2.2 基因在染色体上课件(共34张PPT)2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2

(共34张PPT)
第2节 基因在染色体上
19世纪，孟德尔发现了遗传的两大定律（假说—演绎法）
1909年，丹麦生物学家约翰逊提出了“基因”的概念，用以替代遗传因子。
基因在哪里呢？
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。
2n=24
受精作用
减数分裂
精子
12条染色体
卵细胞
12条染色体
体细胞
24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。
一、萨顿的假说
基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因就在染色体上。
1.萨顿的假说内容
2.萨顿的假说依据
比较项目 基因的行为 染色体的行为
传递中的特点
存在形式 体细胞中
配子中
体细胞中的 来源
形成配子时的分配特点
在杂交过程保持完整性和独立性
在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构
成对
成对
只有成对的基因中的一个
只有成对的染色体中的一条
成对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
非等位基因自由组合
非同源染色体自由组合
一、萨顿的假说
类比推理法
D d
D D
d d
请你在图中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。
×
减数分裂
受精作用
减数分裂
高茎
P
配子
F1
F1配子
D d
F2
矮茎
高茎
高茎
高茎
高茎
矮茎
D
d
d
D D
d d
D
d
减数分裂
D
D d
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！
摩尔根
他一直琢磨着设计一个实验，探究生物的遗传与染色体到底什么关系。
1909年开始，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。1910年5月，他发现了一只白眼的突变果蝇。他开始用这只果蝇进行实验。
类比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。
果蝇作为遗传研究材料的优点（P30相关信息）
二、基因位于染色体上的实验依据
① 个体小，易饲养
② 繁殖快，后代多
③ 具有易于区分的相对性状
④ 染色体少（4对）且大，易观察
雌性：
雄性：
染色体
性染色体
常染色体
（与性别无关的染色体）
（与性别有关的染色体）
6条+XX
6条+XY
（异型）
（同型）
雌性：
雄性：
（雌、雄异体的生物才有！）
果蝇Y染色体比X染色体长!
1.哪些属同源染色体？
2.果蝇含 对染色体。其中有 对常染色体， 对性染色体。
3.同型与异型是针对 （“性”、“常”）染色体。
3
1
4
性
×
♀
P
♂
F1
F2
雌雄自由交配
♀、♂
♀
2459
♂
986
♂
982
红眼
白眼
红眼
红眼（3/4）
白眼（1/4)
如何判断果蝇眼色的显隐性性状？
与孟德尔的豌豆杂交实验的结果相比，有什么不同点？
2、提出问题
1、观察现象
眼色遗传是否遵循分离定律？
3、分析问题
1、F1全为红眼，说明红眼为显性性状
2、F2中红眼：白眼=3：1，符合分离定律
3、白眼性状的表现总是与性别相关联
为什么白眼均是雄性呢？
二、基因位于染色体上的实验依据
X
Y
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
(1)非同源区段
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。
(2)在同源区段Ⅱ
基因的表示方法
X X
-
-
雌性：
X Y
-
雄性：
如果基因在常染色体上:
如果基因在性染色体上:
DD、Dd、dd
先写性染色体，再把基因写染色体右上角，Y染色体上没有就不写
XY
-
雄性：
X X
-
-
雌性：
X Y
-
雄性：
-
摩尔根的果蝇杂交实验--性染色体
XX
雌性：
（2）提出假说
P
F1
F2
红眼（雌、雄）
白眼（雄）
3/4
1/4
红眼
×
红眼（雌）
白眼（雄）
“如果控制白眼的基因（w）在X染色体上，而Y染色体上不含它的等位基因，上述现象可以得到合理解释”（教材P31）
雌果蝇种类：
红眼 XWXW、XWXw
白眼 ＸwＸw
雄果蝇种类：
红眼 ＸWＹ
白眼 ＸwＹ
二、基因位于染色体上的实验依据
XWXW
×
XwY
XW
Y
Xw
XWY
XWXw
P:
F2:
F1:
配子:
Xw
XW
Y
XW
XWXW
XWXw
XWY
XwY
×
红眼（雌）
白眼（雄）
红眼（雌）
红眼（雄）
红眼♀
红眼♂
红眼♀
白眼♂
♂
♀
红眼 × 白眼
（雌） （雄）
P:
F1:
F2:
雄雌交配
红眼（雄雌）
红眼 白眼
（雌、雄）
（雄）
3 ： 1
二、基因位于染色体上的实验依据
（3）解释问题
(4)演绎推理(纸上谈兵)
XWXw × XwY
XWX w
XwY
F1：
P：
配子：
红眼（雌） 白眼（雄）
XW Xw
Xw
Y
XwXw
XWY
红雌
白雌
红雄
白雄
XWY × XwXw
XWX w 红雌
XwYW白雄
F1：
P：
配子：
红眼（雄） 白眼（雌）
XW
Xw
Y
测交1
测交2
二、基因位于染色体上的实验依据
——测交：F1×隐性纯合子
1 ： 1 ： 1 ： 1
1 ： 1
（5）实验验证（实际测交实验）
红眼雌蝇 红眼雄蝇 白眼雌蝇 白眼雄蝇
126 132 120 115
实验结果：
测交1：
测交2：
子代中雌蝇均为红眼，雄蝇均为白眼。
二、基因位于染色体上的实验依据
二、基因在染色体上的实验证据
位于X和Y染色体的同源区段上。
XWXW红眼（雌）
×
XwYw白眼（雄）
XW
Yw
Xw
XWYw红眼（ 雄 ）
XWXw红眼（ 雌 ）
×
P
F2
F1
配子
配子
XW
Xw
XW
Yw
XWXW红眼(雌 ）
XWXw红眼(雌)
XWYw红眼(雄)
XwYw白眼(雄 )
只位于X染色体上(B段)。
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 )
假说一：
假说二：
二、基因在染色体上的实验证据
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
假说二：位于X和Y染色体的同源区段上。
假说一：只位于X染色体上。
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
演绎推理
二、基因在染色体上的实验证据
红眼雌性 红眼雄性 白眼雌性 白眼雄性
126 132 120 115
怎么办
追
加→
实
验
XwXw × XWY
白眼(雌)
红眼(雄)
XwXw × XWYW
白眼(雌)
红眼(雄)
假说二：位于X和Y染色体的同源区段上
假说一：只位于X染色体上
P
F1
P
F1
红眼雌性 白眼雄性
126 115
√
（4）实验验证
↓
XWXw XwY
红眼(雌)
白眼(雄)
↓
XWXw XwYW
红眼(雌)
红眼(雄)
决定果蝇眼色(红眼和白眼)基因位于X染色体上，而Y染色体不含其等位基因，
亦证明基因位于染色体上。
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！
沃尔特·萨顿
（6）得出结论
回顾摩尔根的实验：
孟德尔
萨顿
摩尔根
实验证据：遗传因子（基因）遗传规律
观察到减数分裂
染色体的行为规律
假说：基因在染色体上
实验证据：基因在染色体上
假说—演绎法
类比推理法
假说—演绎法
提出
问题
提出
假说
演绎
推理
实验
验证
为什么白眼性状与性别相关
控制白眼的基因在X染色体上
设计测交实验，预测结果
进行测交实验
得出结论
假说正确，得出结论
(1)萨顿利用假说—演绎法，推测基因位于染色体上 (　　)
(2)体细胞中基因成对存在，配子中只含1个基因(　　)
(3)蝗虫体细胞中的24条染色体，12条来自父方，12条来自母方(　　)
×
×
√
(4)摩尔根的果蝇杂交实验运用了假说—演绎法(　　)
(5)摩尔根果蝇杂交实验中，F2发生了性状分离(　　)
(6)果蝇杂交实验中，眼色遗传与性别有关(　　)
√
√
√
习题检测
果蝇X染色体上的一些基因
结论：1、一条染色体上应该有许多个基因。
2、基因在染色体上呈线性排列。
资料：果蝇只有4对染色体，携带的基因有1.3万多个；人只有23对染色体，却有约2.6万个基因。
荧光标记技术
三、基因定位
测定方法：荧光标记法
细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？
不是
真核生物的基因
细胞核基因：位于染色体上
细胞质基因：位于叶绿体和线粒体的DNA中
原核生物的基因：
主要在拟核DNA
病毒：无细胞结构，无染色体，基因位于DNA或RNA上
三、基因定位
四、孟德尔遗传规律的现代解释
——分离定律的实质
A
A
A
a
A
A
a
a
a
a
a
a
A
A
分裂
间期
减数
分裂Ⅰ
减数
分裂Ⅱ
减数
分裂Ⅱ
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，独立的随配子遗传给后代。
发生的时期：减数第一次分裂后期
——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_______________________彼此分离的同时，__________________________自由组合。
四、孟德尔遗传规律的现代解释
同源染色体上的等位基因
非同源染色体上的非等位基因
发生的时期：减数第一次分裂后期
理解：基因自由组合定律的实质
非同源染色体上的非等位基因自由组合。
非等位基因
同源染色体上
非同源染色体上
等位基因
A
D
a
d
B
b
位于同源染色体的同一位置，控制相对性状的基因。
A
a
B
b
2对等位基因位于2对同源染色体上
A
a
B
b
2对等位基因位于1对同源染色体上
两对等位基因独立遗传
满足基因的自由组合定律
两对等位基因不独立遗传
不满足基因的自由组合定律
孟德尔遗传规律的现代解释
摩尔根：遗传第三大定律——基因的连锁互换定律
A
A
a
a
B
B
b
b
A
A
a
a
B
B
b
b
A、B基因连锁
B、b基因互换
P33
四、孟德尔遗传规律的现代解释
减数分裂时是不是所有非等位基因都可自由组合？
C
c
能够自由组合的：A（a）与B（b），C（c）与B（b）
不能够自由组合的：A（a）与C（c）
基因的连锁
不是，同源染色体上的非等位基因不可自由组合
连锁遗传：生殖细胞形成过程中，位于同一条染色体上的基因是连锁在一起的，作为一个单位进行传递。
减数分裂Ⅱ
间期
减数分裂Ⅰ
连锁不交换
AABB × aabb
1.完全连锁
四、孟德尔遗传规律的现代解释
减数分裂Ⅱ
间期
减数分裂Ⅰ
连锁且交换
AABB × aabb
2.不完全连锁
四、孟德尔遗传规律的现代解释
分离 定理 基因位置
配子比例 A:a=1：1
自由组合定律 基因位置
配子比例 AB:Ab：aB:ab =1：1：1：1
AB:ab=1：1
Ab:aB=1：1
AXB:AY：aXB:aY
=1：1：1：1
知识拓展：生物个体产生配子种类分析
甲乙自交后代性状分离比是否一致？
基因连锁现象
下列图示中遵循自由组合现象的是？他们自交后代的基因型及其比例分别是？
分离定律
分离定律
分离定律
自由组合定律
AABB:AaBb:aabb
1 : 2 : 1
AAbb:AaBb:aaBB
1 : 2 : 1
A_B_:A_bb:aaB_:aabb
9: 3 : 3 : 1
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，为什么首先要确定哪些染色体
2.为什么不测定全部46条染色体
讨论
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。
基因位于染色体上，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。
问题探讨
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
课堂小结