2.2 基因在染色体上课件(共27张PPT) 2023-2024学年高一生物人教版（2019）必修2

(共27张PPT)
基因在染色体上
第2节
人教版 必修2
1.能说出基因和染色体之间存在的平行关系。
2.能基于基因和染色体的相关事实，阐明基因在染色体上，并概述摩尔根的果蝇实验。
3.能从基因和染色体的关系角度，对孟德尔遗传定律作出现代解释。
46条
23对
常染色体22对
性染色体1对
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
因为基因在染色体上，要测定某个基因序列，首先要确定该基因在哪条染色体上，如果要测定人类基因组的基因序列，就要知道包含人类基因组的全部染色体组由哪些染色体组成。
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。
问题探讨
　　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），它们的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。
萨顿的假说
1、研究方法：类比推理法
由两类对象具有某些类似特征，和其中一类对象的某些已知特征，推出另一类对象也具有这些特征的推理称为类比推理 简言之，类比推理是由特殊到特殊的推理
观察、比较
联想、类推
猜想新结论
类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要实验的检验。
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
2、萨顿将基因与染色体的行为进行比较
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
3、基因与染色体的平行关系
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
等位基因分离
非等位基因自由组合
同源染色体分离
非同源染色体自由组合
阅读29页内容，填写下表
高 茎
高 茎
矮 茎
高 茎
D d
D D
d d
D d
d d
在染色体上标注基因符号，解释孟德尔的杂交实验
×
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
思考.讨论
D D
D
D d
d
我不相信孟德尔，
更难以相信萨顿毫无事实
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基因和染色体的关系！
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（T.H.Morgan)的强烈质疑。
果蝇
基因位于染色体上的实验证据
摩尔根
（T.H.Morgan,1866-1945）
阅读课本P30【相关信息】，总结果蝇作遗传学实验材料的优点。
1.易饲养
4.染色体少
1、实验材料果蝇
遗传学研究常用的实验材料：果蝇（果蝇是昆虫纲双翅目的一种小型蝇类，体长3－4mm，在制醋和腐烂水果的地方可以看到。）
2.繁殖快
3.相对性状明显
（1）果蝇作为遗传学材料的优点
3对常染色体+
3对常染色体
XX
+XY
（2）果蝇的染色体组成
常染色体:雌雄个体细胞中相同，不决定性别的染色体。
性染色体:雌雄个体细胞中不相同，决定性别的染色体。
性染色体有1对，雌性体细胞中含有两个同型的性染色体用XX表示，雄性体细胞中含有两个异型的性染色体用XY表示。
果蝇体细胞中的染色体组成图解
F2
1/4
是否符合孟德尔的分离定律？
红眼（雌、雄）
P
F1
（雌、雄）
×
雌雄交配
红（雌）
白眼（雄）
白眼（雄）
（1）观察现象、发现问题
2、摩尔根的果蝇杂交实验——假说演绎法
红眼
F1
3/4
？
（2）提出问题：白眼性状为什么与性别相关联？
白眼果蝇都是雄的
控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因。
（3）作出假说，对于实验现象的解释
w
X染色体上的白眼基因w书写为：
Xw
红眼基因W书写为：
XW
雌果蝇基因型有：
XWXW（红眼）
XWXw（红眼）
XwXw（白眼）
雄果蝇基因型有：
XWY（红眼）
XwY（白眼）
常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上;如：Dd、dd
性染色体上的基因须将性染色体及其上的基因一同写出
注意基因的写法：
W
W
运用上述假说，解释实验现象：
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 )
合理的解释
假说的正确

讨论
1.你能运用上述果蝇杂交实验的知识设计一个实验，来验证他们的解释吗？
2.如果控制白眼的基因在Y染色体上，还能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗？
（4）测交实验，进行演绎推理
×
XWXw
XwY
XW
Xw
Y
Xw
配子
XWXw
XW Y
XwXw
XwY
测交后代
雌红 ： 雄红： 雌白： 雄白
F1
1 ： 1 ： 1 ： 1
摩尔根实际的实验结果：
126
132
120
115
与理论推测一致，完全符合假说
该结果与基因位于常染色体上时结果相同，因此，该结果无法验证假说，但通过本实验得到了白眼雌果蝇。
该结果能够验证假说吗？
×
XwXw
XWY
测交
红眼雌蝇
白眼雄蝇
1 ： 1
测交后代
摩尔根等人进一步验证：
——证明了控制果蝇眼色的基因在X染色体上
——得出结论
配子
XW
Xw
Y
XWXw
XwY
演绎推理：
测交
得出结论：
基因在染色体上
白眼性状的表现总是与性别相联系
提出问题：
假说
演
绎
法
回顾摩尔根的实验：
作出假说：
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
正是他们的工作，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。
2024/1/13
2、如果控制眼色的基因在Y染色体上，还能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗？
如果控制白眼的基因在Y染色体，红眼基因在X染色体上，因为X染色体上的红眼基因对白眼基因为显性，所以不会出现白眼雄果蝇，这与摩尔根的果蝇杂交实验结果不符；
如果控制白眼的基因在Y染色体上，且X染色体上没有显性红眼基因，白眼雄果蝇与红眼雌果蝇的杂交后代中雄果蝇全为白眼，也不能解释摩尔根的果蝇杂交实验。
3、基因与染色体的数量、位置关系
果蝇的体细胞有4对染色体，携带的基因有1.3万多个。
人的体细胞有23对染色体，携带的基因有2.6万多个。
一条染色体上应该有许多个基因
思考？
结论：
问题：
基因在染色体上是如何排列的呢？
（1）数量关系
基因在染色体上呈线性排列
摩尔根和他的学生们经过十多年的努力，发明了测定基因在染色体上相对位置的方法，并绘制了第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置图，同时也说明了：
（2）位置关系
1、基因的分离定律的实质：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，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
D
d
1
2
D
d
1
2
D
d
D
1
D
d
2
d
d
D
D
d
孟德尔遗传规律的现代解释
A
a
精原细胞
初级精母细胞
A
a
A
a
次级精母细胞
A
A
a
a
A
a
A
a
精细胞
等位基因分离过程：
（1）等位基因的概念：
位于同源染色体上同一位置，控制相对性状的基因。
如：A和a
注意：A和A、a和a叫做相同基因
（2）等位基因分离的原因：
随同源染色体的分离而分离
（3）等位基因分离的时间：
减数分裂Ⅰ后期
2、基因的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。
A
a
B
b
A
B
A
B
A
B
a
b
a
b
a
b
A
B
A
B
a
b
a
b
a
A
B
b
A
B
A
B
a
b
a
b
A
A
b
b
a
a
B
B
或
非等位基因自由组合过程：
自由组合的原因：
随非同源染色体的自由组合而自由组合。
自由组合的时间：
减数分裂Ⅰ后期