生物人教版（2019）必修2 2.2基因在染色体上（共32张ppt）

(共32张PPT)
第2章 基因和染色体的关系
第2节 基因在染色体上
遗传与进化
Thomas H. Morgan
学习目标
学习目标
01
02
03
掌握运用假说——演绎法证明基因在染色体上的过程。(科学探究)
说出萨顿假说的内容和依据。(科学思维)
根据摩尔根的杂交实验，说出孟德尔遗传规律的实质。(社会责任)
对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测哪些染色体？
基因在染色体上
2. 为什么不测定全部46条染色体，而只测定24条？
22对常染色体+XY性染色体
常染色体中的每对同源染色体上分布的是相同基因或是等位基因，测一条即可。
性染色体X和Y差别较大，基因也大不相同，所以X和Y都要测序
若测定46条，耗资巨大，工作量增加一倍，但得到的绝大多数基因序列都是重复的。
1 2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
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思考问题
1903年，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。
即染色体的行为和基因的行为高度一致
萨顿
萨顿的假说
3.如果你也认为基因在染色体上，请完成教材的P30“思考 讨论”
比较项目 基因的行为 染色体的行为
体细胞中存在形式
配子中的存在形式
体细胞中的来源
形成配子时组合方式
传递中的性质
基因与染色体的关系 1. 萨顿的推论是什么？提出这一结论的依据是什么？
2. 完成下列表格，进一步理解基因与染色体存在明显的平行关系。
萨顿的假说
萨顿的假说
比较项目 遗传因子（基因）的行为 染色体的行为
传递中 的性质 杂交过程中保持： ____________________________ 配子形成和受精作用：
_____________________________
体细胞中 存在形式 _________存在
_________存在
在配子中 存在形式 只有成对遗传因子中的________ 只有成对染色体中的________
体细胞 中的来源 成对的遗传因子 一个来自______一个来自______　 同源染色体
一条来自______一条来自______
形成配子 组合方式 控制不同性状的遗传因子：______________ 非同源染色体：
______________
自由组合
完整性和独立性
也具有相对稳定的形态结构
成对
成对
一个
一条
父方
母方
父方
母方
自由组合
3.如果你也认为基因在染色体上，请完成教材的P30“思考 讨论”
思考问题 教材P29-30
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
F2
d
D
d
D
D D
D
D d
d
萨顿的假说
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
推理
基因
看得见的
平行关系
高茎
矮茎
高茎
矮茎
基因在染色体上
假说
推理
得出
结论
一定正确吗？
实验验证
萨顿的假说
基因位于染色体上的实验证据
果蝇实验
孟德尔用豌豆，我用啥呢？
优点：P30
①易饲养，繁殖快；
②后代多；
③相对性状多且明显；
④染色体数目少，便于观察
蝇室
XY型性别决定方式：
♀ ：3对常染色体+XX
♂ ：3对常染色体+XY
(同型)
(异型)
胚胎学家摩尔根
1866-1945
♀
♂
基因位于染色体上的实验证据—实验材料选择
孟德尔用豌豆，我用啥呢？
蝇室
胚胎学家摩尔根
1866-1945
遗传学奠基人
验证视力的“用进废退”学说
暗室繁殖68代
无果
人工方法诱导突变
X射线和镭射线照射，不让它们睡觉，整日整夜摇动它，给它们喝糖水、咸水、酸水或碱水，改变光照强度时间等等
“蠢事”做尽
绝望之际，偶然发现一只白眼雄果蝇，开启了摩尔根遗传学研究之路。
基因位于染色体上的实验证据—实验材料选择
说明：
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。
现象：红眼与白眼为一对相对性状
问题：
为什么F2中白眼只在雄性出现？(为什么白眼性状与性别关联)
对孟德尔“黑转粉”
基因位于染色体上的实验证据—观察现象，发现问题
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
红眼
分离
①果蝇杂交实验提出问题
位于常染色体上：AA、Aa、aa
仅位于X染色体上：
位于XY同源段上：
再用符号体系
常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上
性染色体上的基因须将性染色体及其上的基因一并写出（如XAXA ）
仅位于Y染色体上：
XAXA、XAXa、XaXa、XAYA、XAYa、XaYA、XaYa
XAXA、XAXa、XaXa、XAY、XaY
XYA、XYa
基因位于染色体上的实验证据—提出假说，解释问题
B.只位于Y染色体上(Ⅱ1)。
P
F1
×
红眼雌果蝇
XX
白眼雄果蝇
XYw
比例
XX
红眼雌
XYw
白眼雄
1 : 1
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—提出假说，解释问题
基因位于染色体上的实验证据—提出假说，解释问题
P
F1
F2
红雌、红雄
白 雄
×
红 雌
白 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”
XwY
XWXW
XWXw
、XWY
XWXW、XWXw、XWY
XwY
3 : 1
雌果蝇种类：
红眼（XWXW、XWXw）
白眼（XwXw）
雄果蝇种类：
红眼（XWY）
白眼（XwY）
XW
Xw
XW
Y
XWXW
XWXw
XWY
XwY
雄配子
雌配子
基因位于染色体上的实验证据—设计实验，演绎推理
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
XwY白雄
F1：
P：
配子：
红眼（雄） 白眼（雌）
XW
Xw
Y
测交
正交
反交
基因位于染色体上的实验证据—设计实验，验证假说
红眼雌蝇 红眼雄蝇 白眼雌蝇 白眼雄蝇
126 132 120 115
实验结果：
子代中雌蝇均为红眼，雄蝇均为白眼。
得出结论：
控制果蝇白眼的基因只位于X染色体上，而Y染色体不含其等位基因，基因在染色体上。
测交方案1
测交方案2
回顾摩尔根的果蝇实验
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，证明了基因在染色体上。摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者。
作出假说
控制眼色基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因
得出结论
基因在染色体上
提出问题
白眼性状的表现总是与性别相联系
演绎推理
测交
假说
演
绎
法
二.基因位于染色体上的实验证据
果蝇X染色体上的一些基因
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
基因是不是只在染色体上？
细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？
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。
孟德尔遗传定律的现代解释
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
1
2
3
4
孟德尔遗传定律的现代解释
① 等位基因：位于同源染色体上同一位置，控制相对性状的基因。
② 非等位基因：位于非同源染色体上或者同源染色体不同位置上的基因。
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
2
1
d
D
2
1
d
D
d
2
d
D
1
D
D
d
d
D
分离定律发生时期：
从细胞角度解释等位基因分离原因：
减数分裂形成配子过程中
减Ⅰ
减Ⅱ
回顾减数分裂过程，说出分离定律具体时期：
减Ⅰ后期
减数分裂同源染色体分离，等位基因被动分离
孟德尔遗传定律的现代解释
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。
d
D
2
1
e
E
4
3
减Ⅰ
d
D
2
1
e
E
4
3
D
d
E
e
D
1
E
3
D
E
d
2
e
4
d
e
D
1
e
4
D
e
d
2
E
3
d
E
情况1
情况2
自由组合定律时期：
从细胞角度解释自由组合原因：
减数分裂形成配子过程中
具体时期：
减Ⅰ后期，与分离定律同时
减数分裂非同源染色体自由组合，非等位基因被动组合
非同源染色体上的非等位基因
孟德尔遗传定律的现代解释—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彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
减数分裂Ⅰ
分裂间期
a a
A A
减数分裂Ⅱ
A a
B b
A A
a a
B B
b b
B B
b b
a
b
A
B
a
A
B
时间：减数分裂Ⅰ后期
还可以产生哪两种配子？
Ab、aB
孟德尔遗传定律的现代解释—基因自由组合定律的实质
b
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：
基因在染色体上的证据
(现象→假说→推理→验证→结论)
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
假说演绎法
课堂总结
基因与染色体的关系
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。( )
√
×
基因关系
等位基因（复等位基因）
相同基因
非等位基因
同源染色体相同位置
同源染色体不同位置
+
非同源染色体上
B/b
E/E
a/E
B/E
A
a
B
b
E
E
杂合子体细胞
控制同一种性状
都
概念检测
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
a/E为连锁
所有
基因关系
等位基因（复等位基因）
相同基因
非等位基因
同源染色体相同位置
同源染色体不同位置
+
非同源染色体上
B/b
E/E
a/E
B/E
A
a
B
b
E
E
杂合子体细胞
控制同一种性状
自由组合
非同源染色体上
非等位基因
概念检测
2.基因主要位于染色体上，下列关于基因和染色体关系的表述，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
基因
原核生物基因
真核生物基因
拟核
质粒
核基因
质基因
：染色体上呈线性排列
基因间隔区
不形成染色体
主要
主要
就是
概念检测
白眼雄
红眼雌
XwY
XWX
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
P
X
白眼雌
红眼雄
XwXw
XWY
F1
XWXw
XwY
红眼雌
白眼雄
P
X
F1
XWXw
XWY
红眼雌
红眼雄
W
P
X
F1
w
白眼雄
红眼雌
XwY
XWX
红雄
XWXw
XWY
红雌
XaXw
XwY
白雌
白雄
雌
雄
红眼：
白眼
1 ：
0
0 ：
1
红眼：
白眼
1 ：
0
1 ：
0
1 ：
1
1 ：
1
红眼：
白眼
有性别差异
无性别差异
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
拓展应用
红眼雄
红眼雌
XWY
XWX
W
XWX
红眼雄
红眼雌
XWY
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
P
X
白眼雌
白眼雄
XwXw
XwY
P
X
P
X
w
P
X
白眼雌
红眼雄
XwXw
XWY
F1
XWXw
XwY
红眼雌
白眼雄
P
X
F1
XWXw
XWY
红眼雌
红眼雄
W
白眼雄
红眼雌
XwY
XWX
P
X
F1
w
白眼雄
红眼雌
XwY
XAX
红雄
XWXw
XWY
红雌
XwXw
XwY
白雌
白雄
F1
XwXw
XwY
白眼雌
白眼雄
F1
XWXW
XWY
红眼雌
红眼雄
F1
红雄
XWXW
XWY
红雌
XWXw
XwY
红雌
白雄
XwY
白雄
同型隐，异型显用途
① 判断基因是否位于性染色体上
② 伴性遗传中，根据子代表现型判断性别
习题巩固
5.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）该果蝇经减数分裂它可产生__________种基因型的配子。
8
BbXWXw
4
红眼果蝇
朱红眼果蝇
白眼果
野生型
突变型
突变型
基因位于染色体上的实验证据—实验材料选择