2-2基因在染色体上(教学课件)——高中生物学人教版(2019)必修二(共30张PPT)

(共30张PPT)
人们才意识到遗传因子(基 因)是客观存在的
基因在哪里呢
回到19世纪——
孟德尔发现了遗传的两大定律
自由组合定律
分离定律
基因的行为 染色体的行为
体细胞中的 存在形式 成对 成对
配子中的存 在形式 成单 成单
在体细胞中 的来源 一个来自父方， 一个来 自母方 一个来自父方， 一个 来自母方
形成配子时 的组合方式 非等位基因自由组合 非同源染色体自由组合
传递中的性 质 杂交过程保持完整性、 独立性 在配子形成和受精过程 中保持稳定性
类比：基因和染色体之间具有平行关系
一、萨顿的假说
D d
看得见 看不见
染色体 基因
平行关系
推理
基因在染色体上
D d
一、萨顿的假说
思考·讨论：分析减数分裂中基因和染色体的关系
如果你也认为“基因在染色体上”,请在图中的染色体上标 出基因符号，解释孟德尔杂交试验。
P
DD
高茎
X
d 0d
F
D
d 高减数 茎分裂
高 茎 高茎
减数 分裂
高 茎 矮 茎
受
F
精
减 数 分裂
F 配子
配子
矮茎
摩尔根
假说——演绎法
二.基因位于染色体上的实验证据
二、基因在染色体上的实验证据
1、主要科学家：摩尔根
2、实验材料：果蝇
优点：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
二、基因在染色体上的实验证据
3.1果蝇杂交实验
P
红眼( 雌 ) 白眼(雄)
F 红眼 (雌、雄)
F
雌雄交配
F
分析：
a.F 全为红眼，说明红眼为显性；
b.F 红眼和白眼的数量比为3:1,
这样的表现说明符合分离定律。
1.能否判断显隐性
是否符合孟德尔遗传定律
观察实验，提出问题
红眼(雌、雄)
3/4
白眼(雄)
1/4
雌性
·常染色体：与性别决定无关的染色体。
·性染色体：与性别决定有关的染色体
Ⅲ→ 常染色体
→性染色体
雄性
●若用w表示控制眼睛颜色的基因，红眼W,白眼w.
雌果蝇：红眼(XwXw) 红 眼(XWXw) 白 眼(XwXw)
雄果蝇：红眼(XwY) 白 眼(XwY)
二、基因在染色体上的实验证据
果蝇红/白眼遗传与性别相关联
注：常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上(例DD、dd),
而性染色体上的基因需标明(性染色体要大写)
红/白眼色基因位 于X染色体上
Y染色体不含其等
位基因
配子 XW
Y
Xw xwxW红眼(雌)
xWY红眼(雄)
Xw xWXw红眼(雌)
XwY白眼(雄)
3.2果蝇杂交实验的解释
P xwxw 红眼(雌) X XWY白眼(雄)
控制白眼的基因(用w
表示)在X_ 染色体
上 ，Y染色体上
不含有它
的_等位基因。
xwxw 红眼(雌) xWY红眼(雄)
配子 xw Xw Y
提出假说
F
F
二、基因在染色体上的实验证据
4 .演绎推理：测交法
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
用F 的红眼雌果蝇与白眼雄果蝇进行测交实验；
再用红眼雄果蝇和F2中的白眼雌果蝇进行测交
测交 xwXw × XwY
亲本 XwXw ×XWY
测交 xWxw Xwxw XWY XwY
子代 雌：雄=1:1 xWxw
红：白=1:1
色
色
白
红
为
为
均
均
蝇
蝇
果
果
雄
雌
与理论推测一致，完全符合假说，假说完全正确!
摩尔根通过实验观察，把一个特定的基因和一条特定的 染色体联系起来，最终确定了基因在染色体上的结论。
从孟德尔理论的怀疑者成为孟德尔理论坚定的支持者。
二、基因在染色体上的实验证据
(5)实验验证，得出结论
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
作出假说：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
演绎推理： 测交
实验验证 亲自做实验
得出结论：基因在染色体上
小结
回顾摩尔根的实验：
白眼性状的表现总是与性 别相联系
假 说 一 演 绎 法
提出问题：
二、基因在染色体上的实验证据
摩尔根等人的工作将一个特定的基因和一条特定的
染色体(X染色体)联系起来。
通过实验证明了基因在染色体上。 荧光标记技术
黄身
果蝇有4对染色体，携带的基因大约 白眼
有1.3万多个。 石眼
人有23对染色体，携带的基因大约有
2.6万个。 朱红眼
深红眼
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 棒状眼
短 硬 毛
果蝇X染色体上的一些基因
截翅
红宝
等位基因：控制相对性状的基因，如D 和d
同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因
相同基因
等位基因
等位基因
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。
A[
三、孟德尔遗传规律的现代解释
减数第 一次分裂 同源染色体分离
等位基因分离
a
A a
间期复制
Aa
Ay
染色单体分开
相同基因分开
a
减数第 二次分裂
A
a
等位基因：
同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因
非等位基因 等位基因
a与D: 非同源染色体上的非等位基因
相同基因
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。
三、孟德尔遗传规律的现代解释
基因的自由组合
定律的实质
或
\Bb
同源染色体上的非等位基因能否自由组合 不能，因为它们连锁在一起 连锁基因：位于同一染色体上的基因是连锁在一起
非等位基因 等位基因
a与D: 非同源染色体上的非等位基因
B与D: 同源染色体上的非等位基因
等位基因：
同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因
相 基 因
截翅
朱红眼
深红眼
棒状眼
短硬毛
摩尔根团队的其它研究成果：
(1)发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法； (2)证明了基因在染色体上呈线性排列；
(3)发现了遗传第三大定律——基因的连锁和互换定律等。
黄身
红 石眼
讨论： 人染色体的扫描电镜照片
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
因为基因位于染色体上，要测定某个基因的序 列，首先要知道该基因位于哪条染色体上。
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。
讨论：
2.为什么不测定全部46条染色体
人有22对常染色体和1对性染色体。在常染色
体中，每对同源染色体的形态、大小相同，结构 相似，上面分布的基因是相同的或者是等位基因， 所以只对其中一条进行测序就可以了；
而性染色体X和Y的差别很大，基因也大为不同，
所以两条性染色体都需要测序。
假说—演绎 找到基因在染色体
上的实验证据
基因究竟是什么物质呢
假说—演绎 发现了遗传因子 (基因)
1903年萨顿研究蝗虫的 精子和卵细胞形成过程
提出假说：基因在 染色体上
1910年摩尔根进行 果蝇杂交实验
1866年孟德尔的 豌豆杂交实验
小结
类比推理、
巩固练习
1、下图中能正确表示基因的分离定律实质的是(
d
d
d d
d+ -d
d
B
D
D
A
C
C
D
2、下列关于基因和染色体关系的叙述， 正确的是
A 基因全部在染色体上
基因在染色体上呈线性排列
C 一条染色体上有一个基因
D 染色体就是由基因组成的
3、果蝇体细胞中染色体组成可表示为()
A、3+X 或3+Y B、6+X 或6+Y
C、6+XX 或6+YY 中、6+ XX或
6+XY
4.果蝇白眼为伴X染色体隐性遗传，显性性 状为红眼。下列哪组杂交子代中，通过眼色 就可直接判断果蝇的性别
A、白 子×白。 B、杂合红早×红o 、白子×红o D、杂合红 ×白。
练习与应用
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( B )
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.—条染色体上有多个基因
D.基因在染色体上呈线性排列
一、概念检测
练习与应用
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( D ) 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 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。
练习与应用
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。你如何解释这现象
这些生物的体细胞中的染色体数日虽然减少了一半，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。
练习与应用
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。