生物人教版（2019）必修2 2.2基因在染色体上（共38张ppt）

(共38张PPT)
2.2 基因在染色体上
1866年孟德尔发现了遗传的两大定律
1909年，约翰逊给“遗传因子”起了一个新名字叫做“基因”，人们意识到遗传因子（基因）是客观存在的
基因，你究竟在细胞的哪里呢？
【历史回顾】
【知识回顾】
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
你觉得这样替换有问题吗？
由此你联想到什么？
【知识回顾】
杂合子在形成配子时，等位基因的分离
减数第一次分裂时，同源染色体的分离
平行关系
孟德尔分离定律的核心
D d
D
d
减数分裂的核心
一、萨顿假说
　　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。
　　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
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。
一、萨顿假说
2.基因在体细胞成对存在，配子中只有其中一个
2.染色体在体细胞成对存在,配子中只有其中一条
孟德尔分离定律的核心
D d
D
d
减数分裂的核心
1.基因在杂交过程中保持完整性和独立性
1.染色体在配子形成和受精作用中有稳定的形态结构
一、萨顿假说
4.非等位基因在形成配子时自由组合
4.非同源染色体在减数第一次分裂后期自由组合
3.体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方
3.体细胞中同源染色体一条来自父方，一条来自母方
孟德尔分离定律的核心
D d
D
d
减数分裂的核心
孟德尔自由组合定律的核心
AaDd
AD
ad
Ad
aD
减数分裂的核心
基因在染色体上
请结合萨顿的假说内容，在图中的染色体上标注基因的符号（用D和d表示），解释孟德尔一对相对性状的杂交实验（图中染色体上的黑色短线代表基因的位置）。
D
D
d
d
D
d
D
d
D
d
D
d
D
D
D
d
D
d
d
d
【思考探究】
受精作用
受精卵
亲代
配子
子代
染色体行为
基因行为
DD
dd
D
d
Dd
Dd
受精作用
看不见的
染色体
基因在染色体上
推理
基因
看得见的
平行关系
高茎
矮茎
高茎
矮茎
方法:
类比推理法
一、萨顿假说
根据两个对象在某些属性上相同或相似，通过比较而推断出他们在其他属性上也相同的推理过程。
【知识链接】
类比推理法
笑话：
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。”
类比推理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。
二、基因位于染色体上的实验证据
正因为类比推理的非必然性，萨顿的假说遭到同时代的遗传学家摩尔根（T.H.Morgan)的强烈质疑。
我不相信孟德尔，更难以相信萨顿那家伙毫无事实根据的臆测！
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。
二、基因位于染色体上的实验证据
果蝇作为实验材料的优点：
①易饲养，繁殖快，后代数量多
②相对性状多且易于区分
③染色体数少（4对），易于观察
6+XY（雄）
6+XX（雌）
二、基因位于染色体上的实验证据
1909年起，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。摩尔根和他的学生在实验室里培养了许多野生型红眼果蝇，没发现其它眼色果蝇。1910年5月的一天，摩尔根在实验室中偶然发现一只白眼雄果蝇。
白眼性状是如何遗传的？
二、基因位于染色体上的实验证据
果蝇的杂交实验
P
F1
F2
红眼（雌、雄）
白眼（雄）
3/4
1/4
红眼
×
红眼（雌）
白眼（雄）
——假说-演绎法
（雌、雄交配）
观察现象，提出问题：
1.从摩尔根的杂交实验分析，果蝇红眼和白眼的遗传符合孟德尔的分离定律吗？
2.果蝇白眼性状的表现为什么与性别相关联？
符合
可能与性染色体有关系
二、基因位于染色体上的实验证据
与性别决定有关
果蝇的染色体组成
3对常染色体：
1对性染色体：
Ⅱ Ⅱ，Ⅲ Ⅲ，Ⅳ Ⅳ
雌性同型：ＸＸ
雄性异型：ＸＹ
常染色体：与性别决定无关的染色体。
性染色体：与性别决定有关的染色体。
二、基因位于染色体上的实验证据
性染色体
(1)非同源区段
①基因只存在于X染色体（Ⅱ2区段）上
②基因只存在Y（Ⅱ1区段）上
——伴Y遗传
——伴X遗传
Ｘ、Ｙ同源区段的基因是成对存在的。
(2)同源区段Ⅰ
基因的表示方法
如果基因在常染色体上:
如果基因在性染色体上:
DD、Dd、dd
先写性染色体后写基因
书写成：
常染色体
性染色体
A
A
A
a
a
a
或
或
AA
Aa
aa
书写成：
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
二、基因位于染色体上的实验证据
分析问题，提出假说
P
F1
F2
红眼（雌、雄）
白眼（雄）
3/4
1/4
红眼
×
红眼（雌）
白眼（雄）
（雌、雄交配）
控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因。
二、基因位于染色体上的实验证据
分析问题，提出假说
X染色体上的白眼基因w书写为：
Xw
红眼基因W书写为：
XW
雌果蝇基因型有：
XWXW（红眼）
XWXw（红眼）
XwXw（白眼）
雄果蝇基因型有：
XWY（红眼）
XwY（白眼）
二、基因位于染色体上的实验证据
分析问题，提出假说
P
F1
F2
红眼（雌、雄）
白眼（雄）
3/4
1/4
红眼
×
红眼（雌）
白眼（雄）
（雌、雄交配）
XWXW
×
XwY
XW
Y
Xw
XWY
XWXw
P:
F2:
F1:
配子:
Xw
XW
Y
XW
XWXW
XWXw
XWY
XwY
×
红眼（雌）
白眼（雄）
红眼（雌）
红眼（雄）
红眼♀
红眼♂
红眼♀
白眼♂
♂
♀
二、基因位于染色体上的实验证据
根据假说，演绎推理
如何选择测交的两个亲本？
F1的红眼雌果蝇（XWXw）与隐性纯合子（白眼雄果蝇XwY）测交。
测交
×
XWXw红眼（雌）
XwY白眼（雄）
XW
Xw
Y
Xw
配子
XWXw
XW Y
XwXw
XwY
测交后代
红眼雌:红眼雄:白眼雌:白眼雄 1 : 1: 1 : 1
——测交
二、基因位于染色体上的实验证据
实验验证，得出结论
摩尔根等人亲自做了该实验，实验结果如下：
与理论推测一致，完全符合假说，假说正确！
红眼雌性 红眼雄性 白眼雌性 白眼雄性
126 132 120 115
控制果蝇白眼的基因只位于X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因
结论：
基因在染色体上
三、基因在染色体上
[思考1]果蝇的体细胞有4对染色体，携带的基因有1.3万多个。人的体细胞有23对染色体，携带的基因有2.6万多个。以上现象说明什么结论？
一条染色体上应该有许多个基因
[思考3]一条染色体上应该有许多个基因，那基因在染色体上是如何排列的呢？
每种生物的基因数量，都要远远多于其染色体的数目。
基因在染色体上呈线性排列
1、图中有几对同源染色体
2、A和b、A和D是等位基因吗？
3、b和b属于等位基因吗？
4
不是；等位基因位于同一对同源染色体的相同位置。
不是；等位基因是要控制相对性状的。b和b为相同基因。
【课堂练习】
4、图中有几对同源染色体；几对等位基因；非等位基因可分为几种类型。
2
3
2
①同源染色体上的非等位基因
②非同源染色体上的非等位基因
四、孟德尔遗传规律的现代解释
d
B
B
a
A
D
等位基因
等位基因
非同源
染色体
非等位基因
相
同
基
因
同源
染色体
同源
染色体
1
2
3
4
等位基因：
同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因
四、孟德尔遗传规律的现代解释
孟德尔所说的一对遗传因子就是位于一对__________上的_______，不同对的遗传因子就是位于____________上的___________；
同源染色体
等位基因
非同源染色体
非等位基因
A
B
C
D
Y
y
R
r
A与B、C与D
同源染色体：
非同源染色体：
等位基因：
非等位基因：
A与C（D）、B与C（D）
Y与y、R与r
Y(y)与R(r)
四、孟德尔遗传规律的现代解释
A
a
a
A
等位基因随
同源染色体
的分开而分离
杂合子体细胞
配子
配子
在杂合体的细胞中，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，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立的随配子遗传给后代。
1．基因分离定律的实质：
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
位于同源染色体上同一位置，控制相对性状的基因。如,A和a
随同源染色体的分离而分离
（1）分离的对象：
（2）分离的原因：
（3）分离的时间：
减数分裂Ⅰ后期
【知识链接】
四、孟德尔遗传规律的现代解释
A
a
B
b
B
A
a
b
A
b
a
B
非同源染色体上的
非等位基因自由组合
杂合子体细胞
配子
配子
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
a
b
a
b
A
B
A
B
a
b
a
b
A
B
a
b
a
A
B
b
A
B
A
B
a
b
a
b
随非同源染色体的自由组合而自由组合。
减数分裂Ⅰ后期
A
A
b
b
a
a
B
B
或
【知识链接】
（1）自由组合的对象：
（2）自由组合的原因：
（3）自由组合的时间：
非同源染色体上的非等位基因
如图是某生物细胞内染色体和基因的分布图，①和②、③和④是两对同源染色体，请回答：
(1)图中属于等位基因的有 。
(2)图中非等位基因有_____________________________
。
(3)上述非等位基因中，能自由组合的是 。
(4)不考虑同源染色体非姐妹染色单体间的互换，该生物能产生 种配子，分别是 。
A与a、B与b、C与c
A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)、
A(或a)和B(或b)
A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)
ABC、ABc、abC、abc
4
【课堂练习】
四、孟德尔遗传规律的现代解释
3.人的体细胞中有23对染色体，其中1-22号是常染色体，23号是性染色体。现在已经发现多一条13号、18号或21号染色体的婴儿，都表现出严重的病症。据不完全调查，现在还未发现多一条（或几条）其他常染色体的婴儿。请你试着作出一些可能的解释。
四、孟德尔遗传规律的现代解释
减数第一次分裂
染色体复制
减数第二次分裂
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
1.减数分裂Ⅰ后期:同源染色体不分离
减数分裂Ⅰ异常，所有配子都不正常！！
A
a
B
b
四、孟德尔遗传规律的现代解释
减数第一次分裂
减数第二次分裂
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
2.减数分裂Ⅱ后期:着丝粒分裂后形成的两条子染色体移向同一个细胞。
减数分裂Ⅱ异常，一半配子不正常！！
染色体复制
A
a
B
b
果绳的红眼为伴性显性遗传，隐性性状为白眼，在下列杂交组合中，通过眼色即可直接判断子代果蝇性别的一组是（ ）
A.杂合红眼雌果蝇×红眼雄果蝇 B.白眼雌果蝇×红眼雄果蝇
C.杂合红眼雌果蝇×白眼雄果蝇 D.白眼雌果蝇×白眼雄果蝇
B
通过眼色直接判断子代果蝇的性别或证明基因只在X染色体上，
性染色体同型（XX）选择隐性
性染色体异型（XY）选择显性
2.预期结果（以XY性别决定生物为例）
①后代雄性个体都为隐性，雌性个体都为显性
②否则，位于常染色体上
【课堂练习】
1.思路：同隐×异显（亲本均纯合）
2.生物如果丢失或增加一条或几条染色体，就会出现严重疾病甚至死亡。但是在自然界，有些动植物的某些个体是由未受精的生殖细胞（如卵细胞）单独发育来的，如蜜蜂中的雄峰等。这些生物虽然体细胞中的染色体数目减少了一半，但它们仍能正常生活。你如何解释这一现象？
3.人的体细胞中有23对染色体，其中1-22号是常染色体，23号是性染色体。体现已经发现多一条13号、18号或21号染色体的婴儿，都表现出严重的病症。据不完全调查，现在还未发现多一条（或几条）其他常染色体的婴儿。请你试着作出一些可能的解释。
这些生物虽然体细胞中的染色体数目减少了一半，但它们仍具有一整套非同源染色体，这一套染色体携带着控制该种生物所有性状的一整套基因。
可能是发生这类变异后的受精卵不能发育，或胚胎旱期就死亡了。
【课堂练习】
萨顿
摩尔根
提出基因在染色体上的假说
实验证实基因在染色体上
性状由“遗传因子”决定
孟德尔
把“遗传因子”改为“基因”
约翰逊
【知识链接】