2.2 基因在染色体上课件2021-2022学年高一下学期生物人教版必修2(共29张PPT)

(共29张PPT)
第2节 基因在染色体上
主备人：彭榜元
尝试用假说演绎法分析萨顿的假说和摩尔根的果蝇杂交实验。
通过画图或操作学具模型，应用基因和染色体关系的知识，解释孟德尔遗传规律的实质。
通过感悟和体验摩尔根等科学家对孟德尔遗传规律的“怀疑-认同”，形成敢于质疑、勇于否定自我的科学精神。
人有46条染色体，但是旨在揭示人类基因组遗传信息的人类基因组计划却只测定人的24条染色体的DNA序列。
讨论：
1. 对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测哪些染色体？
2. 为什么不测定全部46条染色体？
任务一：萨顿的假说
用蝗虫作材料，研究精子和卵细胞的形成过程，发现孟德尔定律中等位基因的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似（发现问题）。
基因和染色体行为变化的比较
项目 基因行为 染色体行为
传递中的性质
体细胞中的存在形式
配子中的存在形式
体细胞中的来源
形成配子时的组合方式
杂交过程中保持
完整性和独立性
在减数分裂和受精
作用中保持稳定性
成对
成对
成单
成单
一个来自父方，
另一个来自母方
一条来自父方，
另一条来自母方
自由组合
非同源染色体自由组合
说明：基因和染色体的行为存在着明显的平行关系（假说依据）。
任务一：萨顿的假说
萨顿的推论（假说内容）：
基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代，也就是说基因位于染色体上。
请你在图中标注基因符号，解释孟德尔一对相对性状的杂交实验。
高
茎
矮
茎
减数
分裂
减数
分裂
受
精
高
茎
减数
分裂
高
茎
矮
茎
高
茎
高
茎
F1配子
F1
配子
P
分析减数分裂中基因和染色体的关系
×
DD
dd
d
D
Dd
d
D
D
d
DD
Dd
dd
Dd
任务二：基因位于染色体上的实验证据
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到底有什么关系！
摩尔根（T.H.Morgan）
（1）实验材料——果蝇的优点
①易饲养；
②繁殖快（培养周期短）；
③后代个体多；
④成本低；
⑤染色体数目少，便于观察；
⑥有许多易于区分的相对性状。
F1全是红眼说明：
白眼对红眼是隐性 性状。
F2中红眼和白眼的数量比是3：1说明：红眼和白眼这对相对性状的遗传符合分离定律，受一对等位基因控制 。
新发现：白眼性状的表现，总是与性别相关联 。
白眼性状的表现，总是与性别相关联
（2）实验过程：
P
F1
F2
×
红眼（雌）
白眼（雄）
F1
雌雄交配
红眼（雌、雄）
3/4
白红眼（雄）
1/4
白眼对红眼是隐性性状
红眼和白眼这对相对性状的遗传符合分离定律，受一对等 位基因控制
果蝇的性染色体
假如控制眼色的基因位于性染色体上，存在哪些可能呢？
非同源区段
非同源区段
同源区段
果蝇的性染色体
假如控制眼色的基因位于性染色体上，存在哪些可能呢？
①控制白眼的基因只在Y染色体上。
②控制白眼的基因是在X、Y染色体的
同源区段。
③控制白眼的基因在X染色体上，而Y
上不含有它的等位基因。
讨论：若用w表示控制眼睛颜色的基因，红眼W,白眼w，则白眼雄果蝇的基因型为：① ② ③11111111111
非同源区段
非同源区段
同源区段
XYw
XwYw
XwY
P
F1
F2
×
红眼（雌）
白眼（雄）
F1
雌雄交配
红眼（雌、雄）
3/4
白眼（雄）
1/4
P
F1
F2
XWXW
XwY
配子
XW
Xw
Y
XWXw
XWY
配子
XW
Xw
Y
XW
XWXW
XWXw
XWY
XwY
红眼（雌、雄）
3/4
白眼（雄）
1/4
（3）解释现象
测交
结果
测交
后代
（4）演绎推理——测交
讨论：摩尔根是如何设计测交实验的？有几种可能？画出遗传图解。
①用子一代的雌性个体进行测交 ②用子一代的雄性个体进行测交
红眼（♀）
白眼（雄）
×
测交
后代
红♀
白♀
红♂
白♂
测交
结果
1：1：1：1
红眼（♂）
白眼（♀）
×
白♀
红♂
1：1
用白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交，通过眼睛颜色可判断子代果蝇的性别；用白眼雄果蝇和红眼雌果蝇杂交，通过眼睛颜色却不能判断子代果蝇的性别，这是为什么？用其他杂交组合，能否通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别呢？
【答案】红眼雌果蝇的基因型有XWXW和XWXw两种类型，白眼雄果蝇的基因型为XwY。如果基因型为XWXW的红眼雌果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交，则子一代无论雌雄，全部为红眼； 如果基因型为XWXw的红眼雌果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交，那么子代雌果蝇和子代雄果蝇都是既有红眼，也有白眼，因此无法通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。
（5）实验验证、得出结论
摩尔根等人的工作，把一个特定的基因和一条特定的染色体——X染色体联系起来，从而用实验证明了基因在染色体上。
事实证明，孟德尔是正确的，我坚定地支持他！
摩尔根（T.H.Morgan）
嗯，我很满意！
摩尔根的实验：
假说—演绎法
提出问题
白眼性状的表现总是与性别相联系
作出假设
控制白眼基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因
演绎推理
设计测交实验
实验验证
测交实验验证
得出结论
基因在染色体上
果蝇有4对染色体，携带的基因大约有1.5万个。人有23对 染色体，携带的基因大约有3.5万个。基因与染色体在数量上还存在什么关系？
【答】
一条染色体上有许多个基因；
基因在染色体上呈线性排列。
果蝇X染色体上一些基因的示意图
任务三：孟德尔遗传规律的现代解释
（1）遗传因子的现代解释：
一对遗传因子 一对同源染色体上的等位基因
不同对的遗传因子 非同源染色体上的非等位基因
A
a
B
B
c
C
D
d
等位基因有：A和a、C和c、D和d；
非同源染色体上的非等位基因如：
A和C、A和D、 A和a等。
A和a、C和c、D和d
A和C、A和D、A和a
（2）基因的分离定律的实质：
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，独立地随配子遗传给后代。
分离定律与减数分裂
发生的时间：减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
（3）基因的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。
自由组合定律与减数分裂
发生的时间：减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
减数分裂Ⅱ
减数分裂Ⅰ
基因在染色体上
萨顿的假说
内容：基因在染色体上
依据：基因和染色体存在着明显的平行关系
基因位于染色体上的实验证据
科学方法：假说演绎法
证据：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
分离定律的实质：等位基因随同源染色体的分开而分离
自由组合定律的实质：非同源染色体上的非等位基因自由组合
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。（ ）
×
√
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
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
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，如蜜蜂中的雄蜂等。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？
【答案】这些生物的体细胞中的染色体数目虽然减少了一半，但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。
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。
【提示】人的体细胞中染色体数目的变异，会严重影响生殖、发育等各种生命活动，未发现其他常染色体数目变异的婴儿，很可能是发生这类变异后的受精卵不能发育，或发育至胚胎早期就死亡了的缘故。