生物人教版（2019）必修2 2.2基因在染色体上（共27张ppt）

(共27张PPT)
必修2
第2章
第2节
基因在染色体上
导入
生物界的“真香”事件
托马斯·亨特·摩尔根
沃尔特·萨顿
格雷戈尔·孟德尔
萨顿的假说
减数分裂
受精卵
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,
Q.为什么等位基因的分离与减数分裂过程中同源染色体的分离相似？
父方
精子
母方
减数分裂
卵子
24条染色体
24条染色体
12条染色体
12条染色体
受精作用
24条染色体
有丝分裂
萨顿推论：基因（遗传因子）是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。
基因与染色体有着明显的平行关系：
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
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
萨顿推论：基因在染色体上
科学方法：类比推理法
Q.类比推理法得出的结论一定是正确的吗？
1.同源染色体与基因的成对存在和成单存在时平行的。
2.基因在细胞分裂各时期显示了与染色体同样的行为特征。
3.减数分裂过程中，基因和染色体在分离与组合时都具有相对性和独立性。
划重点：
Q.萨顿推出基因位于染色体上，是否是所有的基因都位于染色体上？
真核生物
核基因：
质基因
核基因位于染色体上
线粒体DNA(mtDNA)
叶绿体DNA
原核生物
拟核中环状DNA上的基因
质粒DNA上的基因
病毒：位于遗传物质DNA/RNA上
分析减数分裂中基因和染色体的关系
A
A
高茎
矮茎
减数分裂
A
减数分裂
a
受精作用
A
a
减数分裂
a
a
A
a
a
A
A
a
A
A
A
a
A
a
a
a
A
a
X
A
a
基因位于染色体上的实际证据
不可能！
假的！
摩尔根：我不相信孟德尔的遗传理论，萨顿用类比推理的方法提出基因位于染色体上的假说，对此我持怀疑态度，这只是主管臆测，并不具有逻辑的必然性，其正确与否还需要设计实验来验证。
材料选对了，实验就成功了一般。孟德尔使用豌豆作为实验材料，我该选择什么材料呢？
1.果蝇作为遗传学研究的实验材料的优点：
(1)个体小、易饲养；
(2)繁殖快（在室温下10多天就繁殖一代）；
(3)后代多（一只雌果蝇能产生几百个后代）；
(4)染色体数目少（8条4对）；
(5)相对性状明显，便于观察、统计。
2.常染色体与性染色体：
性染色体决定性别
常染色体:在生物体细胞中, 存在与性别决定无关的成对存在的染色体。
性染色体:一般是在性发育中起决定性作用的两条染色体。
生物性别决定方式
染色体组决定性别
环境因子决定性别
性别决定方式 XY型 ZW型
染色体 组成 雄性 常染色体＋XY 常染色体＋ZZ
雌性 常染色体＋XX 常染色体＋ZW
生物实例 哺乳动物、双翅目和直翅目昆虫、菠菜、大麻等 鸟类、鳞翅目昆虫(如蝴蝶)、爬行类、某些两栖类等
雌性
常染色体
雄性
性染色体
果蝇的染色体
常染色体(6条)
性染色体(2条)
2.果蝇杂交实验：
P
红眼（雌）
×
白眼（雄）
红眼（雌、雄）
F1
F1雌、雄交配
白眼（雄）
红眼（雌、雄）
红眼为显性，白眼为隐性
红眼:白眼=3:1符合分离定律
Q:为什么白眼果蝇总是雄性呢？
1
3
：
Q:显性性状和隐性性状分别是？
Q:F2红眼比白眼的比例说明了什么？
观察实验，发现问题
F2
摩尔根的“真香时刻”之一
3.基因在性染色体上的三种情况
①当基因（用A和a表示）在X的非同源区段：
X
A
雌性果蝇：
X
A
雄性果蝇：
X
A
Y
②当基因（用W和w表示）在X、Y的同源区段：
X
A
雌性果蝇：
X
A
雄性果蝇：
X
A
Y
A
②当基因（用W和w表示）在Y的非同源区段：
X
雌性果蝇：
X
雄性果蝇：
X
Y
A
4.摩尔根的假设：
①控制白眼的基因在X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因。
P
X
A
X
A
红眼♀
X
X
a
Y
白眼♂
X
A
配子
X
a
Y
X
A
X
a
X
A
Y
红眼♀
红眼♂
F2
F2雌、雄进行交配
X
A
X
a
X
A
Y
红眼♀
红眼♂
P
X
配子
X
A
X
a
X
A
Y
X
A
X
A
X
A
Y
X
a
Y
X
Y
a
红眼♀
红眼♂
白眼♂
红眼♂
假设一与实际杂交结果符合
提出假说，解释问题
演绎推理
P
A
X
a
红眼♀
X
X
a
Y
白眼♂
X
杂种子一代
隐形纯合子
X
A
配子
X
a
Y
X
A
X
a
X
a
Y
X
a
X
A
X
a
X
a
X
a
红眼♀
白眼♂
红眼♀
白眼♀
♀:♂=1:1
红:白=1:1
Q.能说明白眼性状与性别有关吗 ？
F1
X
a
X
a
白眼♀
测交F1
X
P
X
A
Y
红眼♂
设想或假说是否正确，仅能解释已有的实验现象是不够的，还应运用假说-演绎法，预测另外设计的实验结果，再通过实验来检验。
X
a
X
A
Y
配子
X
A
X
a
X
a
Y
红眼♀
白眼♂
实验验证
进行测交实验，实验结果与推理结果相符
②控制白眼的基因在X&Y染色体上
P
X
A
X
A
红眼♀
X
X
a
Y
白眼♂
X
A
配子
X
a
Y
X
A
X
a
X
A
Y
红眼♀
红眼♂
F2
F2雌、雄进行交配
a
a
a
X
A
X
a
X
A
Y
红眼♀
红眼♂
P
X
配子
X
A
X
a
X
A
Y
X
A
X
A
X
A
Y
X
a
Y
X
Y
a
红眼♀
红眼♂
白眼♂
红眼♂
假设二与实际杂交结果符合
a
a
a
a
P
A
X
a
红眼♀
X
X
a
Y
白眼♂
X
杂种子一代
隐形纯合子
X
A
配子
X
a
Y
X
A
X
a
X
a
Y
X
a
X
A
X
a
X
a
X
a
红眼♀
白眼♂
红眼♀
白眼♀
F1
a
X
a
X
a
白眼♀
测交F1
X
P
X
A
Y
红眼♂
X
a
X
A
Y
配子
X
A
X
a
X
a
Y
红眼♀
红眼♂
a
a
A
A
A
A
演绎推理
假设二与实际杂交结果不相符
实验验证
假说不正确
③控制白眼的基因在Y染色体上，X染色体上不含有它的等位基因。
P
X
红眼♀
X
X
Y
白眼♂
X
配子
X
Y
X
X
X
Y
红眼♀
白眼♂
F2
a
a
a
X
假设三与实际杂交结果不符合
假说不正确
得出结论
摩尔根通过测交实验证明：控制眼色的基因位于X染色体上，Y染色体上无其等位基因，即证明了基因位于染色体上。
摩尔根的“真香时刻”之二
科学研究方法：假说-演绎法
1.提出问题
白眼性状的表现总是与性别相联系
控制白眼基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因
2.做出假说
3.演绎推理
根据假说设计测交实验
4.实验验证
做测交实验
5.得出结论
基因在染色体上
基因与染色体的关系
资料一.果蝇有8条染色体，但却有1.2万个基因；
资料二.人有46条染色体，但却有2.6万个基因；
问题：资料一与资料二都说明了什么？
说明在一条染色体上有多条基因
摩尔根与其学生测定了基因位于染色体上的相对位置，说明了基因在染色体上呈线性排列。
黄身
白眼
红宝石眼
截翅
朱红眼
深红眼
棒状眼
短硬毛
真核细胞基因的位置分析
（1）主要位置：细胞核内(即染色体上)，即：
（2）次要位置：细胞质内(位于线粒体、叶绿体中)。
基因定位的遗传设计
实验依据：细胞质遗传具有母系遗传的特点，子代性状与母方相同。因此正、反交结果不相同，且子代性状始终与母方相同。
实验方法：进行正交和反交实验。
（1）探究基因位于细胞核还是位于细胞质中
正交和反交实验
正交、反交实验结果与母方一致
正交、反交结果并非与母方一致
基因位于细胞质
基因位于细胞核
例1：海水稻的耐盐碱能力与STRK1基因密切相关。请利用稳定遗传的耐盐碱水稻和不耐盐碱水稻为实验材料，设计实验探究该基因是位于细胞核中还是细胞质中_________（简要写出实验思路和结论）。
让稳定遗传的耐盐碱水稻和不耐盐碱水稻分别进行正反交，若正反交结果一致则基因位于细胞核中;若正反交，结果不一致则基因位于细胞质中
①基因位于细胞核中
耐盐碱
X
不耐盐碱
♀
♂
♀
♂
正交
X
♀
♂
♀
反交
耐盐碱
耐盐碱
不耐盐碱
耐盐碱
②基因位于细胞质中
耐盐碱
X
不耐盐碱
♀
♂
正交
耐盐碱
♀
♂
X
♀
♂
反交
耐盐碱
不耐盐碱
不耐盐碱
基因定位的遗传设计
（2）探究基因位于常染色体上还是X染色体上
若已知性状的显隐性，可通过一次杂交实验进行判断：选择纯合隐性雌性个体与纯合显性雄性个体杂交，据子代性状表现是否与性别相关联予以确认
①基因位于常染色体
②基因位于性染色体
P
aa(♀)
X
AA(♂)
Aa
F1
X
a
X
a
P
X
X
A
Y
F1
X
A
X
a
X
a
Y
基因定位的遗传设计
若不知性状的显隐关系时，利用正交和反交实验通过一代杂交实验进行判断
正交和反交实验
正交、反交实验结果一致
正交、反交结果不一致
基因在常染色体
基因在性染色体
灰身、直毛 灰身、分叉毛 黑身、直毛 黑身、分叉毛
雌蝇 3/4 0 1/4 0
雄蝇 3/8 3/8 1/8 1/8
灰身与黑身的比例，雌蝇中为3∶1，雄蝇中也为3∶1，二者相同，故灰身与黑身的遗传为常染色体遗传；直毛与分叉毛的比例，雄蝇中为1∶1，雌蝇中为1∶0，二者不同，故直毛与分叉毛的遗传为伴X遗传。
根据子代性别、性状的数量比分析判断
（3）探究基因位于X、Y染色体的同源区段还是位于常染色体上
设计思路：隐性的纯合雌性个体与显性的纯合雄性个体杂交，获得的F1全表现为显性性状，再选子代中的雌雄个体杂交获得F2，观察F2的表现型情况。
♀
♂
纯合隐性
纯合显性
X
F1
均表现显性
F1
♀
X
F1
♂
F2
例2：已知果蝇的长翅（V）与残翅（v）受一对等位基因控制。现以多只纯合长翅雌、雄果蝇与多只纯合残翅雌、雄果蝇为实验材料，设计一次杂交实验探究此相对性状的基因是位于常染色体上还是X染色体上。
实验思路：___________________。
预期结果及结论：
若__________________，则该对基因位于常染色体上；
若__________________，则该对基因位于X染色体上。
在显隐性已知的情况下，为验证某对等位基因是位于常染色体上还是X染色体上，可以采用雌隐和雄显的杂交组合，即实验思路为：让纯合长翅雄果蝇与残翅雌果蝇杂交得F ，观察并统计F 的表型及比例，若该对基因位于常染色体上，则F 不论雌雄均均为长翅果蝇；若该对基因位于X染色体上，则F 既有残翅果蝇又有长翅果蝇（雌果蝇均为长翅，雄果蝇均为残翅），即预期结果及结论：若F 均为长翅果蝇，则该对基因位于常染色体上；若F 既有残翅果蝇又有长翅果蝇，则该对基因位于X染色体上。
2
0
2
4
class
下课
Is over
分离定律和自由组合定律的现代遗传学解释见减数分裂（三）