2.2基因在染色体上课件（共44张PPT）-2024-2025学年下学期高一生物（人教版）必修2

(共44张PPT)
1866年孟德尔发现了遗传的两大定律
1909年，约翰逊给“遗传因子”起了一个新名字叫做“基因”
【历史回顾】
基因你在哪里呢？
第2节 　基因在染色上
本节聚焦：
1.通过类比推理法解释萨顿“基因位于染色体上”的假说
2.尝试运用“假说—演绎法”体会摩尔根的果蝇杂交实验。
3.孟德尔遗传定律的实质。
1.提出者
2.证明者
萨顿（蝗虫）
摩尔根（果蝇）
P29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。
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？
22对常染色体的形态和大小相同，上面分布的是相同基因或等位基因，所以只对其中的一条测序即可；而性染色体X和Y的差别很大，两条性染色体都要测序。测46条，耗资巨大。
问题探讨
因为基因位于染色体上。
22对 + XY
（常染色体） （性染色体）
（22常 + X+Y）
果蝇（6+XY）：5条（3+X+Y），
玉米（20）：10条。
P29上
一、萨顿的假说
1903年，美国遗传学家萨顿（1877-1916）用 细胞作材料，研究精子和卵细胞的形成过程。
体细胞中有24条染色体，
生殖细胞中只有 条染色体。
蝗虫
蝗虫
12
受精作用
受精卵
亲代
配子
子代
染色体行为
基因行为
DD
dd
D
d
Dd
Dd
受精作用
看不见的
染色体
基因在染色体上
推理
基因
看得见的
平行关系
高茎
矮茎
高茎
矮茎
一、萨顿的假说
细胞学
遗传学
类比推理法
a
A
B
b
染色体行为
基因行为
亲代
配子
A
B
A
b
a
B
a
b
子代
类比推理法
雄配子
雌
配
子
YyRr
黄色圆粒
YR
yR
Yr
yr
F1配子
♀
♂
YR
yR
Yr
yr
YYRR
YyRR
YYRr
YyRr
yyRR
YyRr
YyRR
YyRr
yyRr
YYrr
Yyrr
yyrr
yyRr
Yyrr
YYRr
YyRr
F2
F1
比较项目 基因的行为 染色体的行为
传递中的特点
存在形式 体细胞中
配子中
体细胞中的 来源
形成配子时的分配特点
在杂交过程保持完整性和独立性
在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构
成对
成对
只有成对的基因中的一个
只有成对的染色体中的一条
成对的基因一个来自父方，一个来自母方
同源染色体一条来自父方，一条来自母方
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
一、萨顿的假说
矮 茎
高 茎
×
减数
分裂
受 精
减数
分裂
高 茎
减数
分裂
高 茎
高 茎
高 茎
矮 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
相同基因
DD dd
等位基因
Dd
用萨顿的假说解释孟德尔的一对相对性状的豌豆杂交实验
F2
P30
例1．萨顿依据“基因和染色体的行为存在明显的平行关系”，而提出“基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代”的假说，下列不属于他所依据的“平行”关系的是（ ）
A．基因和染色体在体细胞中都是成对存在的，在配子中都只有成对中的一个
B．非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数分裂过程中也自由组合
C．基因在染色体上呈线性排列
D．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，也有相对稳定的形态结构
C
注意:
通过类比推理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。
　 加拿大外交官朗宁曾在竞选省议员时，由于他幼儿时期吃过中国奶妈的奶水一事，受到政敌的攻击，说他身上一定有中国血统。朗宁反驳说：“你们是喝牛奶长大的，你们身上一定有牛的血统了。”
孟德尔遗传理论
萨顿假说
果蝇实验
假说-演绎法
好的实验材料是实验成功的一半
正因为类比推理的非必然性，萨顿的假说遭到同时代的遗传学家摩尔根的强烈质疑。
二、基因位于染色体上的实验证据
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）
红眼果蝇
朱红眼果蝇
白眼果
野生型
突变型
突变型
（一）遗传实验材料——果蝇的优点：
二、基因位于染色体上的实验证据
（二）果蝇的染色体组成：
雌性
性染色体
常染色体
常染色体
性染色体
雌雄个体细胞中相同，不决定性别的染色体
雌雄个体细胞中不相同，决定性别的染色体
３对：ⅡⅡ，ⅢⅢ，ⅣⅣ
雄性
同型
异型
二、基因位于染色体上的实验证据
P31上
X
Y
X非同源区段
Y非同源区段
X和Y同源区段
如XYA 、 XYa
如XWXW 、XWXw 、XwXw XWY XwY
如XDXD 、XDXd 、XdXd
XDYD、XDYd 、XdYD 、XdYd
W(w)
A(a)
如XBXB 、XBXb 、XbXb XBY XbY
B(b)
X
W(w)
X
W(w)
D(d)
同源区段
B(b)
B(b)
D(d)
D(d)
D(d)
拓展提升：同源区段和非同源区段
Ⅱ
Ⅲ
Ⅰ
性染色体大写，基因右上角
山东高考：一般来说，对于性别决定为XY型的动物群体而言，当一对等位基因（如A/a）位于常染色体上时，基因型有____种；当其位于X染色体上时，基因型有____种；当其位于X和Y染色体的同源区段时，（如图所示），基因型有____种。
请分别写出每一种情况的基因型：
3
5
7
XAYA
XAYa
♀
♂
XaYA
XaYa
XAXA
XAXa
♀XAXA、XAXa
♂XAYA、XaYA
XaXa
XAY
XaY
XAXA
XAXa
XaXa
♀
♂
♀XAXA
♂XAYA
♀XAXA
♂XAYa
♀XAXa
♂XAYA
♀XAXa
♂XAYa
♀XAXA、XAXa
♂XAYa、XaYa
♀XAXa、XaXa
♂XAYA、XaYA
♀XAXa、XaXa
♂XAYa、XaYa
♀XAXa
♂XaYA
♀XAXa
♂XaYa
♀XaXa
♂XaYA
♀XaXa
♂XaYa
♀XAXA
♂XAY
♀XAXa
♂XAY
♀XAXA、XAXa
♂XAY、XaY
♀XAXa、XaXa
♂XAY、XaY
♀XAXa
♂XaY
♀XaXa
♂XaY
第一个是1933年，颁给了果蝇的开山祖师摩尔根；
第二个是1946年，颁给了摩尔根的学生赫尔曼·穆勒，他发现了X射线对果蝇的突变效应；
第三个是1995年，颁给了三位果蝇发育基因的研究者；
第四个是2011年，颁给了果蝇免疫系统的Toll相关基因；
第五个是2017年医学或生理学奖的果蝇生物钟。
果蝇与诺贝尔奖
拓展视野
果蝇的“过人之处”：
（三）摩尔根的果蝇杂交实验：
1909年起，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。摩尔根和他的学生在实验室里培养了许多野生型红眼果蝇，没发现其它眼色果蝇。1910年5月的一天，摩尔根在实验室中偶然发现一只白眼雄果蝇。白眼性状是如何遗传的？
二、基因位于染色体上的实验证据
（三）摩尔根的果蝇杂交实验：
3/4
1/4
P
×
白眼（雄）
红眼（雌）
F1
红眼
F2
白眼（雄）
红眼（雌、雄）
1.提出问题
雌雄相互交配
二、基因位于染色体上的实验证据
F2红眼和白眼之间的数量比是3:1，遵循分离定律吗？
白眼性状的表现，为什么总是与性别相联系
P：
×
F1：
红眼 （雌、雄）
F2：
3红
1白
（雌、雄）
(全为雄蝇)
雌果蝇
红眼
白眼
雄果蝇
红眼
白眼
摩尔根及其同事提出假说：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。
（ＸＷＸＷ、ＸＷＸw）
（ＸwＸw）
（ＸＷＹ）
（ＸwＹ）
温馨提示：
1)性染色体及基因型写法：性染色体要大写 ，基因写在染色体右上角。如 XBXb 、XBY等。
2)先写常染色体上的基因，再写性染色体及基因
2.提出假说
雌雄 相互交配
XWXW红眼（雌）
×
XwY白眼（雄）
XW
Y
Xw
XWY红眼（ 雄 ）
XWXw红眼（ 雌 ）
×
P
F2
F1
配子
配子
XW
Xw
XW
Y
XWXW红眼(雌 ）
XWXw红眼(雌)
XWY红眼(雄)
XwY白眼(雄 )
合理的解释
假说的正确

分析图解-根据假说对实验现象进行解释
3.演绎推理
XWXw
红眼雌
XwY
白眼雄
雌果蝇均为红眼,
雄果蝇均为白眼
测交后代
测交后代
XWXw
红眼雌
XwXw
白眼雌
XWY
红眼雄
XwY
白眼雄
正交
反交
雌雄均有一半红眼，一半白眼。
测交1：子代中，雌雄均有一半红眼，一半白眼。
测交2：子代中，雌蝇均为红眼，雄蝇均为白眼。
测交1： F1红眼雌 × 白眼雄
XwY
XWXw
测交2：F1红眼雄 × 白眼雌
XW Y
XwXw
测交：F1×隐性纯合子
实验验证：
二、基因位于染色体上的实验证据
P31右下
P31右中
4.实验验证
XWXw
红眼雌
XwY
白眼雄
雌果蝇均为红眼,
雄果蝇均为白眼
后代
后代
XWXw
红眼雌
XWYW
红眼雄
正交
反交
XY的同源区段 雌雄均红眼
白眼雌 × 红眼雄
XWYW
XwXw
红眼雄 × 白眼雌
XW Y
XwXw
排除XY的同源区段
测交2：
二、基因位于染色体上的实验证据
一次杂交判别雌雄
P同型选隐，异型选显
P31下
实验验证——测交实验
摩尔根测交实验2实验的结果：
雌果蝇都是红眼
雄果蝇都是白眼
控制白眼基因在X染色体上，且Y染色体上不含有它的等位基因
测交2：F1红眼雄 × 白眼雌
XW Y
XwXw
摩尔根通过实验：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，从而证明了基因在染色体上。
5.得出结论
摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者!
例2.果绳的红眼为伴性显性遗传，其隐性性状为白眼，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
一次杂交判别雌雄
同型选隐，异型选显
测交：F1红眼雄 × 白眼雌
XW Y
XwXw
短硬毛
棒状眼
深红眼
朱红眼
截翅
红宝石眼
白眼
黄身
结论：基因在染色体上呈线性排列。
摩尔根和他的学生们，设计测量出：第一个果蝇各种基因在染色体上排列图谱。
人只有23对染色体，却有约2.6万个基因。
一条染色体上应该有许多个基因。
果蝇只有4对染色体，携带的基因有1.3万多个；
问题：细胞中的基因都位于染色体上吗？
线粒体、拟核、质粒(不遵循遗传规律)
（真核生物）
三、基因与染色体的关系
现代分子生物学技术将基因定位在染色体上
采用荧光标记法
拓展视野
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
同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因
1
2
3
4
（一）等位基因：
四、孟德尔遗传规律的现代解释
1.基因分离定律的实质
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____________，_____________________时，_____________会随着____________的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
减数分裂Ⅰ
分裂间期
A a
A A
a a
a a
A A
减数分裂Ⅱ
A
A
a
a
同源染色体
减数分裂形成配子
等位基因
独立性
等位基因：位于同源染色体上同一位置，控制相对性状的基因。
减数分裂Ⅰ
后期
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
减数分裂Ⅱ
精原细胞
四、孟德尔遗传规律的现代解释
P32
2.基因自由组合定律的实质
减数分裂Ⅰ
分裂间期
a a
A A
减数分裂Ⅱ
位于_______________上______________的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，______________上的____________分离的同时，________________上的________________自由组合。
等位基因
非同源染色体
非等位基因
同源染色体
非同源染色体
非等位基因
A a
B b
A A
a a
B B
b b
B B
b b
a
b
A
B
a
A
B
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
减数分裂Ⅱ
b
减数分裂Ⅰ后期
四、孟德尔遗传规律的现代解释
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。
2.基因自由组合定律的实质
四、孟德尔遗传规律的现代解释
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
白眼
红宝石眼
朱红眼
深红眼
棒状眼
短硬毛
截翅
A
A
a
a
B
B
b
b
A
A
a
a
B
B
b
b
A、B基因连锁
B、b基因互换
小结
P32-P33
A
a
B
b
A
A
B
B
a
a
b
b
分裂
间期
减数
分裂Ⅰ
A
B
B
A
a
a
b
b
减数
分裂Ⅱ
减数
分裂Ⅱ
A
B
a
b
A
B
a
b
2对等位基因位于1对同源染色体上
A和B、a和b连锁，可以产生AB、ab两种配子
连锁互换定律
1.完全连锁
连锁不交换
拓展视野
1.完全连锁
连锁互换定律
拓展视野
A
a
B
b
分裂
间期
减数
分裂Ⅰ
减数
分裂Ⅱ
减数
分裂Ⅱ
A
B
A
b
a
a
b
B
A
B
a
A
a
b
b
B
2对等位基因位于1对同源染色体上
B和b发生互换，可以产生AB、Ab、aB、ab四种配子
A
A
B
a
b
b
B
a
2.不完全连锁
连锁且交换
连锁互换定律
配子：两多两少
拓展视野
2.不完全连锁
连锁互换定律
拓展视野
分离 定理 基因位置
配子比例 A:a=1：1
自由组合定律 基因位置
配子比例 AB:Ab：Ab:ab =1：1：1：1
AB:ab=1：1
Ab:aB=1：1
AXB:AY：aXB:aY
=1：1：1：1
知识拓展：生物个体产生配子种类分析
甲乙自交后代性状分离比是否一致？
摩尔根和他的学生又经过十多年的努力，证明了基因在染色体上线性排列。
1909年，约翰逊
“遗传因子” 改名“基因”。
1902年，萨顿提出“位于染色体上”的假说。
19世纪，生物学家发现细胞核中有一种叫“染色体”的物质。
1910年，摩尔根与白眼果蝇结缘，证明基因位于染色体上。
类比推理法
（假说——演绎法）
生物学史
基因在染色体上
萨顿假说
摩尔根实验
孟德尔遗传规律的现代解释
基因和染色体的行为存在着明显的平行关系
基因位于染色体上
减数分裂过程中，等位基因随同源染色体的分开而分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合
依据
结论
实验验证
实验现象
实验假设
果蝇眼色遗传与性别相联系
控制白眼的基因位于X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因
测交实验
1. 基因型为AaBb的个体，基因在常染色体上的位置如图。若图1、图2和图3的同源染色体均不发生交叉互换，下列对AaBb自交后代的表现型及基因型种类说法不正确的是（ ）
A. 图1个体自交后代有3种基因型，2种表现型
B. 图2个体自交后代有3种基因型，3种表现型
C. 图3个体自交后代有3种基因型，4种表现型
D. 三种个体自交后代的基因型和表现型存在差异
C
课堂检测
2.对性腺组织细胞进行荧光标记，等位基因A、a都被标记为黄色，等位基因B、b都被标记为绿色，在荧光显微镜下观察处于四分体时期的细胞。下列有关推测合理的是（ ）
A.若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点
B.若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点
C.若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点
D.若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点
B
课堂检测
3．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（　　）
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
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
C．该染色体上的所有基因都呈线性排列
D．该染色体上基因控制的性状一定会在后代中同时显现
C
课堂检测
THANK YOU