2-2 基因在染色体上 同步优质课件（共27张PPT） 2022-2023学年高一生物人教版2019必修2

(共27张PPT)
GENE
基因在染色体上
Genes are on chromosomes
01
萨顿的假说
Sutton's hypothesis
分离定律：
回顾：孟德尔遗传规律
Aa
A
a
自由组合定律：
AaBb
AB
Ab
aB
ab
成对
成单
分离
自由组合
回顾：减数分裂
同源染色体彼此分离：
非同源染色体自由组合：
成对
成单
分离
自由组合
基因与染色体间的平行关系
比较项目 基因 染色体
传递中的性质 颗粒性 稳定性
体细胞中的存在形式 成对 成对
配子中的
存在形式 成单 成单
体细胞中的来源 1个来自父方
1个来自母方 1条来自父方
1条来自母方
形成配子时的
组合方式 自由组合 非同源染色体
自由组合
一、萨顿的假说
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（即等位基因），其分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。
体细胞
24条
染色体
精子
12条
染色体
卵细胞
12条
染色体
按形态结构来分，
两两成对，共12对，
每对染色体中，
一条来自父方，一条来自母方。
萨顿的假说
推论：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。
02
基因位于染色体的实验证据
Experimental evidence that genes are located on chromosomes
基因位于染色体的实验证据
果蝇的优点
①个体小，易饲养。
②繁殖快，后代数量多。
③染色体数量少， 而且形态有明显差异。
④易区分的相对性状，便于观察和统计。
昆虫纲双翅目，体长3~4mm，幼虫多以腐烂果实上的酵母菌和真菌为食
♀
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
♂
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
性染色体
同型
异型
白眼
红眼
雌雄相互交配
（一）观察现象，提出问题
1.眼色的显性性状什么？
红眼
2.眼色遗传是否遵循分离定律？
是，F1雌雄相互交配，
F2代的性状分离比为3∶1。
3.如果基因位于染色体上，你认为这种基因可能在性染色体还是常染色体？
性染色体上。
如果位于常染色体上，F2代的雌蝇也会出现白眼性状。
基因位于染色体的实验证据
×
P
F1
F2
♀
♂
♀
2459
♂
986
♂
982
红眼
白眼
红眼
红眼
白眼
♂
♀
①基因只存在Y（Ⅲ区段）上
—伴Y染色体遗传（限雄遗传）
②基因只存在于X染色体（Ⅱ区段）上
—伴X染色体遗传（伴X显、伴X隐 ）
③在同源区段I
—Ｘ、Ｙ同源区段的基因是成对存在的。
基因位于染色体的实验证据
（二）分析问题，提出假说
假说①：控制白眼的基因是在Y染色体上，
X染色体上没有它的等位基因。
P
F1
×
红眼雌果蝇
X X
白眼雄果蝇
X Yw
比例
X X
红眼雌
X Yw
白眼雄
1 : 1
不符合
基因位于染色体的实验证据
×
P
F1
F2
雌雄相互交配
♀
♂
♀
2459
♂
986
♂
982
红眼
白眼
红眼
红眼
白眼
♂
♀
假说②：控制白眼的基因是在X染色体上,
Y染色体上没有它的等位基因。
红 ：白 = 3 ：1
P
F1
F2
×
红眼雌果蝇
XWXW
白眼雄果蝇
XwY
比例
XWXw红眼雌
XWY
红眼雄
×
XWXW
红雌
XWXw
红雌
XWY
红雄
XwY
白雄
符合
基因位于染色体的实验证据
（二）分析问题，提出假说
×
P
F1
F2
雌雄相互交配
♀
♂
♀
2459
♂
986
♂
982
红眼
白眼
红眼
红眼
白眼
♂
♀
假说③：控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上。
红 ：白 = 3 ：1
P
F1
F2
×
红眼雌果蝇
XWXW
白眼雄果蝇
XwYw
比例
XWXw红眼雌
XWYw
红眼雄
×
XWXW
红雌
XWXw
红雌
XWYw
红雄
XwYw
白雄
符合
（二）分析问题，提出假说
基因位于染色体的实验证据
×
P
F1
F2
雌雄相互交配
♀
♂
♀
2459
♂
986
♂
982
红眼
白眼
红眼
红眼
白眼
♂
♀
（三）演绎推理，验证假说
假说②：控制白眼的基因是在X染色体上,Y染色体上没有它的等位基因。
假说③：控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上。
亲本的选择：
实验一：
基因位于染色体的实验证据
红眼雌
白眼雄
P
F1
XWXw
XwY
×
XWXw
红眼雌
XwXw
白眼雌
XWY
红眼雄
XwY
白眼雄
红雌：白雌：红雄：白雄 = 1:1:1:1
比例
假说② 假说③
设计测交实验，F1红眼雌蝇与F2白眼雄蝇杂交。
红眼雌
白眼雄
P
F1
XWXw
XwYw
×
XWXw
红眼雌
XwXw
白眼雌
XWYw
红眼雄
XwYw
白眼雄
比例
红雌：白雌：红雄：白雄 = 1:1:1:1
（三）演绎推理，验证假说
假说②：控制白眼的基因是在X染色体上,Y染色体上没有它的等位基因。
假说③：控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上。
亲本的选择：
实验二：
基因位于染色体的实验证据
假说② 假说③
设计测交实验， 红眼雄蝇与白眼雌蝇杂交。
XWYW、XWYw、XwYW
红眼雄
白眼雌
P
F1
XWY
XwXw
×
XWXw
红眼雌
XwY
白眼雄
红雌 ：白雄 = 1 ：1
比例
纯合子
野生型
红眼雄
白眼雌
P
F1
XWYW
XwXw
×
XWXw
红眼雌
XwYW
红眼雄
红雌：红雄 = 1 ：1
比例
（四）实验验证
红眼雌性 红眼雄性 白眼雌性 白眼雄性
126 132 120 115
实验一：红眼雌与白眼雄
实验二：红眼雄与白眼雌
假说②符合
红雌：白雄=1：1
控制白眼的基因是在X染色体上, Y染色体上没有它的等位基因。
基因位于染色体的实验证据
控制白眼的基因是在X染色体上,Y染色体上没有它的等位基因。
摩尔根通过实验观察，把一个特定的基因和一条特定的染色体联系起来，最终确定了基因在染色体上的结论。从孟德尔理论的怀疑者成为孟德尔理论坚定的支持者。
基因位于染色体的实验证据
基因与染色体的关系
果蝇有4对染色体，携带的基因大约有1.3万个；人有23对染色体，携带的基因大约有2.6万。基因与染色体可能有怎样的对应关系呢？
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。
基因在染色体上呈线性排列。
荧光标记将基因定位在染色体上
短硬毛
棒状眼
深红眼
朱红眼
截翅
红宝石眼
白眼
黄身
03
孟德尔遗传规律的现代解释
A modern interpretation of Mendelian laws of heredity
孟德尔遗传规律的现代解释
孟德尔
根据豌豆遗传现象，
提出了遗传因子假说
1866年
萨顿
发现染色体行为，提出萨顿假说
1902年
摩尔根
利用果蝇的伴性遗传现象，证明了基因在染色体上的假说
1910年左右
个体性状遗传研究
第一次提出遗传因子这个物质
细胞遗传研究
性状遗传+细胞遗传
发现了染色体行为与孟德尔定律惊人的相似性
证明了基因的存在和位置
？
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
（图中染色体上的黑色横线代表基因的位置）
孟德尔遗传规律的现代解释
（一）基因分离定律的实质
a
A
a
杂合子体细胞
A
等位基因随同源染色体
的分开而分离
配子
配子
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。
孟德尔遗传规律的现代解释
（二）基因自由组合定律的实质
A
b
a
B
B
A
a
b
非同源染色体上的
非等位基因自由组合
A
a
B
b
杂合子体细胞
配子
配子
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分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
孟德尔遗传规律的现代解释
1.对人类基因组进行测序，
为什么首先要确定哪些染色体？
①基因位于染色体上;
②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。
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。①在常染色体中，每对同源染色体上形态、大小相同，结果相似，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；②性染色体X和Y差别很大，基因也大不相同，所人类基因组计划测定22条常染色体、两条性染色体X和Y基因序列。
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。
一、√× B D
二、1.只有白眼雌果蝇（XwXw）与红眼雄果蝇（XWY）杂交的子代，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.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。
3.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。
~~~~~练习与应用~~~~~
【例1】实验室中现有一批未交配过的纯种长翅灰体和残翅黑檀体果蝇。让两种性状的亲本多次交配后，F1果蝇无论雌雄均为长翅灰体。已知长翅和残翅这对相对性状受一对位于第Ⅱ号同源染色体上的等位基因A、a控制，灰体与黑檀体由等位基因B、b控制(只位于常染色体上)。请回答下列问题：
现只利用F1长翅灰体果蝇来研究控制灰体、黑檀体的等位基因是否也位于第Ⅱ号同源染色体上，请设计一套杂交方案，并作出判断。
①杂交方案：____________________________________________。
②推断及结论：若_______________________________________________，则灰体、黑檀体的基因位于Ⅱ号染色体；
若___________________________________________________________，
则灰体、黑檀体的基因不位于Ⅱ号染色体。
①F1雌雄果蝇杂交，观察统计F2的表型及比例　
产生的2种表型及比例为长翅灰体∶残翅黑檀体＝3∶1
产生的4种表型及比例为长翅灰体∶长翅黑檀体∶残翅灰体∶残翅黑檀体＝9∶3∶3∶1
【例2】某动物细胞中位于常染色体上的基因A、B、C分别对a、b、c为显性。用两个纯合个体杂交得F1，F1测交结果为aabbcc∶AaBbCc∶aaBbcc∶AabbCc＝1∶1∶1∶1。
则F1体细胞中三对基因在染色体上的位置是(　　)
【例3】果蝇的某对相对性状由等位基因G、g控制，且对于这对性状的表型而言，G对g为完全显性。受精卵中不存在G、g中的某个特定基因时会致死。用一对表型不同的果蝇进行交配，得到的子一代果蝇中雌∶雄＝2∶1，且雌蝇有两种表型。推测这对等位基因位于 染色体上， 基因纯合时致死
X
G
影响性别
隐性雌蝇是存活的
产生4种配子，abc、ABC、aBc、AbC