生物人教版（2019）必修2 2.2基因在染色体上（共26张ppt）课件

(共26张PPT)
第2节 基因在染色体上
一、萨顿的假说
假说依据：基因和染色体的行为存在着明显的平行关系
基因成对
存在
只有成对的基因中的一个
成对的同源染色体一条来自父方，一条来自母方。
成对的基因一个来自父方，一个来自母方。
基因行为
染色体行为
体细胞
染色体成对
存在
只有成对染色体中的一条
配子
来源
P
配子
F1
P
配子
F1
♂
♀
D
d
Dd
DD
♂
dd
♀
×
×
配子形成和受精过程中有相对稳定的结构。
杂交过程中基因保持完整性和独立性。
传递性质
一、萨顿的假说
假说依据：基因和染色体的行为存在着明显的平行关系
R
r
非等位基因在形成配子时自由组合
基因行为
染色体行为
行为
变化
非同源染色体在减数分裂Ⅰ后期自由组合
YyRr
Y
y
YR
Yr
yR
yr
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
萨顿将基因与染色体的行为进行比较
比较项目 等位基因行为 同源染色体行为
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
【当堂演练】
例1：按照萨顿假说，在图中的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（图中染色体上的黑色黑线代表基因的位置）
d
P
配子
F1
F1配子
高茎
矮茎
受精
高茎
×
减数分裂
减数分裂
减数分裂
高茎
高茎
矮茎
高茎
F2
D
D
d
d
D
D
d
D
d
D
d
D
D
D
d
D
d
d
d
萨顿的推论
基因和染色体的行为存在明显的平行关系
假说：基因在染色体上
雌性
雄性
美国生物学家摩尔根曾经明确表示过不相信孟德尔的遗传理论，讥笑孟德尔的研究方法，称“解释结果需要高级杂耍”。
对萨顿的基因位于染色体上的学说更持怀疑态度，认为这是主观的臆测，缺少实验证据。
二、基因位于染色体上的实验证据
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）
①易饲养，繁殖快。
②后代数量多，便于统计。
③具有多对易于区分且稳定遗传的相对性状。
④染色体数目少，便于观察。
二、基因位于染色体上的实验证据
1、果蝇体细胞染色体示意图
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。
二、基因位于染色体上的实验证据
1909年起，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。摩尔根和他的学生在实验室里培养了许多野生型红眼果蝇，没发现其它眼色果蝇。1910年5月的一天，摩尔根在实验室中偶然发现一只白眼雄果蝇。白眼性状是如何遗传的？
2、摩尔根的果蝇杂交实验
二、基因位于染色体上的实验证据
×
×
1011
2459
782
P
F1
F2
红眼（雌）
白眼（雄）
红眼（雄）
红眼（雌）
红眼（雄）
白眼（雄）
2 : 1 : 1
眼色的显性性状什么？
红眼
眼色遗传是否遵循分离定律？
是，F1自交后代的性状分离比为3∶1
白眼果蝇都是雄的。为什么白眼个体总是与性别相关联？
摩尔根和他的学生养了一群果蝇，繁殖多代都是红眼，后来偶然出现了一只白眼雄果蝇
红眼（雌）
二、基因位于染色体上的实验证据
×
×
1011
2459
782
P
F1
F2
红眼（雌）
白眼（雄）
红眼（雄）
红眼（雌）
红眼（雄）
2 : 1 : 1
红眼（雌）
事实1：果蝇红/白眼遗传与性别相关联
事实2：果蝇性别取决于X染色体
萨顿：基因位于染色体上
提出假设
红/白眼色基因位于X染色体上，
Y染色体不含其等位基因
二、基因位于染色体上的实验证据
二、基因位于染色体上的实验证据
X、Y 染色体含同源区段，如图中A、C段；
在X染色体上存在的基因，在Y染色体上存在着相同基因或等位基因（XAYa）
（仅X或 Y染色体独有区段）非同源区段, 如图中B和D段
存在着X或Y染色体上特有的基因（XAY或XYA）
假说：控制白眼的基因（w）位于X染色体上，Y染色体上无该基因的等位基因。
（基因位于B段）
雌果蝇：
红眼（ＸＷＸＷ）
（ＸＷＸw）
雄果蝇：
红眼（ＸＷＹ）
白眼（ＸwＹ）
白眼（ＸwＸw）
XWXW红眼（雌）
XwY白眼（雄）
XW
XWXw红眼（雌）
XWY红眼（雄）
配子
Xw
Y
XW
Xw
XW
Y
XWXW红眼（雌）
XWY红眼（雄）
XWXw红眼（雌）
XwY白眼（雄）
F2
F1
亲本
配子
XW——红眼 Xw——白眼
红/白眼色基因位于X染色体上，
Y染色体不含其等位基因
二、基因位于染色体上的实验证据
×
XWXw红眼（雌）
XwY白眼（雄）
XW
Xw
Y
Xw
配子
XWXw
XW Y
XwXw
XwY
测交后代
红眼雌:红眼雄:白眼雌:白眼雄 1 : 1: 1 : 1
摩尔根等人亲自做了该实验，实验结果如下：
红眼雌性 红眼雄性 白眼雌性 白眼雄性
126 132 120 115
与理论推测一致，完全符合假说，假说完全正确！
实验结果雌果蝇均为红色，雄果蝇均为白色。与理论推测一致，证明了控制果蝇眼色的基因在X染色体上。
XWY
红眼雄果蝇
XwXw
白眼雌果蝇
×
测交亲本
XWXw
红眼雌
XwY
白眼雄
测交子代
得出
结论
基因在染色体上
从此，摩尔根成了 理论的坚定支持者
孟德尔
（1）现象：每种生物的基因数量远多于染色体数目
X
X
4对染色体，1.3万个基因
23对染色体，2.6万个基因
（2）推测：一条染色体上有许多个基因
二、基因位于染色体上的实验证据
（3）证明方法
摩尔根和他的学生发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，并绘制出第一个果蝇各种基因在染色体上相对位置图。
红宝石眼
黄身
白眼
截翅
朱红眼
深红眼
棒状眼
短硬毛
果蝇X染色体上一些基因的示意图
（4）结论
证明了一条染色体上有许多个基因
同时也说明了基因在染色体上呈线性排列
二、基因位于染色体上的实验证据
等位基因：
位于同源染色体的同一个位置上控制着相对性状的基因（如：A和a、D和d。其中B和B，C和C为相同基因，不能称为等位基因）
非等位基因：
不同对等位基因之间互为非等位基因（如：A和E、A和B、B和E等）
判断
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
√
×
三、孟德尔遗传定律的现代解释
1.基因分离定律的实质
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____________，_____________________时，_____________会随着____________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。
减数分裂Ⅰ
分裂间期
A a
A A
a a
a a
A A
减数分裂Ⅱ
A
A
a
a
同源染色体
减数分裂形成配子
等位基因
独立性
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.基因自由组合定律的实质
减数分裂Ⅰ
分裂间期
a a
A A
减数分裂Ⅱ
位于_______________上______________的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，______________上的____________分离的同时，________________上的________________自由组合。
等位基因
非同源染色体
非等位基因
同源染色体
非同源染色体
非等位基因
A a
B b
A A
a a
B B
b b
B B
b b
a
b
A
B
a
A
B
三、孟德尔遗传定律的现代解释
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
连锁现象有完全连锁和不完全连锁两种，
（1）完全连锁： 连锁基因的杂合子只产生两种亲本类型的配子，而不产生非亲本类型的配子。即只产生AB和ab两种配子。
（2）不完全连锁：连锁基因的杂合子不仅产生亲本类型的配子，还会产生新类型的配子。即不只产生AB和ab两种配子，还会产生Ab和aB两种新类型配子（概率低）。
例如：右图中A和B连锁遗传，a和b连锁遗传；即在配子中AB不分开，存在于同一个配子中，ab不分开，存在于同一个配子中。
三、孟德尔遗传定律的现代解释
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。（ ）
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
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
√
×
B
D
二、拓展应用
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？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？
红眼雌果蝇的基因型有XWXW和XWXw两种类型，白眼雄果蝇的基因型为XwY。如果基因型为XWXW的红眼雌果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交：
子一代无论雌雄，全部为红眼
如果基因型为XWXw的红眼雌果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交：
子代雌果蝇和子代雄果蝇都是既有红眼，也有白眼
果蝇眼睛颜色的杂交实验，共有红眼雌果蝇（XWXW或XWXw）与红眼雄果蝇（XWY）、红眼雌果蝇（XWXW或XWXw）与白眼雄果蝇（XwY）、白眼雌果蝇（XwXw）与白眼雄果蝇（XwY）、白眼雌果蝇（XwXw）与红眼雄果蝇（XWY）杂交等组合。
只有白眼雌果蝇（XwXw）与红眼雄果蝇（XWY）杂交的子代，红眼全为雌性，白眼全为雄性，可以通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。
2. 生物如果丢失或增加一条或几条染色 体，就会出现严重疾病甚至死亡。但是在自然界，有些动植物的某些个体是由未受精的生殖细胞（如卵细胞）单独发育来的，如蜜蜂中的雄蜂等。这些生物虽然体细胞中的染色体数目减少了一半，但它们仍能正常生活。你如何解释这一 现象？
这些生物的体细胞中的染色体数目虽然减少了一半，但仍具有一整套非同源染色体，这一套染色体携带着控制该种生物所有性状的一整套基因。
3. 人的体细胞中有23对染色体，其中 1－22号是常染色体，23号是性染色体。现在已经发现多一条13号、18号或21号染色体的婴儿，都表现出严重的病症。据不完全调查，现在还未发现多一条（或几条）其他常染色体的婴儿。请你试着作出一些可能的解释。
人的体细胞中染色体数目的变异，会严重影响生殖、发育等各种生命活动，未发现其他常染色体数目变异的婴儿，很可能是发生这类变异后的受精卵不能发育，或发育至胚胎早期就死亡了的缘故。