2.2 基因在染色体上课件(共27张PPT) 2024-2025学年人教版高中生物学必修2

(共27张PPT)
第2节 基因在染色体上
能说出基因和染色体之间存在的平行关系。
能基于基因和染色体的相关事实，阐明基因在染色体上，并概述摩尔根的果蝇实验。
能从基因和染色体的关系角度，对孟德尔遗传定律作出现代解释。
1866年 孟德尔第一次根据豌豆实验提出了有“遗传因子"存在的假想，但遗传因子究竟是什么，它又存在于什么地方呢？
发现问题：用蝗虫作材料研究精子和卵细胞的形成过程，发现孟德尔遗传定律中遗传因子（基因）的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。
一、萨顿的假说
D d
D
d
项目 基因 染色体
传递过程中的性质
体细胞中的存在形式
配子中的存在形式
体细胞中的来源
形成配子时的行为
类比 推理 在杂交过程中保持
完整性和独立性
在配子形成和受精过程中具有稳定的形态结构
成对
成对
成单
成单
一个来自父方，一个来自母方
一个来自父方，一个来自母方
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
基因和染色体行为存在着明显的平行关系
基因位于染色体上（假说）
活动1：推测“基因在染色体上”，依据是什么？思考并阅读教材29页完成下表？
染色体
看得见
看不见
基因
Dd
D
d
联系
推论：基因在染色体上
基因和染色体行为存在着明显的平行关系
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， 的同源染色体分离。
杂合子在形成配子时，成对的遗传因子分离。
类比推理 提出假说
类比推理法
基因
染色体
类比
平行关系
发现
基因在
染色体上
假说
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。
孟德尔遗传理论
萨顿假说
果蝇实验
遗传学实验材料——果蝇的优点：
1. 个体小，易饲养
2. 繁殖快，后代多
3.具有易于区分的相对性状
4.染色体少，易观察（4对）
二、基因位于染色体上的实验证据
vs豌豆作为遗传
模式材料的优势？
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
果蝇有很多容易区分的相对性状，便于观察和统计。
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。
雄果蝇：XY
雌果蝇：XX
注：雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分。
果蝇体细胞染色体图解
3对常染色体+XY
3对常染色体+XX
果蝇眼色杂交实验
果蝇眼色的遗传有何特殊之处？
果蝇的眼色遗传是否符合分离定律？
判断果蝇眼色性状的显隐性关系？
红眼对白眼为显性。
F2中，红 : 白≈3:1，符合分离定律。
F2中，白眼果蝇均为雄性。
发现问题:
为什么白眼性状的表现总与性别相关联？
P：
F1：
F2：
红（雌、雄）
白 (雄)
3/4
1/4
红眼 （雌、雄）
×
F1雌雄交配
(1)非同源区段
①基因只存在于X染色体（Ⅰ区段）上
②基因只存在Y（Ⅲ区段）上
——伴Y遗传（限雄遗传）
——伴X遗传（伴X显、伴X隐 ）
Ｘ、Ｙ同源区段的基因是成对存在的。
(2) 同源区段
基因的表示方法
X X
-
-
雌性：
X Y
-
雄性：
如果基因在常染色体上:
如果基因在性染色体上:
DD、Dd、dd
XY
-
雄性：
X X
-
-
雌性：
X Y
-
雄性：
-
如果在性染色体上,那又有哪些可能呢？
则将基因符号写在性染色体符号的右上角。如XWXW
假说：控制白眼的基因是在X染色体上,Y染色体上没有它的等位基因。
P
×
红眼雌果蝇
XWXW
白眼雄果蝇
XwY
控制红眼的基因（用w表示）
控制白眼的基因（用w表示）
经过推理、想象提出假说:
P
F1
F2
红（雌、雄）：白 (雄)=3:1
×
F1雌雄交配
白雄 782
红雌 2495
红雄 1011
红眼雌果蝇
白眼雄果蝇
红眼雄
红眼雌
红眼♀
×
XWY
XW
Y
XW
F1：
配子：
XWXw
XWY
白眼♂
XWXW
红眼♀
红眼♂
P：
×
红眼♀
红眼♂
红眼♀
XW
Y
XW
Xw
配子：
XWXw
XwY
白眼♂
XWY
F2：
XWXW
摩尔根对设想的解释：
验证实验，得出结论
白眼雄果蝇
XwY
×
红眼雌果蝇
XWXw
XW
Xw
Y
XWXw
XwY
P
配子
F1
红眼(雌)
红眼(雄)
Xw
XWY
XwXw
白眼(雌)
白眼(雄)
白眼雌果蝇
XwXw
×
红眼雄果蝇
XWY
XW
Xw
XWXw
P
配子
F1
红眼(雌)
Y
XwY
白眼(雄)
进行测交-正交
进行测交-反交
结论：控制白眼的基因（w）只X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因。
控制白眼的基因是在X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因。
摩尔根通过实验观察，把一个特定的基因（控制白眼的基因w）和一条特定的染色体（X染色体）联系起来，最终确定了基因在染色体上的结论。
得出结论
摩尔根从孟德尔理论的怀疑者成为孟德尔理论坚定的支持者。
演绎推理：
预期结果
得出结论：
基因在染色体上
白眼基因只在X染色体上
白眼性状的表现总是与性别相联系？
发现问题：
提出假说：
假说
演
绎
法
实验验证：
进行实验，得到结果
一条染色体上有许多个基因。
基因在染色体上呈线性排列。
果蝇有4对染色体，携带的基因大约有1.3万多个。
人有23对染色体，携带的基因大约有2.6万个。
现代分子生物学利用荧光标记
我不信！
萨顿的假说和基因位于染色体上的实验证据
内容
基因在染色体上
方法
类比推理法
萨顿
假说
摩尔根
实验
材料
果蝇
证明了基因在
染色体上，且
呈线性排列。
基因的分离定律的实质是：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体的等位基因，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，独立的随配子遗传给后代。
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是：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；在减数分离过程中，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。
基因分离定律的细胞实质是：等位基因的分离；
基因自由组合定律的细胞学基础是：非等位基因的自由组合。
同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因 。
等位基因
基因类
显性基因
隐性基因
控制显性性状的基因。用大写字母表示
控制隐性性状的基因。用小写字母表示
A和a为一对等位基因
A和A为相同基因
a和a为相同基因
基本概念
一生物的基因型是Aa
A---显性基因 a---隐性基因
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
2.为什么不测定全部46条染色体
讨 论
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，所以都要测序。
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。
基因位于染色体上的实验证据
萨顿的假说
基因和染色体存在着明显的平行关系
内容：基因在染色体上
依据：
摩尔根的实验
果蝇的杂交实验
结论：基因在染色体上
孟德尔遗传规律的现代解释
1.豌豆和果蝇都是研究遗传学问题的重要生物材料。下列关于二者的说法错误的是（ ）
A．自然状态下一般是纯种
B．都能产生较多的子代
C．都具有易于区分的相对性状
D．繁殖一代的时间都相对较短
2.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.3对+XX 或 3对+YY D.3对+XX 或 3对+XY
D
A
3.下列关于基因和染色体在减数分裂过程中行为变化的描述，错误的是（ ）
A.同源染色体分离的同时，等位基因也随之分离
B.非同源染色体自由组合，所有非等位基因之间也自由组合
C.染色单体分开时，复制而来的两个基因也随之分开
D.非同源染色体数量越多，非等位基因自由组合的种类也越多
B