2.2 基因在染色体上 课件-高中生物人教版（2019）必修2(共32张PPT)

(共32张PPT)
2.2基因在染色体上
萨顿的假说
Sutton's hypothesis
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。
子代体细胞中的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。
精子12条
染色体
卵细胞
12条染色体
体细胞
24条染
色体
体细胞
24条染
色体
受精
萨顿
萨顿发现孟德尔假设的一对遗传因子(即等位基因) , 其
分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。
即染色体的行为和基因的行为高度一致
萨顿的假说 Sutton's hypothesis
萨顿
II DD
I D
看得见的 看不见的
染色体 基 因
平行关系
推 论( 即假说)
基因位于染色体上
染色体行为
①
①
受精作用
I
D
基因行为
dd
d
受精作用
Dd
Dd
亲代
配子
受精卵
子代
萨顿将基因与染色体的行为进行比较 类比—推理法
萨顿的假说 Sutton's hypothesis
基因
染色体
在遗传性状传递过程 中的性质 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
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
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
形成配子时的行为 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
类比 基因和染色体行为存在着明显的平行关系 推理 基因位于染色体上(假说)
萨顿：基因和染色体行为存在着明显的平行关系
萨顿的假说
Sutton's hypothesis
F F 配 子
o
o
减数
分裂
高 茎
分裂
萨顿的假说
Sutton's hypothesis
分析减数分裂过程中基因和染色体的关系
高 茎 矮 茎
高 茎 矮 茎
高 茎 高 茎
减数 分裂
减数
配子
O O
P
O
O
O
O
萨顿的假说
Sutton's hypothesis
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。
我更相信的是实验证据，我
要通过确凿的实验证据找到基因 和染色体的关系!
基因位于染色体上的实验证据
Experimental evidence that genes are located on chromosomes
摩尔根(1866-1945)
果蝇
基因位于染色体上的实验证据
Experimental evidence that genes are located on chromosomes
果蝇的特点：①易饲养②繁殖快、后代比较多
③有明显的相对性状，便于观察和统计
④果蝇体细胞中染色体数少(4对)
IV
Ⅱ Ⅲ
Ⅱ Ⅲ
早 X X
IV
Ⅱ
Ⅱ
X Y o
雄性
雌性
Ⅲ
ⅢI
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
皿 → 常染色体
→性 染 色 体
X X Y
3对常染色体+ XX同型 3对常染色体+ XY 异型
如：雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分。
基因位于染色体上的实验证据
Experimental evidence that genes are located on chromosomes
IV
Ⅱ
Ⅱ
千 X
染色体
的类型
Ⅲ
Ⅲ
o
雄性
雌性
≥
基因位于染色体上的实验证据
Experimental evidence that genes are located on chromosomes
红眼果蝇
野生型
白眼果蝇
突 变 型
1.观察现象，提出问题：
P 千
红眼(雌) 白 眼 ( 雄 )
F
红眼(雌、雄) 白 眼 ( 雄 ) 3/4 1/4
2.果蝇的红眼和白眼的遗传是否遵
循分离定律
1.通过果蝇杂交实验，在果蝇的红
眼和白眼中，红 眼是显性性状
F 中红眼：白眼=3:1,
遵循分离定律
(假说—演绎法)
基因位于染色体上的实验证据
Experimental evidence that genes are located on chromosomes
红眼
(雌、雄交配)
F
3. 在F 中，为什么白眼只
出现在雄果蝇中
说明白眼性状表现和性别相
联系
F 红眼(雌、雄) 3/4
白 眼 ( 雄 )
1/4
P 千 红眼(雌) —
白眼(雄)
基因位于染色体上的实验证据
Experimental evidence that genes are located on chromosomes
1.观察现象，提出问题：
(假说—演绎法)
红眼
(雌、雄交配)
F
—
×
F 红眼
雌、雄交配)
F
假设：控制白眼的基因在X
染色体上，而Y 染色体上不含 它的等位基因。
基因位于染色体上的实验证据
Experimental evidence that genes are located on chromosomes
2.提出假说，解释实验：
(假说—演绎法)
红眼(雌、雄)
3/4
红眼(雌) 白眼(雄)
白眼(雄)
1/4
千
P
基因位于染色体上的实验证据
Experimental evidence that genes are located on chromosomes
2.提出假说，解释实验
如果控制白眼的基因 (w) 在X 染色体上，而Y 染色体不含有它 的等位基因。
雌果蝇种类：
雄果蝇种类： 红眼 (XWY)
红眼 (XWXW)
红 眼 (XWXw)
白眼 (XwXw)
白眼 (XWY)
X XwY
(白眼)
Xw
Y
XwY
(红眼)
P XWXW
(红眼)
w
配 子 XW
F XWXw (红眼)
基因位于染色体上的实验证据
Experimental evidence that genes are located on chromosomes
2.提出假说，解释实验
6 O XW
Y
Xw XWXw
XwY
XW XWXw
XWY
基因位于染色体上的实验证据
Experimental evidence that genes are located on chromosomes
2.提出假说，解释实验
F
F
XWXw红
XWY 红
眼
眼
根据摩尔根的上述假设，完善以下遗传图解，并预测测交结果。
Experimental evidence that genes are located on chromosomes
3.演绎推理，实验验证
XWY ×
(F 的红眼雄)
基因位于染色体上的实验证据
XwXw
(白眼雌)
测 交
基因位于染色体上的实验证据
Experimental evidence that genes are located on chromosomes
3.演绎推理，实验验证 测 交
白 眼 红眼
P XwXw X XWY
配子 Xw XW
F XWXw XwY
红 眼 白 眼
若实验结果与预期的实验结果——子代中雌性全为红眼，雄
蝇全为白眼，说明摩尔根的假设是正确的。
控制白眼的基因在X 染色体上，而Y 染色体上不含它的
等位基因。
红眼雌性
白眼雄性
126
115
基因位于染色体上的实验证据
Experimental evidence that genes are located on chromosomes
3.演绎推理，实验验证
白 眼 红眼
P: XWXw × XWY
测 交
提出问题：白眼性状的表现总是与性别相联系
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
验证假说：测交
得出结论：基因在染色体上
基因位于染色体上的实验证据
Experimental evidence that genes are located on chromosomes
4.归纳综合，总结规律 —基因在染色体上
从此，摩尔根成了 孟德尔 理论的坚定支持者
假说— 演绎法
2.在光学显微镜下能看到染色体却看不到基因
◆发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法
◆绘制出了第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置
基因和染色体是一一对应的吗
黄身-
通过右图可看出基因在染色体上呈 线性 排列。 果蝇X染色体上 一 些基因的示意图
白眼
红宝石眼
截翅
朱红眼
深红眼
棒状眼
短硬毛
一条染色体上有许多个基因。
1.人只有46条染色体，却有几万个基因。
基因位于染色体上的实验证据
Experimental evidence that genes are located on chromosomes
资 料 ：
基因位于染色体上的实验证据
Experimental evidence that genes are located on chromosomes
细胞中的基因都位于染色体上吗
染色体是基因的主要载体，但不是唯一载体。
真核生物的核基因都位于染色体上，而细胞质中的线粒体和叶 绿体也含有基因。
原核生物的基因有的位于拟核区，有的位于细胞质中的质粒上。
基因分离定律的实质是：
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，独立的随 配子遗传给后代。
A1
间期复制
AY fa
同源染色体分离
等位基因分离
a a
染色单体分开 相同基因分开
fa
孟德尔遗传规律的现代解释 Modern interpretation of Mendelian laws of heredity
减数第 一次分裂
减数第 二次分裂
AyA
A
A
|
|
a
精子的形成与分离定律的关系
a
A
精原细胞
2个次级精母细胞
一个精原细胞产生2种精子
初级精母细胞
4个精子
减数分裂 Meiosis
a
a
A
a
a
孟德尔遗传规律的现代解释
Modern interpretation of Mendelian laws of heredity
基因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分离的同时，非同源染色体
减 Ⅱ
减 Ⅱ
A+a 间期复制
Bttb
减 IⅡ
减I
减 IⅡ
上的非等位基因自由组合。
A# B
a+ bt
A+ b+
a+ Btl
A+ Bt
a+ b+
A+ bt
a+ Bt
减I ①
AHtta
②
精原细胞 初级精母细胞
A B
/AB
a 4个精子
b a b
A A a
B
B
a b
b
精子的形成与自由组合定律的关系
一个精原细胞产生2种精子
2个次级精母细胞
一 M
a
bb
B.
\6
减数分裂 Meiosis
A
ak
B
a
a B.
A
精原细胞 初级精母细胞 2个次级精母细胞
—
Meiosis
精子的形成与自由组合定律的关系
一个精原细胞产生2种精子
减数分裂
随堂练习
In-class
practice
1.果蝇某一条染色体上有许多基因(如图所示),下列有关说法正确的是 ( C )
A. 白眼基因与深红眼基因是控制果蝇眼色的一对等位基因 白眼
B. 控制果蝇白眼和朱红眼的基因在减数分裂时可发生分离 红宝石眼
C. 该染色体上的所有基因都呈线性排列 截翅
D. 该染色体上基因控制的性状一定会在后代中同时显现 朱红眼
深红眼
棒眼
短硬毛
黄 身
随堂练习
In-class
practice
2.下列哪一论述不支持基因和染色体行为存在明显的平行关系这一观点 ( D )
A.基因在染色体上，等位基因位于同源染色体上
B.减数分裂形成配子时等位基因随同源染色体的分开而分离，进入不同 的配子
C .体细胞中成对的基因和同源染色体都是一条来自父方， 一条来自母方
D. 原核生物细胞中没有染色体，但有基因的存在
随堂练习
In-class
practice
3.在减数分裂过程中，遵循分离定律的基因、遵循自由组合的基因、因 为交叉而互换的基因分别在( C
A.姐妹染色单体上；同一条染色体上；非姐妹染色单体上
B. 同源染色体上；非同源染色体上；同源染色体的姐妹染色单体上
C.同源染色体上；非同源染色体上；同源染色体的非姐妹染色单体上
D.姐妹染色单体上；非同源染色体上；非同源染色体的姐妹染色单体上
随堂练习
In-class
practice
4.基因与染色体具有平行关系，下列关于果蝇细胞中基因与染色体的叙 述，错误的是 ( C )
A.体细胞中成对的基因与染色体均分别来自双亲
B.配子中只存在成对基因与成对染色体中的一个
C.形成配子时，非等位基因、非同源染色体一定都表现为自由组合
D.基因与染色体在杂交、配子形成和受精等过程中保持结构相对稳定、
完整和独立