生物人教版（2019）必修2 2.2基因在染色体上（共33张ppt）

(共33张PPT)
2.2 基因在染色体上
课程导入
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，为什么要测染色体上的DNA序列，基因与染色体有什么关系？为什么首先要确定测哪些染色体？
2. 为什么只测定24条染色体，不测定全部46条染色体呢
复习巩固
一、孟德尔定律
高茎
Dd
配子
D
d
分离定律
在形成配子时，决定同一性状的等位基因彼此分离，控制不同性状的非等位基因自由组合。
自由组合定律
黄色圆粒
YyRr
YR
Yr
yR
yr
减数分裂Ⅰ后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合
复习巩固
二、减数分裂
思考
同源染色体彼此分离
等位基因彼此分离
非同源染色体的自由组合
非等位基因自由组合
这是一种巧合吗？
萨顿的假说
萨顿（W.Sutton，1877-1916）
萨顿用蝗虫作材料，研究精子和卵细胞的形成过程，发现孟德尔定律中基因的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。
萨顿的假说
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
萨顿的假说
两对等位基因
配子
配子
YyRr
YR
Yr
yR
yr
染色体行为
基因行为
萨顿的假说
基因 染色体
传递中的性质 在杂交过程中保存 和 在配子形成和受精过程中，也有
体细胞和配子中的存在形式 在体细胞中 ，在配子中只有成对基因中的 在体细胞中 ，在配子中只有成对染色体中的
在体细胞中的来源 体细胞中成对的基因 体细胞中成对的染色体
形成配子时的组合方式 在形成配子时 在减数第一次分裂后期也是
基因和染色体间的平行关系
完整性
独立性
相对稳定的形态结构
成对存在
一个
成对存在
一条
一个来自父方，一个来自母方
一条来自父方，一条来自母方
非等位基因
自由组合
非同源染色体
自由组合
萨顿的假说
依据：基因和染色体的行为存在着明显的平行关系
推论：基因（遗传因子）是由染色体携带着从亲本传递给下一代，即基因在染色体上。
方法：类比推理
基因在染色体上
C c
C
c
推 理
类比推理是指由两个或两类对象在某些属性上相同的现象，推断出它们在另外的属性上也相同的一种推理方法。
萨顿的假说
根据萨顿的假说在图中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（图中染色体上的黑色横线代表基因的位置）。
高 茎
高 茎
矮 茎
高 茎
D d
D D
d d
D d
d d
×
减数
分裂
受 精
减数
分裂
高 茎
减数
分裂
P
配子
F1
F1配子
高茎
矮茎
F2
d
D
d
D
D D
D
D d
d
解决问题
讨论：
1. 对人类基因组进行测序，为什么要测染色体上的DNA序列，基因与染色体有什么关系？为什么首先要确定测哪些染色体？
2. 为什么只测定24条染色体，不测定全部46条染色体呢
1. 因为基因位于染色体上，想要测定某个基因的序列，首先要知道该基因位于哪条染色体上。
2. 在常染色体上，每对同源染色体上分布的基因是相同的或等位基因，所以每对只测序1条即可；而性染色体X和Y的差别很大，两条性染色体都要测序，因此测定22条常染色体和两条性染色体，共24条。
练习
1. 下列各项中，不能说明基因和染色体行为存在平行关系的是(　　)
A. 基因和染色体在生殖过程中的完整性和独立性
B. 体细胞中基因、染色体成对存在，配子中二者都是成单存在的
C. 体细胞中成对的基因、同源染色体都是一个来自母方，一个来自父方
D. 等位基因分离，非同源染色体自由组合
D
练习
2. 基于对同源染色体和非同源染色体上相关基因的理解，判断相关表述正确的是（ ）
A. 位于一对同源染色体上相同位置的基因控制同一种性状
B. 非等位基因都位于非同源染色体上
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. 同源染色体上相同位置的基因都是等位基因
A
练习
3. 下列关于基因和染色体关系的叙述，正确的是（ ）
A. 真核细胞中所有的基因都位于染色体上
B. 非等位基因都位于非同源染色体上
C. 基因和染色体的行为存在着明显的平行关系
D. 伴随着雌雄配子的自由结合，非同源染色体也自由组合
C
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。”
基因真的位于染色体上吗？
注意:
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。
基因位于染色体上的实验证据
摩尔根（T. H. Morgan，1866-1945）
我更相信的是实验证据，我要通过确凿的实验找到遗传因子和染色体的关系！
类比推理具有非必然性，萨顿的假说遭到同时代的遗传学家摩尔根的强烈质疑。
摩尔根（T. H. Morgan，1866-1945）
4. 设计实验，验证假说
5. 分析结果，得出结论
1. 观察现象，发现问题
2. 推理想象，作出假说
假说
演
绎
法
3. 演绎推理，解释假说
基因位于染色体上的实验证据
基因位于染色体上的实验证据
在自然环境中，野生型果蝇（纯合子）的眼睛颜色都是红色的。1910年，摩尔根非常意外地发现了一只眼睛为白色的雄性果蝇。
显然它是一个变异体，敏锐的摩尔根抓住这条线索，从而敲开了基因研究世界的大门！
基因位于染色体上的实验证据
一、果蝇作为实验材料的主要优点：
1. 易饲养、繁殖快。
2. 后代多，易于统计。10多天就繁殖一代，一只雌果蝇一生能产生几百个后代。
3. 有众多容易区分的相对性状。
野生型
棒眼
截翅
翅退化
卷腹
残翅
卷翅
双胸型
展翅
基因位于染色体上的实验证据
基因位于染色体上的实验证据
4. 果蝇染色体数量少
黑腹果蝇体细胞中只有四对染色体，其中一对为决定性别的性染色体，分别为X和Y。
雌雄果蝇体细胞染色体示意图
基因位于染色体上的实验证据
二、果蝇实验
红眼（♀）
白眼（♂）
红眼（♀、♂）
红眼（♀、♂）
3/4
白眼（♂）
1/4
×
F1♀♂交配
P
F1
F2
1. 通过果蝇杂交实验，在果蝇的红眼和白眼中，_______是显性性状，为什么？
2. 果蝇的红眼和白眼的遗传是否遵循分离定律？
红眼
符合
如果将雌雄个体分别统计，白眼全是雄性，显然不符合3：1比例。
基因位于染色体上的实验证据
测交实验
红眼（♀）
白眼（♂）
×
子一代
1 ： 1 ： 1 ： 1
红眼
（♀）
红眼
（♂）
白眼
（♂）
白眼
（♀）
完全符合孟德尔测交实验的比例
摩尔根推测：
果蝇红眼和白眼性状的遗传与性别有关
基因位于染色体上的实验证据
雌果蝇 雄果蝇
红眼
白眼
ＸWＸW
ＸWＸw
ＸwＸw
ＸW Y
Ｘw Y
三、作出假设
控制白眼的基因位于X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因。若控制果蝇红眼的基因用W表示，白眼基因用w表示，那么红白眼雌雄果蝇的基因型如何表示？
基因位于染色体上的实验证据
ＸＷＸＷ
Ｘw Y
（红眼雌）
（白眼雄）
×
ＸＷＸw
（红眼雌）
ＸW Y
（红眼雄）
×
P
F1
F2
配子 ＸW Y
ＸW ＸWＸW（红眼♀） ＸWY（红眼♂）
Ｘw ＸWＸw（红眼♀） ＸwY（白眼♂）
红眼（♀）
白眼（♂）
红眼（♀、♂）
红眼（♀、♂）
3/4
白眼（♂）
1/4
×
F1♀♂交配
P
F1
F2
基因位于染色体上的实验证据
实验1：子二代两种雌蝇分别与白眼雄蝇交配
ＸＷＸＷ
Ｘw Y
（红眼雌性）
（白眼雄性）
×
P
F1
配子 Ｘw Y
ＸW ＸWＸw （红眼♀） ＸWY
（红眼♂）
ＸＷＸw
（红眼雌性）
Ｘw Y
（白眼雄性）
×
P
F1
配子 Ｘw Y
ＸW ＸWＸw （红眼♀） ＸWY
（红眼♂）
Ｘw ＸwＸw （白眼♀） ＸwY
（白眼♂）
四、验证假设
基因位于染色体上的实验证据
ＸwＸw
（白眼雌性）
ＸW Y
（红眼雄性）
×
P
F1
配子 ＸW Y
Ｘw ＸWＸw （红眼♀） ＸwY
（白眼♂）
实验2：白眼雌蝇和红眼雄蝇交配
实验3：白眼雌蝇和白眼雄蝇交配
ＸwＸw
（白眼雌性）
Ｘw Y
（白眼雄性）
×
P
F1
配子 Ｘw Y
Ｘw ＸwＸw （白眼♀） ＸwY
（白眼♂）
基因位于染色体上的实验证据
1. 首次把一个特定的基因和一条染色体联系起来，证明了 。
2. 摩尔根和他的学生一起将许多基因定位在染色体上，并发现基因在染色体上呈 。
3. 由于对 所做的贡献，荣获1933年诺贝尔生理学或医学奖。
线性排列
基因学说
基因位于染色体上
五、研究意义
果蝇某染色体上的部分基因
长芒
长翅
灰身
红眼
短芒
短翅
黑身
紫眼
直翅
卷翅
野生型
突变型
转换成直线位置
实际染色体位置
巩固练习
1. 果绳的红眼为伴性显性遗传，其隐性性状为白眼，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
巩固练习
2. 下列各项中，肯定含有Y染色体的是（ ）
A. 受精卵和初级精母细胞
B. 受精卵和次级精母细胞
C. 精子和男性口腔上皮细胞
D. 初级精母细胞和男性小肠上皮细胞
D
巩固练习
3. 下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的是（ ）
A. 染色体是基因的主要载体
B. 基因在染色体上呈线性排列
C. 一条染色体上有多个基因
D. 染色体就是由基因组成的
D
THANKS