2.2基因在染色体上课件(共30张PPT)

(共30张PPT)
回到19世纪……
1879年，德国生物学家弗莱明经过实验发现染色体
1890年，科学家确认精子和卵细胞的形成要经过减数分裂
1866年，孟德尔发表关于遗传规律的论文
1909年，约翰逊给孟德尔的“遗传因子”起了一个名字叫做基因
预测出了遗传因子（基因）的客观存在
减数分裂的研究：为找到基因提供了最正确的线索
基因在哪里？
第2节
基因在染色体上
回到19世纪……
1879年，德国生物学家弗莱明经过实验发现染色体
1890年，科学家确认精子和卵细胞的形成要经过减数分裂
1866年，孟德尔发表关于遗传规律的论文
1909年，约翰逊给孟德尔的“遗传因子”起了一个名字叫做基因
预测出了遗传因子（基因）的客观存在
减数分裂的研究：为找到基因提供了最正确的线索
1903年，萨顿提出“遗传因子（基因）位于染色体上”的假说。
思考：
萨顿应用什么材料来研究呢？
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
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）
萨顿发现孟德尔提出的一对遗传因子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
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。
思考：基因和染色体的行为有何相似之处？
任务1：阅读教材29页，回答问题。
发现问题：
提出假说：
一、萨顿的假说
成对的基因
一个来自父方，一个来自母方。
基因成对
存在
染色体成对
存在
只有成对基因中的一个
只有成对染色体中的一条
成对的染色体一条来自父方，一条来自母方。
基因在杂交过程中保持完整性和独立性。
染色体在配子形成和受精过程 中有相对稳定的结构。
平行关系
推理
假说：基因在染色体上
类比推理
思考讨论
请结合萨顿的假说内容，在染色体上标注基因符号，解释孟德尔一对相对性状的杂交实验（图中染色体上的黑色短线代表基因的位置）。
D
D
d
d
D
d
D
d
D
d
D
d
D
D
D
d
D
d
d
d
萨顿假说
摩尔根
T.H.Morgan
(1866-1945)
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！
我要用什么作为实验材料呢？
孟德尔的遗传理论
萨顿通过类比推理得出假说：基因在染色体上究竟是否正确？
开启了漫长的证据寻找之路…
回到19世纪……
1879年，德国生物学家弗莱明经过实验发现染色体
1890年，科学家确认精子和卵细胞的形成要经过减数分裂
1866年，孟德尔发表关于遗传规律的论文
1909年，约翰逊给孟德尔的“遗传因子”起了一个名字叫做基因
减数分裂的研究：为找到基因提供了最正确的线索
1903年，萨顿提出“遗传因子（基因）位于染色体上”的假说。
1910年，摩尔根与白眼果蝇结缘，开启果蝇研究之旅
果蝇
①易饲养，繁殖快，后代数量多
②相对性状多且易于区分
③染色体数少（4对），易于观察
1909年起，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。1910年，摩尔根在实验室中发现一只白眼雄果蝇。白眼性状是如何遗传的？
果蝇的优点
1.果蝇作为实验材料的优点 （教材P18）
♀
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
♂
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
二、摩尔根的果蝇杂交实验
观察实验，提出问题
×
♀
P
♂
F1
F2
雌雄自由交配
♀♂
♀
2459
♂
986
♂
982
红眼
白眼
红眼
红眼♀♂
白眼♂
眼色的显性性状什么？
红眼
眼色遗传是否遵循分离定律？
是，F1自交后代的性状分离比为3∶1。
思考：为什么白眼果蝇都是雄的？如何解释这一现象呢？
3/4
1/4
果蝇
果蝇的染色体组成
遗传学的模式生物
X
X
♀
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅲ
Ⅳ
X
Y
♂
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅲ
Ⅳ
3对常染色体+XX
3对常染色体+XY
补充：
人的体细胞：女性 、男性 ；
生殖细胞：女性 、男性 。
2.染色体类型：
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
（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）
（X、Y）
44+XX
44+XY
22+X或22+Y
22+X
雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分。
♀：同型：XX ♂异型：XY
性染色体组成
X
Y
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
(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
Ｘ、Ｙ同源区段的基因是成对存在的。
(2)在同源区段Ⅱ
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
先写性染色体后写基因
XY
-
雄性：
X X
-
-
雌性：
X Y
-
雄性：
-
分析问题，提出假说
X
Y
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
×
♀
P
♂
F1
F2
雌雄自由交配
♀♂
♀
2459
♂
986
♂
982
红眼
白眼
红眼
红眼：白眼=3：1
思考：为什么白眼果蝇都是雄的？如何解释这一现象呢？
二、摩尔根的果蝇杂交实验
观察实验，提出问题
假说①：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。
二、摩尔根的果蝇杂交实验
分析问题，提出假说
控制白眼的基因（用w表示）
假说①：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
♂
F1
F2
自由交配
♀♂
♀
♂
红 ：白 = 3 : 1
♂
红眼
白眼
红眼
红 ：白 = 3 ：1
P
F1
F2
×
红眼雌果蝇
XWXW
白眼雄果蝇
XwY
比例
XWXw红眼雌
XWY
红眼雄
×
XWXW
红雌
XWXw
红雌
XWY
红雄
XwY
白雄
符合
任务2：写出摩尔根果蝇杂交实验遗传图解
果蝇杂交实验遗传图解
XWXW红眼（雌）
×
XwY白眼（雄）
XW
Y
Xw
XWY红眼（雄）
XWXw红眼（雌）
×
P
F2
F1
配子
Xw
XW
Y
XW
XWXW红眼（雌）
XWXw红眼（雌）
XWY红眼（雄）
XwY白眼（雄）
二、摩尔根的果蝇杂交实验
分析问题，提出假说
X
Y
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
假说③：控制白眼的基因在Y染色体上，
X染色体上没有它的等位基因。
假说①：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。
假说②：控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上：
×
♀
P
♂
F1
F2
雌雄自由交配
♀♂
♀
2459
♂
986
♂
982
红眼
白眼
红眼
红眼：白眼=3：1
思考：除了假说1，你还能提出其他假说吗？
思维拓展
控制白眼的基因在Y染色体上，
控制红眼的基因在X染色体上。
二、摩尔根的果蝇杂交实验
分析问题，提出假说
假说② ：控制白眼的基因在Y染色体上，控制红眼的基因在X染色体上。
控制白眼的基因（用w表示）
×
♀
P
♂
F1
♀♂
红眼
白眼
红眼
不符合
P
×
XWXW
XWYw
红眼雌果蝇
红眼雄果蝇
二、摩尔根的果蝇杂交实验
分析问题，提出假说
假说③：控制白眼的基因是在Y染色体上，X染色体上没有它的等位基因。
控制白眼的基因（用w表示）
P
F1
×
红眼雌果蝇
X X
白眼雄果蝇
X Yw
比例
X X
红眼雌
X Yw
白眼雄
1 : 1
×
♀
P
♂
F1
♀♂
红眼
白眼
红眼
不符合
二、摩尔根的果蝇杂交实验
演绎推理，验证假说
控制白眼的基因（用w表示）
假说①：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。
如何验证假说？
设计测交实验，F1与隐性纯合子杂交。
如何选择测交的两个亲本？
红眼雌XWXw、红眼雄XWY
假说①F1:
分别与白眼雄XwY、白眼雌XwXw杂交
二、摩尔根的果蝇杂交实验
演绎推理，验证假说
红眼雌XWXw、红眼雄XWY
假说①F1:
分别与白眼雄XwY、白眼雌XwXw杂交
红眼雌
白眼雄
P
F1
XWXw
XwY
×
XWXw
红眼雌
XwXw
白眼雌
XWY
红眼雄
XwY
白眼雄
红雌：白雌：红雄：白雄 = 1：1：1：1
比例
红眼雄
白眼雌
P
F1
XWY
XwXw
×
XWXw
红眼雌
XWXw
红眼雌
XwY
白眼雄
XwY
白眼雄
红雌 ：白雄 = 1 ：1
比例
假说①：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。
二、摩尔根的果蝇杂交实验
实验验证
红眼雌性 红眼雄性 白眼雌性 白眼雄性
126 132 120 115
实验一：红眼雌与白眼雄
假说①F1:
红眼雌
白眼雄
P
F1
XWXw
XwY
×
XWXw
红眼雌
XwXw
白眼雌
XWY
红眼雄
XwY
白眼雄
符合
二、摩尔根的果蝇杂交实验
实验验证
实验二：红眼雄与白眼雌
符合
假说①F1:
红眼雄
白眼雌
P
F1
XWY
XwXw
×
XWXw
红眼雌
XwY
白眼雄
红雌：白雄=1：1
得出结论：
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。
基因在染色体上
思考1：摩尔根证明基因在染色体上，运用的研究方法是什么？
假说—演绎法
回顾摩尔根的实验
验证假说：
测交
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
为什么白眼性状的表现总是与性别相联系？
提出问题：
作出假说：
假说
演
绎
法
从此，摩尔根成了 理论的坚定支持者
孟德尔
基因位于染色体的实验证据
资料1：果蝇的体细胞有4对染色体，携带的基因有1.3万多个。人的体细胞有23对染色体，携带的基因有2.6万多个。
思考1：以上现象说明基因和染色体在数量上存在什么关系？
一条染色体上应该有许多个基因
思考2：一条染色体上应该有许多个基因，那基因在染色体上是如何排列的呢？
摩尔根和他的学生们经过十多年的努力，发明了测定基因在染色体上相对位置的方法，并绘制了第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置图。
基因在染色体上呈线性排列！
一条染色体上有多个基因
思考3：
图中有___对同源染色体
A和b、A和D是等位基因吗？
b和b属于等位基因吗？
4
不是；等位基因位于同一对同源染色体的相同位置。
不是；等位基因是要控制相对性状的。b和b为相同基因。
2对等位基因
短硬毛
棒状眼
深红眼
朱红眼
截翅
红宝石眼
白眼
黄身
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
图中有___对同源染色体；____对等位基因；非等位基因可分为___种类型。
2
3
2
①同源染色体上的非等位基因
②非同源染色体上的非等位基因
思考4：不考虑交换，在减数分裂时，原始生殖细胞中所有的等位基因一定会分离吗？
正常情况下，在减数分裂过程中，不考虑交换，等位基因一定会随同源染色体的分开而分离。
思考5:在减数分裂过程中，所有的非等位基因都会发生自由组合吗
减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因会发生自由组合，而同源染色体上的非等位基因不会发生自由组合。
孟德尔遗传规律的现代解释
1、基因的分离定律的实质：
减数分裂形成 的过程中， 基因会随 染色体的分开而分离，进入到不同的配子中，独立地随配子遗传给后代。
配子
等位
同源
任务：根据基因与染色体的关系，在染色体上标注基因。
等位基因随同源染色体的分开而分离
孟德尔遗传规律的现代解释
2、基因的自由组合定律的实质：
减数分裂形成 的过程中，同源染色体上的 基因彼此分离的同时， 染色体上的 基因自由组合。
配子
等位
非同源
非等位
非同源染色体上的非等位基因自由组合
任务：根据基因与染色体的关系，在染色体上标注基因。
补充练习 果绳的红眼为伴性显性遗传，隐性性状为白眼，在下列杂交组合中，通过眼色即可直接判断子代果蝇性别的一组是（ ）
A.杂合红眼雌果蝇×红眼雄果蝇 B.白眼雌果蝇×红眼雄果蝇
C.杂合红眼雌果蝇×白眼雄果蝇 D.白眼雌果蝇×白眼雄果蝇
B
通过眼色直接判断子代果蝇的性别或证明基因只在X染色体上，
1.思路：同隐×异显（亲本均纯合）
性染色体同型（XX）选择隐性
性染色体异型（XY）选择显性
2.预期结果（以XY性别决定生物为例）
①后代雄性个体都为隐性，雌性个体都为显性 ②否则，位于常染色体上
《必修2》P32【练习与应用】二、拓展应用1.