假说，③为推论
C、①为问题，②为假说，③为实验
D、①为推论，②为假说，③为实验
C
已经发现了基因和染色体具有平行关系，并且证明了基因在染色体上，那么基因是怎么存在于染色体上的呢？
果蝇被人们研究过的基因就达数百个，体细胞内却只有4对染色体；
人的体细胞中有23对染色体，却有大约2.6万个基因，这些都说明：
一条染色体上应该有许多个基因。
摩尔根的连锁图
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——荧光标记法
一条染色体上有 基因
基因在染色体上呈 排列
即时巩固
根据萨顿的推论以及摩尔根的基因连锁图，下列说法不正确的是（ ）
A.基因由染色体携带着从亲代传递给子代
B.果蝇的4对同源染色体上含有的基因可以同时来自父方，也可以同时来自母方
C.减数分裂过程中，等位基因会随着染色体的分开而分离
D.减数分裂过程中，非等位基因不一定都可以自由组合
B
三.孟德尔遗传规律的现代解释
根据所学的知识，补充和完善遗传规律
1903年
1860年
1909年
三.孟德尔遗传规律的现代解释
1.基因的分离定律的实质:在_______的细胞中,位于一对 __________上的_____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。
2.基因的自由组合定律的实质:位于____________上的__________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,_____________上的___________自由组合。
三.孟德尔遗传规律的现代解释
等位基因随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中。
a a
a
a
A
A
A A
A Aa a
基因分离定律的实质
Y Yy y
R Rr r
Y Y
r r
y y
R R
Y Y
R R
y y
r r
R
R
Y
Y
R
R
y
y
r
r
Y
Y
r
r
y
y
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
基因自由组合定律的实质
科学家摩尔根用纯种灰身长翅果蝇与纯种黑身残翅果蝇交配，所获子代（F1）全部为灰身长翅，请你运用一种最简便的方法来判断果蝇的灰身和黑身、长翅和残翅的遗传是否遵循基因的分离与自由组合定律．
试验方法：可通过测交来验证，即用F1果蝇与黑色残翅果蝇测交，统计后代各种表现型的比例．
结果预测：若测交后代出现四种表现型，且灰身长翅：灰身残翅：黑身长翅：黑身残翅=1：1：1：1，则这两对相对性状的遗传遵循基因的自由组合定律．否则不遵循．
那么，是否所有的遗传现象都会遵循基因分离与自由组合定律呢？
摩尔根用F1雄蝇与双隐性黑身残翅雌蝇进行测交。 发现子代 灰身长翅 ：黑身残翅 =1 ： 1 。来自亲本的两个性状完全紧密地连锁在一起传递给后代。
指两个或两个以上基因位于同一染色体上，在遗传时趋向连锁在一起的现象。
完全连锁遗传:
如果用F1雌蝇与双隐性黑身残翅雄蝇进行测交。 （♀ AaBb × aabb ♂ ）
子代表现型为：灰长， 灰残，黑长，黑残
并且：亲本类型灰长、黑残占81.94%
重组类型灰残、占黑长18.06%
不完全连锁遗传:
指在连锁遗传的同时，由于交叉互换表现出性状的交换和重组的现象。
解释：在连锁遗传的同时，因为同源染色体中的非姐妹染色单体的交叉互换，形成4种配子，产生4种表现型。
但由于交叉的几率较小所以其比例不为1：1：1：1，而是亲本组合较多，重组类型较少。
摩尔根的基因连锁互换定律
遗传学第三定律
在进行减数分裂形成配子时，位于同一条染色体上的不同基因，常常连在一起进入配子；在减数分裂形成四分体时，位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换，因而产生了基因的重组。
基因的连锁和交换定律的实质是：
这与孟德尔的定律矛盾吗？
基因的分离定律--------等位基因的遗传规律
基因的自由组合定律--------非同源染色体上的非等位基因的遗传规律
基因的连锁互换定律--------同源染色体上的非等位基因的遗传规律
XWXW红眼（雌）
XwY白眼（雄）
XW
Xw
Y
×
P
配子
F1
XWXw红眼（雌）
XWY红眼（雄）
XW Y
XW XWXW红眼（雌） XWY红眼（雄）
Xw XWXw红眼（雌） XwY白眼（雄）
F2
1.摩尔根为何“草率”的判定控制眼色的
基因在Ⅰ区段？还有其他哪些可能呢？
拓展：基因位置的判断
2.如何排除Ⅱ和Ⅲ区段的可能呢？
3.如何区分XWY和XWYW？
a.若子代雌雄全为显性，则基因位于同源区段
b.若子代雌性个体为显性，雄性个体为隐性，则基因只位于X染色体上
拓展：基因位置的判断
1.探究基因是位于X,Y染色体的同源区段，还是只位于X染色体上
实验设计方案：
纯合隐性雌×纯合显性雄杂交
XWXw × XwY
XWX w
XwY
F1：
P：
配子：
红眼（雌） 白眼（雄）
XW Xw
Xw
Y
XwXw
XWY
红雌
白雌
红雄
白雄
测交方案
还记得这个测交实验吗？如果控制眼色的基因位于常染色体上，请重新画出测交方案，并预测一下实验结果
1： 1： 1： 1
拓展：基因位置的判断
2.探究基因是位于常染色体，还是位于X染色体上
实验设计方案：
a.若雌性子代全为显性，雄性子代全为隐性，则基因位于X染色体上
b.若雌性子代中出现隐性或雄性子代中出现显性，则基因位于常染色体上
隐性雌×显性雄
另：若未知显隐性关系，可设置正反交杂交实验
即时巩固
果蝇的红眼对白眼为显性性状，且控制该性状的一对基因位于X染色体上，下列杂交组合中，通过眼色就可以直接判断果蝇性别的是（ ）
A.白眼雄蝇与红眼雌蝇杂交
B.白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交
C.红眼雌蝇与红眼雄蝇杂交
D.白眼雌蝇与白眼雄蝇杂交
B
课堂小结
萨顿的假说
基因位于染色体上
摩尔根证明基因位于染色体上
方法：假说-演绎法
基因和染色体关系
技术：荧光标记法
孟德尔遗传规律的现代解释
基因的分离定律实质
基因的自由组合定律实质