2.2 基因在染色体上 教学同步课件(共29张PPT) 2022-2023学年高一生物 人教版2019必修2

(共29张PPT)
第2节
基因在染色体上
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，为什么首先要确定测哪些染色体？
2. 为什么不测定全部46条染色体？
因为基因位于染色体上，要测定某个基因的序列，首先要自导该基因位于那条染色体上。
人有22对常染色体和1对性染色体。在常染色体中，每对同源染色体的形态、大小相同，结构相似，上面分布的基因是相同的或者是等位基因，对其中一条进行测序就可以了，而X和Y差别很大，两条都要测序。
1
2
萨顿的假说
基因位于染色体上的实验证据
孟德尔遗传规律的现代解释
3
基因是由 携带着从亲代传递给下一代的，
即基因在 上。
萨顿的假说
研究方法
核心内容
原 因
类比推理
基因和染色体 存在着明显的 关系。
染色体
染色体
行为
平行
基因和染色体行为主要有哪些平行关系呢？
类别 比较项目 基因的行为 染色体的行为
生殖过程 在杂交过程中保持 性和 性 在配子形成和受精过程中，形态结构 。
存在 体细胞
配子
体细胞中来源 ，一个来自父方，一个来自母方 ，一条来自父方，一条来自母方
形成配子时
完整
独立
相对稳定
成对
成对
只有成对基因中一个
成对基因
一对同源染色体
等位基因分离
非等位基因自由组合
同源染色体分开
非同源染色体自由组合
只有成对染色体中一条
分析减数分裂中基因和染色体的关系
你同意以上分析吗？如果你也认为基因在染色体上，请你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（高茎用D表示，矮茎用d表示）。
D
D
d
D
D
D
D
D
D
D
D
d
d
d
d
d
d
d
d
d
萨顿经推理得出的结论--基因在染色体上究竟是否正确呢？
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。
萨顿的假说，由于缺乏实验证据，遭到同时代的遗传学家摩尔根的强烈质疑。因此摩尔开始了寻找证据之路。
从1909 年开始，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。一天，他偶然在一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇。白眼性状是如何遗传的？
体积小、易于操作、饲养简单、成本低廉、生命周期短(约两周)、繁殖力强、子代数量多，以及便于进行表型分析、有利于一般实验室使用等。
红眼果蝇
白眼雄果蝇
①果蝇杂交实验提出问题
提出问题：
如何解释白眼性状的表现，
总是与性别相关联的现象？
分析问题：
a.F1全为红眼，说明 为显性；
b.F2红眼和白眼的数量比为3:1，
这样的表现说明符合 定律。
红眼
分离
红眼（雌）
白眼（雄）
红眼
（雌、雄）
F1
雌雄交配
红眼（雌、雄）
白眼（雄）
3/4
1/4
P
F1
F2
雌雄果蝇体细胞染色体示意图
果蝇的体细胞中有 染色体
4对
是常染色体
是性染色体
3对
1对
与性别决定有关的染色体称为 ；
与性别决定无关的染色体称为 ；
常染色体
性染色体
雄性用XY表示
雌性用XX表示
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅲ
Ⅲ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅳ
X
X
X
Y
♀
♂
②摩尔根的设想
控制白眼的基因（用w表示）在 染色体上，Y染色体上
不含有它的 。
X
等位基因
X
Y
雌果蝇
雄果蝇
红眼
白眼
红眼
白眼
XWXW
XwY
XWXw
XWY
XwXw
③摩尔根对设想的解释
XWXW
红眼（雌）
XwY
白眼（雄）
XW
Xw
XWXw
红眼（雌）
XWY
红眼（雄）
配子
P
F1
F2
配子 XW Y
XW
Xw
Y
XWXW
红眼（雌）
XWY
红眼（雄）
XWXw
红眼（雌）
XwY
白眼（雄）
X
图2-10 果蝇杂交实验分析图解
④摩尔根对该解释的验证
（测交实验）
红眼：白眼=1：1
XWXw
红眼（雌）
XwY
白眼（雄）
×
测交①F1红眼雌与纯合白眼雄
测交②F1红眼雄与纯合白眼雌
配子
F1
F2
XW
Xw
Y
Xw
XWY
红眼雄
XWXw
红眼雌
XwY
白眼雄
XwXw
红眼雌
红眼：白眼=1：1
XWY
红眼（雄）
XwXw
白眼（雌）
×
配子
F1
F2
XW
Y
Xw
XWXw
红眼雌
XwY
白眼雄
摩尔根
通过实验把一个特定的基因和一条特定的染色体——X染色体联系起来，从而用实验证明了基因在染色体上。从此，摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者。
摩尔根的成功：
假说
演绎法
提出问题
白眼性状的表现总是与性别相联系
01
作出假说
控制白眼的基因（w）在X染色体上，而Y染色体上没有它的等位基因
02
验证假说
测交
03
得出结论
基因在染色体上
04
【资料】果蝇的体细胞中有4对染色体，携带的基因有1.3万多个；人的体细胞中有23 对染色体，基因大约有2.6万个。
基因与染色体在数量上还存在什么关系？
显然，一条染色体上应该有许多个基因。
果蝇X染色体上
一些基因的示意图
摩尔根和他的学生们经过十多年的努力，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。
得出结论：
一条染色体上有许多个基因，基因在染色体上呈线性排列。
基因的分离定律的实质是：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。
A
a
A
a
基因的自由组合定律的实质是：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。
A
a
B
b
A
B
a
b
A
b
a
B
相关科学家及实验
理论基础：
假 说：
实验证据：
孟德尔遗传定律（豌豆）
萨顿（基因在染色体上，类比推理法）
摩尔根（果蝇眼色实验）
方法：
测交
验证：
孟德尔
萨顿
摩尔根
假说演绎法
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。（ ）
√
x
2．基因主要位于染色体上，下列关于基因和
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
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
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？
XWXW
红眼雌果蝇
XwY
白眼雄果蝇
P
F1
XWXw
XWY
子一代无论雌雄，全部为红眼。
×
红眼雌果蝇
白眼雄果蝇
P
F1
子代雌、雄果蝇都是既有红眼，也有白眼。
×
XWXw
XwY
XwY
XWXw
XwXw
XWY
因此无法通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。
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？
白眼雌果蝇
白眼雄果蝇
P
F1
XwY
XwY
XWXw
XwXw
红眼全为雌性，白眼全为雄性，可以通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。
×
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日虽然减少了一半，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。
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。