生物人教版（2019）必修2 2.2基因在染色体上（共33张ppt）

(共33张PPT)
基因在染色体上
1 2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 21 22 23
1 2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 21 22 23
男
女
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。
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
在常染色体中，每对同源染色体上分布的基因是相同的或等位基因，所以每对只测序1条即可；而性染色体X和Y的差别很大，两条性染色体都要测序，因此测定22条常染色体和两条性染色体，共24条。
受精作用
受精卵
亲代
配子
子代
染色体行为
基因行为
DD
dd
D
d
Dd
Dd
受精作用
看不见的
染色体
基因在染色体上
推理
基因
看得见的
平行关系
一、萨顿的假说
基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因在染色体上。
2.依据
基因和染色体存在着明显的平行关系
1.内容
科学研究方法之一
——
类比推理
萨顿（W.Sutton）
美国遗传学家
同源染色体
一条来自父方，
一条来自母方
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
尝试分析基因与染色体的关系
成对
成对
成单
成单
成对的基因
一个来自父方，
一个来自母方
非等位基因自由组合
非同源染色体
自由组合
类比：基因和染色体之间具有平行关系
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”，请在图中的染色体上标出基因符号，解释孟德尔一对相对性状的杂交试验。
高 茎
高 茎
矮 茎
高 茎
D d
D D
d d
D d
d d
×
减数
分裂
受 精
减数
分裂
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
基因真的位于染色体上吗？
萨顿的假说遭到同时代的遗传学家摩尔根的强烈质疑。
二、摩尔根实验
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。
1909年
我不相信孟德尔，更
难以相信萨顿那家伙毫无
事实根据的臆测！
我更相信的是实验证据我要通过确凿的实验找到遗传和染色体的关系！
“材料选对了就等于实验成功了一半”
果蝇
昆虫纲双翅目，体长3—4mm。在制醋和腐烂水果的地方常常可以看到。
常用作遗传学研究的实验材料。
寻找证据之路……
实验材料
作为实验动物，果蝇有什么优点？
（1）个体小，易饲养
用一只牛奶瓶，放一些捣烂的香蕉，就可以饲养数百甚至上千只果蝇。
（2）繁殖快，后代数量大
在25℃左右温度下十几天就繁殖一代，一只雌果蝇一代能繁殖数百只。
（3）果蝇体细胞中染色体数目少且形状有明显差别
常染色体：与性别决定无关的染色体。
性染色体：与性别决定有关的染色体
雌性：3对常染色体+ＸＸ
雄性：3对常染色体+ＸＹ
（4）果蝇有众多容易区分的相对性状，便于观察、统计
长翅
残翅
白眼
红眼
摩尔根和他的学生在实验室里养了大群野生型红眼果蝇，
几年里没发现白眼果蝇。
野生果蝇的红眼基因纯合
说明野生果蝇的红眼基因是纯合的还是杂合的？
野生型果蝇均为红眼；偶然出现一只白眼雄果蝇·····
F2
3 ： 1
白眼果蝇
都是雄的
（雌、雄）
P
F1
红眼（雌、雄）
×
F1雌雄交配
红眼是
显性性状
3：1的性状分离比符合分离定律
摩尔根的果蝇杂交实验
控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因。
为什么白眼性状的表现总与性别相关联？
基因的表示方法
基因在常染色体上：DD、Dd、dd
基因在性染色体上：基因符号写在性染色体符号的右上角。
①基因只存在于X染色体（Ⅰ区段）上。
②基因只存在Y（Ⅲ区段）上。
Ｘ、Ｙ同源区段的基因是成对存在的。
X Y
-
雄性：
XY
-
雄性：
X Y
-
雄性：
-
在非同源区段
在同源区段Ⅱ
X
Y
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
X
Y
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
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。
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。
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。
控制白眼的基因（用w表示）
×
♀
P
♂
F1
♀♂
红眼
白眼
红眼
不符合
红眼雌果蝇
X X
×
白眼雄果蝇
X Yw
P
F1
X X
红眼雌
X Yw
白眼雄
1 : 1
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。
符合
红 ：白 = 3 ：1
P
F1
F2
×
红眼雌果蝇
XWXW
白眼雄果蝇
XwY
XWXw
红眼雌
XWY
红眼雄
×
XWXW
红雌
XWXw
红雌
XWY
红雄
XwY
白雄
×
♀
P
♂
F1
F2
自由交配
♀♂
♀
♂
红 ：白 = 3 : 1
♂
红眼
白眼
红眼
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
XWXw
红眼雌
XWYw
红眼雄
×
XWXW
红雌
XWXw
红雌
XWYw
红雄
XwYw
白雄
符合
×
♀
P
♂
F1
F2
自由交配
♀♂
♀
♂
红 ：白 = 3 : 1
♂
红眼
白眼
红眼
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
野生
红眼雄
白眼雌
P
F1
XWY
XwXw
×
XWXw
红眼雌
XwY
白眼雄
红雌 ：白雄 = 1 ：1
测交实验：F1红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交。
符合
补充反交实验：
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
假说③：控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上。
野生
红眼雄
白眼雌
P
F1
XWYW
XwXw
×
XWXw
红眼雌
XwYW红眼雄
红雌：白雌：红雄：白雄
= 1：1：1：1
全为红眼果蝇
测交实验：F1红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交。
不符合
补充反交实验：
沃尔特·萨顿
我就说基因在染色体上吧！你还不信！
托马斯·亨特·摩尔根
好好好，都听你的！
验证假说：
测交
得出结论：
基因在染色体上
控制白眼基因（w）在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因
白眼性状的表现总是与性别相联系？
提出问题：
作出假说：
假说
演
绎
法
从此，摩尔根成了 理论的坚定支持者
孟德尔
回顾摩尔根的实验：
人的体细胞只有23对染色体，却有3～3.5万个基因，
基因与染色体可能有怎样的对应关系呢？
基因在染色体上呈线性排列
思考？
一条染色体上有许多个基因
结论：
果蝇的4对染色体上却有数百个基因
荧光标记技术
不是。
①真核生物的核基因都位于染色体上，而质基因位于线粒体等细胞器内；
②原核生物的基因有的位于拟核区DNA分子上，有的位于细胞质的质粒上。
思考：细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？
在基因研究中，下列成就分别是由哪些科学家来完成的？
①提出“性状是由遗传因子决定的”观点。
②把“遗传因子”改为“基因”，并提出“等位基因”概念。
③提出“基因在染色体上”的假说。
④用实验证明了“基因在染色体上”。
孟德尔
约翰逊
摩尔根
萨顿
重要遗传学发展历
假说—演绎法
假说—演绎法
d
B
B
a
A
D
等位基因
等位基因
非同源
染色体
非等位基因
相
同
基
因
同源
染色体
同源
染色体
等位基因：
同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因
1
2
3
4
a
A
a
A
等位基因随同源染色体的分开而分离
杂合子体细胞
配子
配子
三、孟德尔遗传规律的现代解释：
在杂合体的细胞中，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，独立的随配子遗传给后代。
1.基因分离定律的实质：
分离的时间：
减数第一次分裂后期
A
a
B
b
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
杂合子体细胞
配子
配子
2.基因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
分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
自由组合的时间：
减数第一次分裂后期
基因在染色体上
萨顿的假说
基因和染色体存在着明显的平行关系
内容：基因在染色体上
依据：
基因位于染色
体上的证据
果蝇的杂交实验
结论：基因在染色体上
孟德尔遗传规律的现代解释
基因的分离定律的实质
基因的自由组合定律的实质
小结：
右图示果蝇的原始生殖细胞，图中1、1′…4、4 ′
表示染色体,B、b、W、w分别表示控制不同性状的基因。果蝇的红眼和白眼分别由位于X染色体上的W、w控制，请据图回答下列问题：
（1）该细胞是_____________。
（2）图中的____________________________属常染色体，而__________属性染色体。
卵原细胞
1、1′、2、2′、3、3′
4、4 ′
（3）该细胞中有_____个DNA分子。
（4）该果蝇基因型可写成____________________。
（5）经减数分裂它可产生__________种基因型的配子。
8
BbXWXw
4