生物人教版（2019）必修2 2.2基因在染色体上（共43张ppt）

(共43张PPT)
第1节
DNA是主要的遗传物质（1）
第2节 基因在染色体上
第2章 基因和染色体的关系
1.萨顿的假说。
2.基因位于染色体上的实验证据。(重、难点)
3.孟德尔遗传规律的现代解释。(重点)
学习目标
情境导入
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。
(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？
因为基因位于染色体上，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。如果要测定人类基因组的基因序列，就要知道包含人类基因组的全部染色体由哪些染色体组成。
讨论
情境导入
(2)为什么不测定全部的46条染色体？
人体有22对常染色体和一对性染色体。在常染色体中，每对同源染色体的形态、大小相同，结构相似，上面分布的基因相同或是等位基因，所以只对其中的一条进行测序即可；而性染色体X和Y差别很大，基因也大不相同，所以需要对两条性染色体都进行测序，因此人类基因组计划测定了22条常染色体和两条性染色体X和Y，共24条。如果测定全部46条染色体，耗资巨大，工作量会增加一倍，但得到的绝大多数基因序列都是重复的。
情境导入
讨论
目标一 萨顿的假说
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。
萨顿（Sutton）
1.萨顿假说内容
基因和染色体的行为存在明显的平行关系。
受精作用
DD
dd
D
d
Dd
Dd
受精作用
看不见的基因
推论（即假说）
看得见的染色体
平行关系
基因行为
染色体行为
受精卵
亲代
配子
子代
2.萨顿假说的依据
项目 基因 染色体
生殖过程中
存在 体细胞
配子
体细胞中来源
形成配子时
非同源染色体上的非等位基因自由组合
成对基因一个来自父方，一个来自母方
成单
成对
在杂交过程中保持完整性和独立性
在配子形成和受精过程中，形态结构相对稳定
成对
成单
一对同源染色体一条来自父方，一条来自母方
非同源染色体自由组合
1.判断正误
(1)萨顿利用假说—演绎法，推测基因位于染色体上，且基因都位于染色体上(　　)
(2)体细胞中基因成对存在，配子中只含1个基因(　　)
(3)蝗虫体细胞中的24条染色体，12条来自父方，12条来自母方(　　)
(4)蝗虫的所有遗传物质都位于染色体上(　　)
×
×
√
×
2.根据萨顿的假说，请在图中染色体上标注基因符号(D、d)，解释孟德尔一对相对性状的杂交实验(图中染色体上白色横线代表基因的位置)。
3.基因和染色体的行为存在平行关系。从理论上支持基因在染色体上的假说，但事实是否如此呢？为什么？
我更相信的是实验证据我要通过确凿的实验找到基因和染色体的关系！
摩尔根
这样推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否还需要实验的验证。
不一定
1.已知果蝇的体细胞中有4对同源染色体。根据萨顿的假说，下列关于该果蝇减数分裂产生配子的说法，正确的是
A.正常情况下果蝇的精子中含有成对的基因
B.果蝇的体细胞中只含有1个基因
C.果蝇的4对同源染色体可以同时来自父方，也可以同时来自母方
D.在体细胞中，基因是成对存在的，在配子中只有成对基因中的一个
√
无同源染色体，所以正常情况下其中的基因均不成对存在
含同源染色体，所以基因基本都是成对存在的，且种类也很多
同源染色体中的一条来自母方，一条来自父方，不会同时来自母方或父方
2.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.体细胞中基因和染色体成对存在，生殖细胞中二者都是成单存在
B.体细胞成对的基因和同源染色体都是一个来自父方，一个来自母方
C.非同源染色体及其上的非等位基因自由组合
D.每条染色体上有许多基因
√
目标二　
基因位于染色体上的实验证据
摩尔根
摩尔根（T.H.Morgan）
1
实验者：
果蝇
(1)果蝇作为实验材料的优点：
①个体小，易饲养。
②繁殖速度快（在室温下10多天就繁殖一代）。
③后代数量大（一只雌果蝇一生能产生几百个后代）。
④有明显的相对性状，便于观察、统计。
⑤染色体数目少（4对），便于观察。
少见的白眼雄果蝇
野生红眼基因果蝇
2
实验材料：
(2)果蝇体细胞内染色体的组成：
常染色体：
性染色体：
３对：Ⅱ Ⅱ，Ⅲ　Ⅲ，Ⅳ　Ⅳ
雌性同型：ＸＸ
雄性异型：ＸＹ
果蝇
2
实验材料：
摩尔根潜心研究果蝇的 ，他偶然在一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇，做了果蝇杂交实验。用图解表示如图所示。
遗传行为
3
通过杂交实验发现问题
(1)果蝇的红眼和白眼是一对 。
(2)F1全为红眼， 是显性性状。
(3)F2中红眼∶白眼 ，符合 定律，红眼和白眼受一对_________控制。
(4)F2中只有 果蝇出现白眼性状，说明果蝇眼色的表现与 相关联。
相对性状
红眼
3∶1
基因分离
等位基因
雄
性别
红眼（♀）
白眼（♂）
红眼（♀、♂）
红眼（♀、♂）
3/4
白眼（♂）
1/4
×
F1♀♂交配
P
F1
F2
3
通过杂交实验发现问题
(1)假设：白眼基因(用w表示)、红眼基因(用W表示)位于 上，Y染色体上无相应的等位基因。
X染色体
白眼性状的表现为何总与性别相关联？
4
提出问题
5
作出假设，解释现象
XWXW红眼 (雌)
×
XwY白眼 (雄)
XW
Y
Xw
XWY红眼(雄)
XWXw红眼(雌)
×
P
F2
F1
配子
配子
XW
Xw
XW
Y
XWXW红眼(雌）
XWXw红眼(雌)
XWY红眼(雄)
XwY白眼(雄)
红眼（♀）
白眼（♂）
红眼（♀、♂）
红眼（♀、♂）
3/4
白眼（♂）
1/4
×
F1♀♂交配
P
F1
F2
测交
测交:
ＸW Y
（F1的红眼雄）
ＸW Y
×
ＸwＸw
（白眼雌）
配子:
Ｘw
子代:
ＸWＸw
（红眼雌）
Ｘw Y
（白眼雄）
6
验证方法：
摩尔根等人进一步证明了：一条染色体上有 个基因；基因在染色体上呈 排列。
决定果蝇红眼和白眼的基因位于 染色体上，从而证明了 。
X
基因在染色体上
许多
线性
7
实验结论：
8
基因和染色体的关系
1.根据摩尔根果蝇杂交实验，回答下列问题：
(1)如果红眼基因和白眼基因位于常染色体上，那么F2出现的现象是什么？
(2)根据摩尔根的假设，红眼、白眼雌雄果蝇的基因型分别有哪些？
(相关基因用W和w表示)
白眼雄果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雌果蝇∶红眼雌果蝇＝1∶3∶1∶3。
雌果蝇：红眼——XWXW、XWXw，白眼——XwXw；
雄果蝇：红眼——XWY，白眼——XwY。
1.根据摩尔根果蝇杂交实验，回答下列问题：
(3)本实验与孟德尔一对相对性状的杂交实验相比，有何异同？
(4)现有红、白眼色的雌雄果蝇若干只，现请你帮忙设计一组杂交实验，通过观察子代眼色就可以确定果蝇的性别。(写出亲本果蝇即可)
相同点：都运用了假说—演绎法的科学研究方法；F2都出现了性状分离现象。
不同点：果蝇的杂交遗传中，眼色遗传与性别有关。
白眼雌果蝇与红眼雄果蝇。
2.已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制(相关基因用H、h表示)，一只灰体雌果蝇与一只黄体雄果蝇杂交，子代中♀灰体∶♀黄体∶♂灰体∶♂黄体＝1∶1∶1∶1。
(1)能否确定灰体的显隐性？能否进一步确定H、h位于常染色体还是X染色体上？
不能确定灰体的显隐性；也不能确定H、h位于常染色体还是X染色体上。
2.已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制(相关基因用H、h表示)，一只灰体雌果蝇与一只黄体雄果蝇杂交，子代中♀灰体∶♀黄体∶♂灰体∶♂黄体＝1∶1∶1∶1。
(2)经查资料得知，灰体对黄体为显性，且H、h位于X染色体上，请写出题干中灰体雌果蝇和黄体雄果蝇的基因型，并从它们的子代中选择两个组合证明控制灰体和黄体的基因位于X染色体上。
灰体雌果蝇和黄体雄果蝇的基因型是XHXh、XhY；
选择的组合为：XHXh×XHY 或 XhXh×XHY。
A.摩尔根等人以果蝇为研究材料，通过统计后代雌雄个体眼色的性状比，
认同了基因位于染色体上的理论
1.摩尔根研究果蝇的眼色遗传实验过程如图所示。下列相关叙述正确的是
√
B.果蝇的眼色遗传遵循基因的自由组合定律
果蝇红眼与白眼受一对等位基因控制，其遗传遵循基因的分离定律
根据分析可知控制果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体上，说明摩尔根所做的假设是控制白眼的基因位于X染色体上
C.摩尔根的实验运用了类比推理的研究方法
D.摩尔根所作的假设是控制白眼的基因位于Y染色体上
1.摩尔根研究果蝇的眼色遗传实验过程如图所示。下列相关叙述正确的是
假说—演绎法
2.摩尔根在果蝇野生型红眼个体与白眼突变体杂交实验中发现F1全为红眼，F2中有白眼雄果蝇，请问最早能判断白眼基因可能位于X染色体上的最关键实验结果是
A.白眼突变体与野生型红眼个体杂交，F1全部表现为红眼，雌、雄比例为1∶1
B.F1雌性个体与白眼雄性个体杂交，后代出现白眼且雌雄中比例均为1∶1
C.F1雌雄个体交配，后代出现性状分离，白眼全部是雄性
D.白眼雌性个体与野生型红眼雄性个体杂交，后代白眼全部为雄性，红眼全部为雌性
√
只能说明野生型红眼相对于突变型白眼是显性性状，不能判断白眼基因位于X染色体上
属于测交类型，仍不能说明白眼基因位于X染色体上
说明控制该性状的基因位于X染色体上，但不是最早说明白眼基因位于X染色体上的实验结果
目标三　
孟德尔遗传规律的现代解释
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
①等位基因的概念：
位于同源染色体上同一位置，控制相对性状的基因。
②等位基因分离的原因：
随同源染色体的分离而分离
③等位基因分离的时间：
减数分裂Ⅰ后期
1.基因的分离定律的实质
图解
①在杂合子的细胞中，位于一对 上的等位基因，具有一定的 。
②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。
同源染色体
等位基因
独立性
同源染色体
1.基因的分离定律的实质
分析
①自由组合的原因：
随非同源染色体的自由组合而自由组合
②自由组合的时间：
减数分裂Ⅰ后期
2.基因的自由组合定律的实质
图解
①位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是 的。
②在减数分裂过程中，同源染色体上的 彼此分离的同时，非同源染色体上的 自由组合。
互不干扰
非等位基因
等位基因
2.基因的自由组合定律的实质
分析
1.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哪些？
(2)图中属于非等位基因的有哪些？
(3)上述非等位基因中，能自由组合的有哪些？
A和a、B和b、C和c为等位基因。
A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)、A(或a)和B(或b)为非等位基因。
A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)可以自由组合。
1.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：
(4)分离定律和自由组合定律发生在减数分裂的什么时期？
(5)不考虑同源染色体非姐妹染色单体间的互换，该生物
能产生哪几种配子？
都发生在减数分裂Ⅰ后期。
分别是ABC、ABc、abC、abc。
2.孟德尔遗传规律中的基因与染色体上的基因的对应关系是怎样的？
(1)分离定律中的一对基因指一对同源染色体上的一对等位基因。
(2)自由组合定律中的不同对的基因指位于非同源染色体上的非等位基因。
3.等位基因和非等位基因在染色体上的分布位置有何区别？
等位基因一般位于一对同源染色体的相同位置；
非等位基因位于非同源染色体上或同源染色体的不同位置。
核心归纳
关于孟德尔遗传定律的3点提醒
(1)并不是所有的非等位基因都遵循基因自由组合定律，只有非同源染色体上的非等位基因才遵循自由组合定律。
(2)并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德尔的遗传规律，叶绿体、线粒体中的基因都不遵循。
(3)原核细胞中的基因在遗传过程中不遵循孟德尔的两个遗传规律。
1.如图是科学家对果蝇一条染色体上的部分基因测定结果，有关该图的说法正确的是
A.控制红宝石眼与深红眼的基因是等位基因
B.该染色体上的基因呈线性排列
C.该染色体上的基因在后代中都能表达
D.控制白眼和截翅的基因在遗传时遵循基因的分离定律
√
图示中控制红宝石眼与深红眼的基因位于同一条染色体上，属于非等位基因
基因只有在特定的时间和空间才会选择性表达，该染色体上的基因在后代中不一定都能表达
控制白眼和截翅的基因位于同一条染色体上，在遗传时不遵循基因的分离定律
2.下列关于孟德尔遗传规律的现代解释的说法错误的是
A.等位基因位于一对同源染色体上，总是成对存在
B.减数分裂过程中，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
C.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
D.非同源染色体上的非等位基因彼此分离的同时，同源染色体上的等位基因自由组合
√
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
基因在染色体上
萨顿假说
摩尔根实验
孟德尔遗传规律的现代解释
基因和染色体的行为存在着明显的平行关系
基因位于染色体上
果蝇眼色遗传与性别相联系
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
测交实验
减数分裂过程中，等位基因随同源染色体的分开而分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合
依据
结论
实验验证
实验现象
实验假设
课堂小结