生物人教版（2019）必修2 2.2 基因在染色体上 （共30张ppt）

(共30张PPT)
第2节 基因在染色体上
新人教版必修二 遗传与进化
第二章 基因和染色体的关系
问题探讨：
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，为什么首先要确定哪些染色体
因为基因在染色体上
2.为什么不测定全部46条染色体
人有22对常染色体和1对性染色体，在常染色体中，每对同源染色体上分布的基因是相同的或是等位基因，只对其中一条测序就可以了；性染色体X和Y差别较大，基因也大不相同，所以都要测序。
教学目标：
生命观念
从萨顿的假说到摩尔根的果蝇杂交实验，逐步认识基因是有物质实体的，深入理解孟德尔遗传规律的本质，又进一步理解遗传的物质性。
社会责任
认同基因的物质本质、体会科学研究需要大胆质疑和勤奋实践的科研精神
。
科学探究
借助假说演绎法再现摩尔根的实验，学会自主提出假说、设计实验并验证，提高科学探究能力。
科学思维
基于基因和染色体的相关事实，运用归纳概括、演绎推理等科学思维，阐明基因在染色体上，进一步体会假说——演绎法。
一、萨顿的假说
19世纪，孟德尔发现了遗传的两大定律
1909年，丹麦生物学家约翰逊提出了“基因”的概念，替代遗传因子。
基因在哪里呢？
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，其分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。
萨顿 W.sutton
(1877-1916)
1.萨顿的假说：
2.原因：
3.方法：
一、萨顿的假说
分离定律—遗传因子
D d
D
d
杂合子在形成配子时，成对的遗传因子分离。
减数第一次分裂时，同源染色体的分离。
减数分裂—染色体
类比推理
基因在染色体上。即基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。
基因和染色体的行为存在明显的平行关系。
类比推理
基因在染色体上
一、萨顿的假说
探究活动1：阅读课本29页，完成表格填写。
基因的行为 染色体的行为
体细胞中的存在形式
配子中的存在形式
在体细胞中的来源
形成配子时的组合方式
传递中的性质
成对存在
成对存在
单个
单个
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
杂交过程保持完整性、独立性
在配子形成和受精过程中保持稳定性
一、萨顿的假说
高 茎
高 茎
矮 茎
高 茎
D d
D D
d d
D d
d d
探究活动2：在染色体上标注基因符号，解释孟德尔的杂交实验
×
分裂
减数
受 精
分裂
减数
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
二、基因在染色体上的实验证据
1. 科学家：摩尔根
摩尔根
Thomas Hunt Morgan
(1866-1945)
●美国生物学家摩尔根曾经明确表示过不相信孟德尔的遗传理论。
●对萨顿的基因在染色体上的假说更持怀疑态度，认为这是主观的臆测，缺少实验证据。
●他一直琢磨设计一个实验，看看生物的遗传与染色体到底有什么关系，基因又是怎么回事。
●从1909年开始，潜心研究果蝇的遗传行为。
二、基因在染色体上的实验证据
2. 实验材料：果蝇
①优点
●易饲养 ●繁殖快、后代比较多
●有易于区分的性状 ●染色体数少，易观察
②染色体组成
果蝇体细胞染色体图解
●3对常染色体：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各一对
●1对性染色体：同型：XX 异型：XY
二、基因在染色体上的实验证据
3.实验过程：
红眼♀
×
F1♀♂交配
白眼♂
红眼（♀、♂）
白眼♂
红眼♀
红眼♀
红眼♂
红：白 =3 : 1
P
F1
F2
观察实验
由现象可知：
■红眼为显性，白眼为隐性
■符合孟德尔分离定律
■为什么F2代白眼性状总是与性别相联系？
提出问题
二、基因在染色体上的实验证据
作出假说
控制眼色的基因是在X染色体上，
Y染色体上没有它的等位基因。
雌果蝇：
雄果蝇：
红眼（ＸＷＸＷ）
红眼（ＸＷＸw）
白眼（ＸwＸw）
白眼（ＸwＹ）
红眼（ＸＷＹ）
若用w表示控制眼色的基因，红眼W,白眼w.
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 )
二、基因在染色体上的实验证据
演绎推理
■摩尔根等人通过测交等方法，进 一步验证
■方案：让F1与隐性纯合子杂交
思考：
对F1中的红眼雌果蝇测交还是红眼雄果蝇？
测交
配子
测交
后代
XW
Xw
Y
×
XwY白眼♂
XWXw红眼♀
XWY
红眼♂
XWXw
红眼♀
Xw
XwXw
白眼♀
XwY
白眼♂
1 : 1 : 1 : 1
预期结果
二、基因在染色体上的实验证据
实验验证
摩尔根等人亲自做了测交实验，实验结果如下：
实验结果与理论推测一致
红眼雌性 红眼雄性 白眼雌性 白眼雄性
126 132 120 115
思考：
通过该实验能否证明基因在X染色体上？
X
Y
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
二、基因在染色体上的实验证据
探究活动3：如果控制白眼的基因在Y染色体上，还能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗？
①如果控制白眼的基因在Y染色体上，且X染色体上没有显性红眼基因
X
Y
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
P
F1
×
红眼雌果蝇
XX
白眼雄果蝇
XYw
比例
XX
红眼雌
XYw
白眼雄
1 : 1
不能解释摩尔根的果蝇杂交实验结果。
二、基因在染色体上的实验证据
探究活动3：如果控制白眼的基因在Y染色体上，还能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗？
②如果控制白眼的 基因在Y染色体上，红眼基因在X染色体上，则果蝇的基因型为XWYw，红眼基因对白眼基因为显性，不会出现白眼雄果蝇。与实验结果不符。
X
Y
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
②位于X和Y染色体的同源区段上(Ⅱ)。
请同学们课下思考……
XWXw红眼（雌）
×
XwY白眼（雄）
XW
Y
Xw
P
F1
配子
XWXw
红眼(雌）
XwXw
白眼(雌)
XWY
红眼(雄)
XwY
白眼(雄 )
Xw
●位于X和Y染色体的同源区段上(Ⅱ)。
●只位于X染色体上(Ⅰ)。
测交(演绎推理)
测交(演绎推理)
1 : 1 : 1 : 1
XWXw红眼（雌）
×
XwYw白眼（雄）
XW
Yw
Xw
P
F1
配子
XWXw
红眼(雌）
XwXw
白眼(雌)
XWYw
红眼(雄)
XwYw
白眼(雄)
Xw
1 : 1 : 1 : 1
二、基因在染色体上的实验证据
二、基因在染色体上的实验证据
●精心设计的实验反而证明孟德尔的正确，还为“基因在染色体上”提供了证据。尽管心塞，但坚持“实验至上”的摩尔根立马摈弃之前的偏见，从此对孟德尔“黑转粉”。
●摩尔根的这种大胆质疑，科学务实的研究精神是值得我们努力学习的。
摩尔根
Thomas Hunt Morgan
(1866-1945)
继续探究
●现象：
一条染色体上应该有许多个基因。
●推测：
每种生物的基因数量远多于染色体数目。
二、基因在染色体上的实验证据
4对染色体，1.3万个基因
23对染色体，26万个基因
二、基因在染色体上的实验证据
●证明方法：
摩尔根和他的学生们发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，并绘出了第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置图。
一条染色体上应该有许多个基因；
同时说明基因在染色体上呈线性排列。
●结论：
三、孟德尔遗传规律的现代解释
D
d
1
2
D
d
1
2
D
d
D
1
D
d
2
d
d
D
D
d
在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定独立性；在减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子传给后代。
基因分离定律的实质
三、孟德尔遗传规律的现代解释
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。
基因自由组合定律的实质
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。
三、孟德尔遗传规律的现代解释
课堂小结
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
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
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
练习与应用
一、概念检测
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。（ ）
√
×
练习与应用
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
练习与应用
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
练习与应用
二、拓展应用
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？
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。
练习与应用
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？
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。
练习与应用
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。
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。
T H A N K S!