生物人教版（2019）必修2 2.2基因在染色体上 课件 （共26张ppt）

(共26张PPT)
第2章 第2节 基因在染色体上
人教版 高中生物必修2《遗传与进化》高二年级
孟德尔
遗传定律
萨顿假说
摩尔根
果蝇杂交实验
艾弗里
肺炎链球菌转化实验
赫尔希和
蔡斯
噬菌体侵染细菌实验
沃森和
克里克
DNA双螺旋结构
1866
1903
1909
1944
1952
1953
遗传学发展简史
课标要求
大概念
重要概念
次位概念
遗传信息控制生物性状，并代代相传
有性生殖中基因的分离和重组导致双亲后代的基因组合有
多种可能
概述性染色体上的基因传递和性别相关联
学习目标
1
2
3
通过三个探究活动，逐步确定白眼基因的位置，形成基因在染色体上的概念，
认识到科研工作的曲折性和意义。
基于提出问题和作出假设，设计实验和预测结果，培养演绎推理的科学思维和
发现问题、解决问题的科学探究能力。
通过学习基因和染色体关系的材料，初步形成结构与功能观，培养既要尊重和还原科学史，又要大胆质疑、缜密求证的科研态度。
【生命观念】【社会责任】
【科学思维】【科学探究】
【生命观念】【社会责任】
重点
难点
萨顿（1877-1916）
孟德尔（1822-1884）
摩尔根（1866-1945）
发表《植物杂交实验》论文，提出遗传因子的分离和自由组合定律。
“我提请注意这样的可能性，父本和母本染色体成对地相关，以及它们其后在减数分裂过程的分离……可能是孟德尔遗传律的物质基础。”
对孟德尔的遗传定律和萨顿的假说持怀疑态度。反对“强于描述，弱于实验”的研究工作。宣称“绝不接受没有实验基础的结论”。
雌果蝇和雄果蝇
实验材料
果蝇饲养
昆虫纲双翅目，体长3~4mm。在制醋和腐烂水果的地方常常可以看到。果蝇是重要的遗传学实验材料：个体小、易饲养、繁殖快、后代数量足够多。
资料1 果蝇作为模式生物的优势
哥伦比亚大学动物系 摩尔根实验室
摩尔根用了 18 年的实验室（以后著名的“蝇室”）不过 16x23 英尺，装果蝇的是牛奶瓶，用的显微镜不过把一般的放大镜架起来（Sturtevant，1965）。
野生果蝇的红眼基因纯合
唯一一只白眼雄果蝇
？！
01
白眼性状只能在雄性中出现吗？
白眼性状只能在雄性中出现吗？
雌蝇也会出现白眼性状。
提出问题
作出假设
设计
实验
进行
实验
得出结论
约 3 : 1
红眼♀：红眼♂：白眼♀：白眼♂
雌蝇也会出现白眼性状。
126 120 132 115
P 红眼雌蝇（F1）× 白眼雄蝇（F2） ↓
F1
02
白眼性状的遗传到底与性别有关，还是无关？
01
白眼性状只能在雄性中出现吗？
什么样的实验可以证明性状的遗传与性别相关？
正反交实验结果一致，性状的遗传很可能与性别无关；
正反交实验结果不一致，性状的遗传与性别有关。
正交和反交是相对而言的，若甲类型个体作父本，乙类型个体作母本，称为正交，则甲类型个体作母本，乙类型个体作父本，称为反交。正反交实验是遗传学中经常使用的实验思路，其用途非常广泛。
遗传学经典实验——正反交
白眼性状的遗传到底与性别有关，还是无关？
提出问题
作出假设
演绎
推理
实验验证
实验结论
设计实验：
预测结果：
后代： 红眼♀：白眼♂=126：132。
白眼性状的遗传与性别有关。
正反交结果不同，白眼性状的遗传与性别有关联。
思考：反交实验中能否选择F1红眼雄蝇作为父本？
？
与正交结果不一致
同期科研背景
1905年，美国科学Stevens发现，黄粉虫雌雄个体的染色体数相同，但是，在雄性个体的体细胞内有两条大小不同的染色体，其中一条在雌性细胞中成对存在。Stevens把这条雄性独有的染色体命名为“Y”。Wilson很快验证了Stevens的结论。随后Stevens很快发现了果蝇的性染色体，染色体模式图如图所示：
资料2
白眼性状的遗传与性别有关联，白眼基因在性染色体上。
母本
反交组
讨论1：反交组子代雄蝇的眼色与 相同？雌蝇的眼色与 相同？
不难发现，眼色在亲子代性别上的遗传是 遗传的。
雄
雌
讨论2：根据同时期的研究背景——减数分裂和受精原理中，子代雄蝇的性染色体XY中，X染色体来自于 。
母本
父本
交叉
野生红眼
客观事实 雄蝇（XY）的X染色体的遗传来自母本
实验证据 反交组子代雄蝇的白眼性状的遗传来自母本
基于事实、证据的观察和分析
基因
01
白眼性状只能在雄性中出现吗？
03
02
白眼性状的遗传到底与性别有关，还是无关？
为何白眼遗传与X染色体的行为一致？
为什么白眼基因与X染色体的行为高度一致？
白眼基因仅在X染色体上（Xa）,对第一次果蝇杂交实验进行解释。
提出问题
作出假设
演绎
推理
实验验证
实验结论
白眼基因在X染色体上。
如果假说成立，那么设计测交实验并预测实验结果。
约 3 : 1
设计测交1：F1红眼（♀） × 白眼（♂）
预测结果：
设计测交2： F1红眼（♂）× 白眼（♀）
预测结果：
测交1：红眼(♀)
白眼(♀)
白眼(♂)
红眼(♂)
126 132 120 115
测交2：红眼(♀)
白眼(♂)
126 132
与预测结果一致
1：1：1：1
1：1
图1 人的X、Y染色体扫描电镜照片
红眼 白眼
雌果蝇
雄果蝇
XAXA,XAXa
XaXa
XAYA, XAYa，XaYA
XaYa
白眼基因可能仅在Y染色体吗？
现代分子生物学背景
白眼基因可能在XY的同源区段上吗？
×
XAXa红眼（雌）、XaYA红眼（雄）
与实际结果不同
1910年后，摩尔根还有一系列发现：性连锁突变“残翅”和“黄体”；黄体和白眼两个突变紧密连锁；两条同源染色体之间出现交换；还发现多个突变，包括其他影响眼睛颜色的突变。
资料3——摩尔根的科研成果
中国有多位遗传学家曾在摩尔根实验室学习并获得博士学位。图为中国现代遗传学奠基人谈家桢（1909-2008）与摩尔根（左）合影。
资料4——摩尔根学派对中国的影响
提出问题
作出假设
重走科学史
补充实验
总结与评价
提出问题→作出假设→演绎推理→实验验证→得出结论
模式生物
敢于质疑、缜密论证、勇于承认自己的错误
科学论证的过程
假说演绎的方法
实验成败的前提
科学研究的态度
批判性思维
摩尔根等是根据
连锁基因在染色体上的重组概率描绘出基因在染色体上的距离关系。
图2 人的部分染色体被荧光标记照片
图1 摩尔根等实验数据
摩尔根的
系列果蝇
杂交实验
白眼性状在雌雄性都出现
白眼性状与性别相关
白眼基因位于X染色体上
白眼基因不在
XY同源区段上
课时小结
同学们
补充实验
基因位于
染色体上
谢谢！
1916年摩尔根三大弟子之一布里吉斯做出经典研究：他用白眼雌果蝇(XaXa)与红眼雄果蝇(XAY)杂交，子一代中，2000～3000只红眼雌果蝇中，总会出现一只白眼雌果蝇。他大胆做出假设，并进行杂交实验最终证明了假设的正确性。这项研究为遗传的染色体学说提供更为有力的证据，直观地、令人信服地证实了染色体就是基因的载体。
资料分析
课时作业
1、请结合果蝇性别决定机制，大胆假设这只意外的白眼雌果蝇是什么原因导致的？
2、设计杂交实验，预测实验结果，并查阅相关文献，验证实验结果。