生物人教版（2019）必修2 2.2 基因在染色体上（共21张ppt）

(共21张PPT)
第2节 基因在染色体上
第2章 基因和染色体关系
本节聚焦
科学家发现基因与染色体有哪些平行关系？
本节
聚焦
摩尔根如何证明基因位于染色体上？
摩尔根的果蝇杂交实验给我们哪些启示？
怎样从基因和染色体的层面解释孟德尔遗传规律？
教学目标
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，进一步体会假说一演绎法
从基因和染色体关系的角度，对孟德尔遗传规律作出现代解释
认同科学研究需要丰富的想象力，敢于质疑、探索求真的科学精神，以及对科学的热爱
核心素养
生命观念: 通过分析基因在染色体上的证明过程，理解结构决定功能的基本观点，进一步领悟“假说一演绎法”
科学思维: 通过对萨顿的思路分析，领悟并尝试运用类比推理的科学研究方法
科学探究:利用果蝇作为实验材料，理解摩尔根等人通过假说一演绎的科学思维方法证明基因位于染色体上的科学探究过程
教学目标
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
问题探讨
讨论
对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测哪些染色体？
为什么不测定全部 46 条染色体？
美国遗传学家萨顿以蝗虫为材料，研究减数分裂及受精作用过程中染色体行为变化及亲子代染色体数量关系
萨顿的假说
萨顿
W.Sutton
（1877-1916）
蝗虫
蝗虫染色体
萨顿的假说
父方
(24条)
母方
(24条)
精子
(12条)
卵子
(12条)
受精卵
(24条)
新个体
(24条,12对)
一半来自父方
一半来自母方
蝗虫子代体细胞中的染色体数目=双亲体细胞中的染色体数目
24条染色体子代体细胞中两两成对，一条来自父方，一条来自母方
发现孟德尔假设的一对遗传因子，也就是等位基因，它们的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似
推论基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，也就是说基因在染色体上
萨顿的假说
基因和染色体的行为存在着明显的平行关系
基因的行为 染色体的行为
杂交过程中 保持：完整性和独立性 也有：相对稳定的形态结构
体细胞中 存在形式 成对存在 成对存在
在配子中 存在形式 只有成对基因中的一个 只有成对染色体中的一条
体细胞中 的来源 成对中的基因 一个来自父方　　　　　　　　 一个来自母方　 同源染色体
一条来自父方
一条来自母方
形成配子时 组合方式 非等位基因：自由组合 非同源染色体：自由组合
思考讨论
分析减数分裂中基因和染色体的关系，在图中的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
P
配子
F1
F1配子
高茎
矮茎
受精
高茎
×
减数分裂
减数分裂
减数分裂
高茎
高茎
矮茎
高茎
F2
基因位于染色体上的实验证据
美国生物学家摩尔根（T.H.Morgan，1866一1945），曾经明确表示过不相信孟德尔的遗传理论
对萨顿的基因位于染色体上的学说更持怀疑态度，认为这是主观的臆测，缺少实验证据
他一直琢磨着设计一个实验，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，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为
基因位于染色体上的实验证据
果蝇
果蝇是昆虫纲双翅目的一种小型蝇类，体长3~4 mm，在制醋和有水果的地方常常可以看到
易饲养
繁殖快：在室温下10多天就繁殖一代
子代个体多：一只雌果蝇一生能产生几百个后代
生物学家常用它作为遗传学研究的实验材料
基因位于染色体上的实验证据
染色体组成
果蝇体细胞中染色体数目少且形状有明显差别
基因位于染色体上的实验证据
一天，他偶然在一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇
白眼果蝇是如何遗传的呢？
基因位于染色体上的实验证据
根据F1表现出来的性状，可推出：
红眼为显性性状
白眼为隐性性状
符合分离定律
为什么F2代的白眼性状总是与性别相联系？
基因位于染色体上的实验证据
提出假设
控制白眼的基因（w）位于X染色体上，Y染色体上无该基因的等位基因
基因位于染色体上的实验证据
演绎推理
F1与隐性纯合子杂交
XWXW红眼（雌）
XwY白眼（雄）
XW
XWXw红眼（雌）
XWY红眼（雄）
配子
Xw
Y
XW
Xw
XW
Y
XWXW红眼（雌）
XWY红眼（雄）
XWXw红眼（雌）
XwY白眼（雄）
F2
F1
P
配子
基因位于染色体上的实验证据
实验验证
统计的结果与理论上的推测完全符合假说，假说是正确的
实际比
XWXW
XWY
×
F1
♀
♂
配子
XW
XW
XW
Y
XWXW
红眼♀
XWXW
红眼♀
XWY
白眼♂
XWY
红眼♂
F2
理论比
1
1
1
:
:
:
1
126
132
120
115
:
:
:
思考讨论
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
如果控制白眼的基因在Y染色体上，控制红眼的基因在X染色体上，因为X染色体上的红眼基因对白眼基因为显性，所以不会出现白眼雄果蝇，这与摩尔根的果蝇杂交实验结果不符
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，白眼雄果蝇与红眼雌果蝇的杂交后代中雄果蝇全为白眼，也不能解释摩尔根的果蝇杂交实验结果
基因位于染色体上的实验证据
摩尔根等人的工作将一个特定的基因和一条特定的染色体(X染色体) 联系起来，通过实验证明了基因在染色体上
果蝇有4对染色体，携带的基因大约有1.3万多个
人有23对染色体，携带的基因大约有2.6万个
结论1：一条染色体上有许多个基因
结论2：基因在染色体上呈线性排列
红宝石眼
黄身
白眼
截翅
朱红眼
深红眼
棒状眼
短硬毛
果蝇X染色体上一些基因的示意图
孟德尔遗传规律的现代解释
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
D
d
1
2
D
d
1
2
D
d
D
1
D
d
2
d
d
D
D
d
孟德尔遗传规律的现代解释
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
或
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感谢聆听