2.2 基因在染色体上 课件(共31张PPT)人教版（2019）必修二

(共31张PPT)
基因在染色体上
有一种蝗虫的体细胞中有24条染色体，生殖细胞中只有12条染色体。精子和卵细胞结合形成的受精卵，又具有了24条染色体。蝗虫子代体细胞中的染色体数目，与双亲体细胞中的染色体数目一样。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，每对染色体中的一条来自父方，另一条来自母方。
萨顿的发现
（1）生物的性状是有遗传因子决定的。（2）在体细胞中，遗传因子是成对存在，相互独立，互不干扰。（3）显性遗传因子和隐性遗传因子同时存在时，表现为显性性状。（4）生物体在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。（5）受精时，雌雄配子的结合是随机的。
萨顿的假说
基因（遗传因子）是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即遗传的染色体学说。也就是说基因在染色体上，因为基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。
基因的行为 染色体的行为
传递中的性质 （亲代→子代）
体细胞中的存在形式
配子中的存在形式
在体细胞中的来源
形成配子时的 组合方式
成对
成对
成单
成单
一个来自父方，一个来自母方
一条来自父方，一条来自母方
非等位基因自由组合
非同源染色体自由组合
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
平行关系
萨顿的假说
基因（遗传因子）是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即遗传的染色体学说。也就是说基因在染色体上，因为基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。
虽然，这个学说只是一种假说，但这个学说无疑促进了遗传学与细胞学“联姻”，使遗传学迅猛发展。
高 茎
矮 茎
×
减数
分裂
受 精
减数
分裂
高 茎
减数
分裂
高 茎
高 茎
矮 茎
高 茎
P
配子
F1
F1配子
如何你也认为基因在染色体上，请你在图中染色体上标注基因符号。
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的强烈质疑。
摩尔根的这种大胆质疑，科学务实的研究精神是值得我们努力学习的。
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遗传和染色体的关系！
摩尔根（1866-1945）
1.遗传学实验材料——果蝇（模式生物）
果蝇饲养
①易饲养；②繁殖快、后代比较多；
③染色体数少且形态有明显差别；
④有易于区分的性状。
二、摩尔根的果蝇杂交实验
果蝇的眼色
1.遗传学实验材料——果蝇
（同型）
雌性
雄性
性染色体
常染色体
3对常染色体+
3对常染色体+
XX
XY
（异型）
染色体
的类型
常染色体：与性别决定无关的染色体(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)
性染色体：与性别决定有关的染色体，如X、Y染色体
2.果蝇眼色杂交实验
约 3 : 1
杂交实验
①观察现象，提出问题
（1）判断果蝇眼色性状的显隐性关系，说明原因？
（2）果蝇的眼色遗传是否符合分离定律？
（3）果蝇眼色的遗传有何特殊之处？
现象：“F1全为红眼，F2红眼和白眼之间的数量比是3:1，所不同的是白眼性状的表现，总是与性别相联系。”
红色对白色为显性
符合。 F1全为红眼；F2 红:白≈3:1。
F2中白眼果蝇均为雄性
约 3 : 1
杂交实验
②提出假说，解释实验
假说：基因位于与性别决定相关的性染色体上
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。
请根据上述假说用遗传图解解释摩尔根果蝇实验
（将具体图解写在草稿纸上，同桌合作完成）
常染色体上的基因不需要标明其位于常染色体上，如：AA、Aa
基因型书写：
性染色体上基因须将性染色体及其上基因一同写出，如：XBY、XBXb
两种类型的基因一起写出时，常染色体上的基因写在前面如： AaXBXb
× XwY
P
配子
白眼雄
红眼雌
Xw
Y
XWXw
XWY
XW
F1
红眼雄
红眼雌
XWXW
F1 XWXw
× XWY
XWXw
XWXW
XWY
XwY
红眼雌
红眼雄
白眼雄
红眼：白眼=3:1
F2
红眼雌
红眼雄
Xw
Y
XW
XW
配子
红眼雌
1 ： 1
2 ： 1 ：1
发现能够解释，说明假说合理。
× XWY
P
配子
红眼雄
白眼雌
XW
Y
XWXw
XwY
Xw
F1
红眼雌
白眼雄
XwXw
P XWXw
× XwY
XwXw
XWXw
XWY
XwY
红眼雌
红眼雄
白眼雄
F1
红眼雌
白眼雄
Xw
Y
XW
Xw
配子
白眼雌
1 ： 1
1 ：1 ： 1 ：1
③演绎推理，验证假说
测 交
—基因在染色体上
④归纳综合，得出结论
作出假说：
验证假说：
测交过程及结果
得出结论：
基因在染色体上
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
白眼性状的表现总是与性别相联系？
提出问题：
假说---演绎法
从此，摩尔根成了 理论的坚定支持者
孟德尔
演绎推理：
测交的预测结果
例1 摩尔根研究果蝇的眼色遗传实验过程如图所示。下列叙述中错误的是(不考虑X、Y同源区段)(　　)
A.果蝇的眼色遗传遵循分离定律
B.摩尔根和孟德尔的豌豆杂交实验一样，都采用了“假说—演绎”的研究方法
C.F2的红眼雌果蝇中纯合子占1/2
D.选用自然界中的红眼雄果蝇与白眼雌果蝇进行实验不可以确定基因所在位置
D
三、基因在染色体上呈线性排列
果蝇体细胞内仅含有4对染色体；
已了解到的相对性状有400余种；
每条染色体上均有多个基因，摩尔根和他的学生们经过十多年的努力，发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，说明了基因在染色体上呈线性排列。
1903年，萨顿在他的论文《遗传中的染色体》中认为，一个物种性状的数目一定多于染色体数，所以一个染色体上必然有多个基因。
【与基因有关的概念】
1
A
B
3
C
D
2
A
b
4
c
d
如图是某生物细胞内染色体和基因的分布图，请回答下列问题。
（1）该细胞的基因型为？图中属于等位基因有哪些？
（2）图中属于非等位基因有哪些？
（3）上述非等位基因中，能发生自由组合的是哪些？
（4）若不考虑互换，则该生物能产生几种配子？
B与b、C与c、D与d
B与A、C与A、b与d等
B（b）与D（d）、B（b）与C(c)等
4种，ABCD、ABcd、AbCD、Abcd
AABbCcDd
6.现代分子生物学技术能够用特定的分子与染色体上的某一个基因结合，这个分子又能被带有荧光标记的物质识别，通过荧光显示，就可以知道基因在染色体上的位置。如图为通过上述方法将基因定位在染色体上的示意图，图中黑点表示荧光标记的基因，下列相关叙述错误的是(　　)
A.该图表明基因和染色体之间不是一一对应的关系
B.图中一条染色体上含有两个DNA分子
C.①与③位于同源染色体的相同位置上，一定是一对等位基因
D.图中的两条染色体在减数分裂Ⅰ前期可联会形成四分体
C
四、孟德尔遗传规律的现代解释（细胞学解释）
下图表示孟德尔一对相对性状的杂交实验(图中染色体上的横线表示基因的位置)，图示不能说明(　　)
A.染色体是基因的主要载体
B.基因是由染色体携带着从亲代传递给子代
C.基因在杂交过程中保持完整性和独立性
D.减数分裂过程中，等位基因会随着同源染色体的分开而分离
A
高 茎
矮 茎
×
减数
分裂
受 精
减数
分裂
高 茎
减数
分裂
高 茎
高 茎
矮 茎
高 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
四、孟德尔遗传规律的现代解释（细胞学解释）
基因的分离定律实质：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。
④
②
③
①
⑤
思考：
分离定律发生在①-⑤中的哪个过程？
MI分同源
MII分姐妹
或
标注独立遗传的两对等位基因A/a和B/b；
画出减数分裂过程中，A/a和B/b随染色体的传递过程。
非等位基因的自由组合
非同源染色体上的
或
标注独立遗传的两对等位基因A/a和B/b；
画出减数分裂过程中，A/a和B/b随染色体的传递过程。
或
A
a
B
b
A
A
B
B
A
A
B
B
a
a
b
b
b
b
a
a
a
a
a
a
B
B
B
B
b
b
b
b
A
A
A
A
A
A
A
A
a
a
a
a
b
b
b
b
B
B
B
B
基因的自由组合定律实质：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合时互不干扰的；在减数分裂形成配子过程中，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。
“在减数分裂中期Ⅰ，非同源染色体有两种组合方式。”
【思考】：
1.等位基因的分离一定发生在减数分裂的后期Ⅰ吗？
不一定。
若同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换，则等位基因分离还可以发生在减数分裂的后期Ⅱ。
D
d
e
E
2.所有的非等位基因都能自由组合吗？
不是。
一条染色体上的非等位基因表现为连锁，
同源染色体上的非等位基因发生分离，
只有非同源染色体上的非等位基因发生自由组合。
2.孟德尔定律的适用条件和细胞学基础
基因分离定律 基因自由组合定律
适用条件
适用时间 细胞学 基础
F1和F2要表现特定的分离比应具备条件 减数分裂后期Ⅰ
同源染色体分离
减数分裂后期Ⅰ
同源染色体分离，非同源染色体自由组合
一对等位基因位于一对同源染色体上
多对等位基因位于多对同源染色体上
进行有性生殖的真核生物的核基因
①所研究的每一对性状只受一对等位基因控制，且相对性状间为完全显性。
②不同类型的雌、雄配子都能发育良好，且受精的机会均等。
③所有后代都处于相同且适宜的环境中，而且存活率相同。
④实验的群体要大，个体数量要足够多
减数分裂（初级性母细胞形成次级性母细胞时）
独立遗传
Y
y
R
r
Y
y
r
R
Y
y
R
r
配子
配子
YR : yr = 1 : 1
Yr：yR = 1 : 1
配子
YR : Yr : yR : yr
= 1:1:1:1
请大家思考这三种情况下配子的产生情况
×
×
42% 8% 8% 42%
灰身长翅
BBVV
黑身残翅
bbvv
（♀）灰身长翅
BbVv
黑身残翅（♂）
bbvv
F1灰身长翅♀
产生的配子BV:Bv:bV:bv=
42%:8%:8%:42%
摩尔根的另一个果蝇实验研究
【连锁互换定律】
同源染色体上的非等位基因的重组
发生交叉互换的精原细胞占比多少？
小结：遗传定律的适用范围和发生过程
分离定律 自由组合定律 连锁互换定律
适 用 范 围 生物 基因类型 基因对象 基因和染色体关系
发 生 过 程 分裂方式 生殖方式 真核生物
核基因
一对
2对及2对以上
A
B
A
b
B
b
A
B
a
b
减数分裂
有性生殖