2.2基因在染色体上课件(共33张PPT)-2024-2025学年下学期高一生物（人教版）必修2

(共33张PPT)
基因在染色体上
萨顿的假说
基因位于染色体上的实验证据
孟德尔遗传规律的现代解释
拓展练习
基因在染色体上
目录
问题探讨
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？
人类基因组计划：测序22条常染色体+X+Y
位于同源染色体相同位置上的基因控制的是同一性状的不同类型
萨顿的假说
萨顿的研究
1902年×月×日，晴，这是我第10001观察蝗虫的减数分裂，我发现一个很奇怪的事情，蝗虫的体细胞中有24条染色体，生殖细胞中只有12条，受精卵又是24条染色体。体细胞中的24条染色体，按形态结构来分，两两成对，每对染色体一条来自父方，一条来自母方。染色体的行为与孟德尔假设的“遗传因子”的行为平行，染色体可能就是孟德尔遗传定律的物质基础。
沃尔特·萨顿
1903年×月×日，晴，今天只吃了一顿，饥饿能会使我保持清醒，我发现在减数分裂过程中，不同对的染色体分配到两极是随机的，这种随机行为构成了孟德尔自由组合定律的基础，而且我觉得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。
孟德尔分离定律：在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。
Dd
D
d
减数分裂实质：在减数分裂形成配子时，成对的同源染色体彼此分离，配子中只得到一对同源染色体的其中一条。
同源染色体
遗传因子
(等位基因)
遗传学
细胞学
基因的行为 染色体的行为
杂交过程中 保持：__________ 也有：_____________
体细胞中 存在形式 _________存在 __________存在
在配子中 存在形式 只有成对基因中的_______ 只有成对染色体中的_________
体细胞中 的来源 成对中的基因：一个来自____；一个来自____　 同源染色体：一条来自______
一条来自______
形成配子时 组合方式 非等位基因：________ 非同源染色体：________
成对
成对
一个
一条
父方
父方
自由组合
自由组合
完整性和独立性
相对稳定的形态结构
萨顿的假说
萨顿假说：基因和染色体的行为存在着明显的平行关系，基因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。
母方
母方
×
高茎
D
D
矮茎
d
d
D
d
P
D
d
d
D
F1
减数分裂
配子
F1
F2
减数分裂
D
d
高茎
D
d
高茎
D
D
高茎
d
d
矮茎
D
d
高茎
♀
♂
萨顿的假说
萨顿运用“推理” 的方法提出基因位于染色体上的假说，对此我持怀疑态度，这只是主观臆测，并不具有逻辑的必然性，其正确与否还需要真实的实验来检验。我能不能设计一个实验，看看生物的遗传与染色体到底是什么关系，基因又是怎么回事？
用什么作实验材料呢？这是个关键问题。材料选对了，实验就成功了一半。巴甫洛夫有狗，孟德尔有豌豆，那我该选择什么呢？
托马斯·亨特·摩尔根
基因位于染色体上的实验证据
摩尔根的果蝇杂交实验
基因位于染色体上的实验证据
实验室里的明星模式生物—果蝇
性梳是雄果蝇第二性征，雄果蝇的第一对前足的第一个跗节上，因形状与梳头的梳子非常相似，又与性别有关而得名。
雌雄果蝇判断
果蝇作为遗传学实验材料的优势：
1、个体小，体长3~4毫米；
2、容易饲养、繁殖能力强、繁殖速度快 ；
3、雌雄易区分，在低倍镜下就能观察；
4、染色体数目少，仅有3对常染色体和1对性染色体，且形态大小等均有明显差异，易于遗传学操作。
基因位于染色体上的实验证据
实验室里的明星模式生物—果蝇
果蝇中常见及常用来出题的一些性状
P
F1
F2
红（雌、雄）：白 (雄)=3:1
×
F1雌雄交配
白雄
红雌
红雄
实验一
红眼雌果蝇
白眼雄果蝇
红眼雄
红眼雌
1、就果蝇红眼和白眼这一对相对性状来看，F1全为红眼，说明红眼对白眼是显性；
2、F2中红眼和白眼的数量比是3:1，符合分离定律，说明果蝇的红眼和白眼是受一对等位基因控制的；
3、白眼性状的表现总是与性别相关联，该如何解释这一现象呢？
基因位于染色体上的实验证据
摩尔根的果蝇杂交实验
性别是生物最明显的相对性状，绝大多数生物都有雌、雄性之分，许多生物的性别是由性染色体决定的，在二倍体生物体细胞中，染色体是成对存在的，绝大多数同源染色体的形态结构和大小等基本相似，称为常染色体，有一对形态结构大小和功能不同的染色体与性别决定有关，这对染色体称之为性染色体。
性染色体组成 XX XY XO XXY
性别 雌 雄 雄 雌
果蝇的性别不取决于是否含Y染色体，而是X染色体数与常染色体组的比值。
果蝇的体细胞有4对染色体，3对是常染色体，1对是性染色体，在雌果蝇中性染色体是同型的，用XX表示，在雄果蝇中，性染色体是异型的，用XY表示。
基因位于染色体上的实验证据
同时期细胞学研究背景
红（雌、雄）：白 (雄)=3:1
红雌：红雄：白 雄=2:1:1
×
XX
实验一
XY
XX
XX
XY
XY
×
F1雌雄交配
P
F1
F2
XX
XAXA
红眼雌果蝇
XaY
白眼雄果蝇
XAXA
红眼雌
XAXa
红眼雌果蝇
XAY
红眼雄果蝇
XAXa
红眼雌
XAY
红眼雄
XaY
白眼雄
×
XY
XA
P
配子
F1
F2
Xa
Y
基因位于染色体上的实验证据
果蝇杂交实验分析图解
测交亲本
实验二
XaY
白眼雄果蝇
XAXa
红眼雌果蝇
×
测交子代
XAXa
红眼雌
XaXa
白眼雌
XAY
红眼雄
XaY
白眼雄
红：白 = 1:1
雌：雄 = 1:1
XAY
红眼雄果蝇
XaXa
白眼雌果蝇
×
XAXa
红眼雌
XaY
白眼雄
雌果蝇均为红色，雄果蝇均为白色
实验三(反交)
测交亲本
测交子代
基因位于染色体上的实验证据
果蝇杂交实验分析图解
控制果蝇眼色的基因位于X染色体上
摩尔根假设控制白眼性状的隐性基因w位于X染色体上，Y染色体上不携带这个基因的显性等位基因，这一假设圆满地解释了果蝇的白眼遗传。
后来，摩尔根根据这一假设预测白眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交，F1应该全部为白眼。真实的实验结果与摩尔根的预测相吻合，那说明摩尔根的假设是正确的。这种研究问题的思路与孟德尔豌豆杂交实验的研究思路一致，都是“假说演绎法”。
摩尔根和他学生们的工作，把一个特定的基因和一条特定的染色体——X染色体联系起来，从而用实验证明了基因在染色体上。从此，摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者。
基因位于染色体上的实验证据
摩尔根的果蝇杂交实验
雌雄果蝇体细胞染色体示意图
染色体的电镜照片
果蝇X染色体上的部分基因
基因位于染色体上的实验证据
基因在染色体上呈线性排列
沃尔特·萨顿
我就说基因在染色体上吧！你还不信！
托马斯·亨特·摩尔根
好好好，都听你的！
基因位于染色体上的实验证据
A
A
A
a
A
A
a
a
a
a
a
a
A
A
分裂
间期
减数
分裂Ⅰ
减数
分裂Ⅱ
减数
分裂Ⅱ
孟德尔遗传规律的现代解释
该细胞中：A : a＝1∶1
基因分离定律的实质是：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。
该个体中：A : a＝1∶1
A a
A AA Aa
a Aa aa
孟德尔遗传规律的现代解释
分裂
间期
减数
分裂Ⅰ
减数
分裂Ⅱ
减数
分裂Ⅱ
A
a
B
b
a
a
A
A
b
b
B
B
B
B
a
a
A
A
b
b
A
b
a
B
B
a
A
b
孟德尔遗传规律的现代解释
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，在减数分裂过程中，同源染色体上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。
该个体中
AB：Ab：aB：ab＝1 : 1 : 1 : 1
该细胞中：Ab : aB＝1∶1
其他细胞：AB : ab＝1∶1
A_B_：A_bb：aaB_：aabb
＝9 : 3 : 3 : 1
孟德尔遗传规律的现代解释
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
并不是所有非等位基因都遵循自由组合定律，只有非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律。
A
a
B
b
自由组合：2对等位基因位于2对同源染色体上
A
a
B
b
基因连锁：2对等位基因位于1对同源染色体上
孟德尔遗传规律的现代解释
本节内容小结
萨顿的假说
内容：基因在染色体上
基因在染色体上的实验证据
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
基因分离定律的实质
方法：假说演绎法
基因自由组合定律的实质
依据：基因和染色体存在着明显的平行关系
1．下列关于基因与染色体关系的说法中，正确的是（　　）
A．染色体上的非等位基因都可以在减数第一次分裂后期自由组合
B．摩尔根等通过把一个特定的基因和一条特定的染色体联系起来证明基因在染色体上
C．摩尔根等人用荧光分子标记法测出基因在染色体上呈线性排列
D．萨顿通过类比推理的方法证明基因就在染色体上
A、非同源染色体上的非等位基因在减数第一次分裂后期发生自由组合，同源染色体上的非等位基因在减数第一次分裂的四分体时期会发生（交叉）互换，A错误；
B、摩尔根是第一个把一个特定的基因(控制眼色基因)和一属条特定染色体(X染色体)联系起来的人，从而证明了基因在染色体上，B正确；
C、摩尔根等人发明了测定基因位于染色体相对位置的方法，同时也说明了基因在染色体上呈线性排列，现代分子生物学技术用荧光分子标记法标记基因在染色体上的位置，C错误；
D、萨顿用类比推理的方法提出基因在染色体上，摩尔根等人首次通过实验证明了基因位于染色体上，D错误。
B
拓展练习
A
2．下列不能体现基因与染色体之间具有平行关系的是（ ）
A．基因在染色体上呈线性排列
B．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，也具有相对稳定的形态结构
C．在体细胞中基因成对存在，染色体也是成对的
D．体细胞中成对的基因一个来自父方一个来自母方，同源染色体也是如此
A、基因在染色体上呈线性排列不能体现基因与染色体的行为存在明显的平行关系，A符合题意；
B、基因在杂交过程中保持完整性和独立性，染色体在形成配子和受精过程中，具有相对稳定的形态结构，体现了基因与染色体的行为存在明显的平行关系，B不符合题意；
C、基因和染色体在体细胞中均成对存在，体现了基因与染色体的行为存在明显的平行关系，C不符合题意；
D、体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方，同源染色体也是如此，体现了基因与染色体的行为存在明显的平行关系，D不符合题意。
拓展练习
B
3．摩尔根果蝇杂交实验运用的科学方法是（ ）
A．类比推理法 B．假说一演绎法
C．同位素标记法 D．荧光标记法
4．果蝇是生物学家常用作遗传学研究的实验动物。下列选项不属于果蝇作为遗传学实验材料的优点是（ ）
A．易于饲养繁殖快 B．能产生大量的子代
C．相对性状易于区分 D．自然状态下只能自交
D
拓展练习
D
5．下列有关基因和染色体的叙述错误的是（　　）
A．染色体是基因的主要载体，基因在染色体上呈线性排列
B．萨顿通过研究蝗虫体细胞及生殖细胞中染色体数目形态和结构，推测基因在染色体上
C．位于一对同源染色体上相同位置的基因控制同一种性状
D．非同源染色体自由组合，使所有非等位基因也自由组合
A、真核细胞中基因主要位于染色体上，染色体是基因的主要载体，一条染色体上含有多个基因，基因在染色体上呈线性排列，A正确；
B、萨顿通过研究蝗虫体细胞及生殖细胞中染色体数目形态和结构，结合孟德尔的实验，发现基因和染色体存在明显的平行关系，推测基因在染色体上，B正确；
C、位于一对同源染色体上相同位置的基因是相同基因或者等位基因，控制同一种性状，C正确；
D、减数分裂产生配子时，非同源染色体自由组合导致非同源染色体上的非等位基因自由组合，但同源染色体上的非等位基因不能自由组合 ，D错误。
拓展练习
A
6．关于真核细胞核基因和染色体关系的叙述，错误的是（ ）
A．等位基因都位于同源染色体上，非等位基因都位于非同源染色体上
B．基因在染色体上呈线性排列，每条染色体上有许多个基因
C．通常X和Y两条染色体上所含的基因数量不同
D．摩尔根等人首次通过实验证明基因在染色体上
A、位于同源染色体上，位置相同，控制相对性状的一对基因称为等位基因，非等位基因有的位于非同源染色体上，有的位于同源染色体上，有的位于同一条染色体上，A错误；
B、基因在染色体上呈线性排列，每条染色体上有许多个基因，B正确；
C、X与Y染色体大小不同，如人类中Y染色体比X染色体短小，果蝇的X染色体比Y染色体短小，因此通常X和Y两条染色体上所含的基因数量不同，C正确；
D、摩尔根等人首次通过红白眼果蝇杂交实验，证明控制红白眼的基因在位于性染色体上，D正确。
拓展练习
AD
（多选）7．下列有关基因和染色体的叙述正确的是（ ）
A．摩尔根利用果蝇进行杂交实验，运用“假说一演绎”法确定了基因在染色体上
B．同源染色体的相同位置上一定是等位基因
C．一条染色体上有许多基因，染色体就是由基因组成的
D．萨顿研究蝗虫的减数分裂，提出假说“基因在染色体上”
A、摩尔根利用果蝇进行杂交实验，运用“假说—演绎”法确定了基因在染色体上（控制果蝇白眼的基因在X染色体上），A正确；
B、同源染色体的相同位置上可能存在一对相同的基因，如A和A，也可能存在一对等位基因，如A和a，B错误；
C、基因是有遗传效应的核酸片段，一条染色体上有许多基因，染色体主要由DNA和蛋白质组成，C错误；
D、萨顿研究蝗虫的减数分裂，运用了类比推理法提出假说“基因在染色体上”，D正确。
拓展练习
Thank You