2.2基因在染色体上（2课时）(课件共28张PPT)

(共28张PPT)
第2章 第2节
人教版 高中生物必修2
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，为什么首先要确定测哪些染色体？
讨论：
2.为什么不测定全部46条染色体？
问题探讨-人类基因组计划
1. 对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测哪些染色体？
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。
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，
问题探讨-人类基因组计划
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。
体细胞
24条染色体
精子12条染色体
卵细胞
12条染色体
受精
体细胞
24条染色体
子代体细胞中的这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。
萨顿发现
体细胞:
配子:
基因成对存在
D
一个来自父方
一个来自母方
受精后
体细胞:
成单存在
遗传学
等位基因分离
一对基因
染色体成对存在
成单存在
一条来自父方
一条来自母方
细胞学
同源染色体分离
一对同源染色体
分离定律
Dd
d
DD
看不见的基因
基因在染色体上
推理
看得见的染色体
平行关系
一.萨顿的假说
非等位基因自由组合
非同源染色体自由组合
yR
Yr
yr
YR
YyRr
体细胞:
配子:
自由组合定律
看不见的基因
基因在染色体上
推理
看得见的染色体
平行关系
遗传学
两对基因
细胞学
两对同源染色体
一.萨顿的假说
一.萨顿的假说
染色体
看得见
看不见
基因
Dd
D
d
平行关系
类比推理法
孟德尔分离定律的核心
减数分裂的核心
减数第一次分裂时， 的分离。
杂合子在形成配子时，
分离。
同源染色体
成对的遗传因子
推论
基因是由染色体携带着从亲代传递给子代的，
即基因在染色体上。
1.内容
基因（遗传因子）是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。也就是说，基因就在染色体上。
2.依据
基因和染色体的行为存在明显的平行关系。
基因行为 染色体行为
独立性
存在 方式
来源
分配
染色体在配子形成和受精过程中具有相对稳定的形态结构
在体细胞中染色体成对。
在配子中成对的染色体成单
体细胞中成对的染色体也是
一个来自父方,一个来自母方
非同源染色体在减数第一次分裂后期自由组合
基因在杂交过程中
保持完整性和独立性
在体细胞中基因成对
在配子中成对的基因成单
体细胞中成对的基因
一个来自父方,一个来自母方
非等位基因在形成配子时自由组合
任务1：阅读教材,归纳基因和染色体的行为存在哪些平行关系？
活动1：分析减数分裂中基因和染色体的关系
矮茎
高茎
×
减数
分裂
受精
减数
分裂
高茎
减数
分裂
高茎
高茎
高茎
矮茎
P
配子
F1
F1配子
d d
d
d
D d
d
D d
D D
d d
D d
D D
D
D
D
一.萨顿的假说
F2
如果“基因在染色体上 ”，请在图中的染色体上标出基因符号。
（注：高茎基因用D表示，矮茎基因d表示。染色体的黑线代表基因的位置）
思考：萨顿假说能否解释孟德尔一对相对性状的杂交实验？
类比推理一定正确吗？具有说服力吗？有没有更科学的方法？
归纳总结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。
基因真的位于染色体上吗？
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！
1909年
摩尔根是实验学的崇拜者，崇信实验结果更胜于权威们的结论，主张量化研究和实验检验。
二、基因在染色体上的实验证据
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！
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具有多对易于区分且稳定遗传相对性状。
②后代数量多，便于统计。
③易饲养，繁殖快。
④染色体数目少，便于观察。
vs豌豆作为遗传模式材料的优势？
二、基因在染色体上的实验证据
1.果蝇的优点
体色
灰体
黑体
黑檀体
黄体
灰体
黑檀体
黄体
眼
红眼
白眼
棒眼
白眼
红眼
翅型
长翅
短翅
卷翅
残翅
短翅
长翅
卷翅
残翅
二、基因在染色体上的实验证据
果蝇有很多容易区分的相对性状，便于观察和统计。
果蝇的野生型眼色都是红色，1910年， 摩尔根偶然在一群红眼果蝇中发现了 一只白眼雄果蝇。
红眼雌果蝇
红眼雄果蝇
白眼雄果蝇
二、基因在染色体上的实验证据
【思考与讨论】
（1）孟德尔的分离定律能否解 释F2 中3:1的性状分离现象？
（2）孟德尔分离定律能否解释 F2 白眼全是雄性？
（3）如果不能，请结合背景资 料1、2，提出假说，解释白眼 性状与性别相关联的现象。
①你的假说： 。 ②在图中完成分析图解。
!
红眼(雄)
（F1雌雄交配）
红眼(雌) 红眼(雄) 白眼(雄)
P 红眼(雌) × 白眼(雄)
为什么白眼性状总是和性别相关联？
①观察现象，提出问题：
F1 红眼(雌)
3 : 1
F2
遗传学常用实验材料
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）
二、基因位于染色体上的实验证据
常染色体：(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)与性别决定无关的染色体
性染色体：(X、Y染色体）与性别决定有关的染色体
♀
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
♂
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
性染色体
同型
异型
2.摩尔根的果蝇杂交实验
②提出假说，做出解释
雌性
雄性
假设3：控制眼色基因位于X和Y染色体上(Ⅰ)。
假设2：白眼基因只位于Y染色体上(Ⅱ1)。
假设1：控制眼色基因只位于X染色体上(Ⅱ2)。
非同源区段（Ⅱ1）
同源区段（Ⅰ）
非同源区段（Ⅱ2）
二、基因在染色体上的实验证据
P 红眼（雌）XWXW ╳ XwY 白眼 (雄)
配子 XW Xw Y
)
一个正确的假说 还应该能预测另 外设计的实验结 果，再通过实验 来检验！
控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上没有
②提出假说：
Xw
XWXw
F1 红眼（雌）XWXw
╳ XWY 红眼（雄
配子
F2
红眼雌
3
XWY
红眼雄
红眼雌
XW Y
XWXW
: 1
XwY
XW
二、基因在染色体上的实验证据
活动2：设计测交实验验证摩尔根的解释
(1)验证摩尔根的假说不能用F1中红眼雌果蝇（XWXw ）和F2中的白眼雄果蝇（XwY），因为无论基因在X染色体还是在常染色体上，或者是在X、Y染色体的同源区段上，结果相同。
(2)摩尔根的验证实验不是直接选择白眼雌果蝇（XwXw）和F1中红眼雄果蝇（XWY）杂交，因为在摩尔根的杂交实验中没有出现白眼雌果蝇，摩尔根的杂交实验中只出现了白眼雄果蝇。
测交实验亲本：同型隐异型显（纯合子）
不是所有的测交都可以验证假说
思维拓展
③演绎推理：
红眼雌 × 白眼雄
XWXw XwY
XW Xw Xw Y
XWXw XwXw XWY XwY
红眼雌 白眼雄 红眼雄 白眼雄
1 : 1 ： 1 ： 1
配子 Xw XW Y
测交 XWXw XwY
后代 红眼雌 白眼雄
1 : 1
摩尔根设计并进行多组杂交实验的结果都跟预期完全 相符，解释得到验证。
× F1 红眼雄
X WY
预期测交实验的结果
④实验验证：
③演绎推理：
配子
测交 后代
白眼雌
XwXw
P
P
实验1
实验2
XWXW
XW Yw
Xw Xw
XwYw
XwYW
XwYW
XWXw
摩尔根任意选择F1红眼雄果蝇和白眼雌果蝇(F1红雌xF2白雄杂交得到）交配，结果都只出现了子代雌蝇都是红眼、雄蝇都是白眼这一种情况。若控制眼色的基因在X、Y染色体同源区上，红眼雄果蝇和白眼雌果蝇交配，后代有几种可能性？
红眼♀
白眼♀
红眼♀
白眼♂
红眼♂
红眼♂
Xw YW
XWXW
XWXW
XWYW
×
XWXW
×
×
XW Yw
XWYW
Xw YW
XWXW
所以控制果蝇眼色的基因只位于X染色体的非同源区段，Y染色体上没有相应的等位基因。
④实验验证：
摩尔根等人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。
(1)一条染色体上有 许多个基因。
(2)基因在染色体上呈线性 排列。
⑤得出结论：
二、基因在染色体上的实验证据
【思考讨论】
如果控制白眼的基因在Y染色体上，位置也有2种可能。
（假说3）如果控制白眼基因在Y上，红眼基因在X上，因为红眼对白眼为显性，不会出现白雄
（假说2）如果控制白眼基因只在Y上X上没有，白雄与红雌果蝇杂交后代雄果蝇全为白眼，不符合摩尔根杂交实验结果
假说---演绎法
从此，摩尔根成了 理论的坚定支持者
孟德尔
二、基因在染色体上的实验证据
白眼性状的表现总是与性别相联系？
若控制白眼基因（w）在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因
基因在染色体上
提出问题：
作出假说：
演绎推理：
验证假说，得出结论：
设计测交
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
等位基因：
同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因
1
2
3
4
三. 孟德尔遗传规律的现代解释
思考：同源染色体上同一位置上基因一定是等位基因吗？
不一定，可能是相同基因
非等位基因：
染色体的不同位置上控制不同性状的基因
非等位基因
思考：（1）等位基因Y、y分离的原因是什么？
（2）非等位基因Y/y与R/r 自由组合的原因是什么？
活动3：在细胞水平上解释孟德尔遗传规律的实质
减Ⅱ中期
精细胞（配子）
精原细胞
基因型YyRr
Y Y
y y
r
r
R
R
减Ⅰ后期
减Ⅰ前期
y
R
Y
r
基因的分离定律的实质：
在杂合子细胞中，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 过程中，等位基因随着 同源染色体 的分开而分离，分别进入不同的配子中，独立 地随配子遗传给后代；
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和组合是互补干扰 的；在 减数分裂 过程中，同源染色体上的等位基因分离 的同时，非同源染色体上 的非等位基因自由组合。
阐释孟德尔遗传规律的实质