【AI赋能】2.2基因在染色体上 课件（含果蝇杂交、测交及自由组合定律实质动画演示+趣味闯关游戏html素材）

(共39张PPT)
第2节
基因在染色体上
第 2 章 基因和染色体的关系
人教版(2019)·生物学·必修2
01
萨顿的假说
02
孟德尔遗传规律的现代解释
目录
03
基因位于染色体上的实验证据
04
练习与应用
01
萨顿的假说
课堂导入
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。
讨论
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？
因为基因位于染色体上,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。如果要测定人类基因组的基因序列，就要知道包含人类基因组的全部染色体组由哪些染色体组成。
在22对常染色体中，每对同源染色体的形态、大小相同，结构相似，上面分布的基因是相同的或者是等位基因，所以只对其中1条进行测序。
人染色体的扫描
电镜照片
1对性染色体X和Y的差别很大，基因也大为不同，两条性染色体都要测序。
探究新知
一、萨顿的假说
【探究活动1】
阅读课本p29-30， 小组合作完成以下任务。
讨论
(1)萨顿以哪种生物作为实验材料推测基因和染色体的关系？
(2)萨顿认为基因和染色体存在怎样的关系及其依据？
(3)完成课本思考·讨论的任务: 在图中的染色体上标注基因符号(D/d)
探究新知
一、萨顿的假说
萨顿
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。
配子
12条
P
24条
24条
减数分裂
12条
24条
受精
每对染色体中一条来自父方，一条来自母方。
F1
按形态结构来分，两两成对，共12对。
探究新知
一、萨顿的假说
(1) 萨顿的假说内容
基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的， 基因位于染色体上。
(2) 萨顿的假说依据
基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
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。
方法:类比推理法
探究新知
一、萨顿的假说
思考·讨论
分析减数分裂中基因和染色体的关系
若基因在染色体上，请你在图中的染色体上标注基因符号(A/a表示)，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横线代表基因的位置)
×
高茎
P
配子
F1
F1配子
d d
d
D
D d
高茎
矮茎
D D
受精
减数分裂
减数
分裂
减数
分裂
D
D
d
d
D d
d d
D D
D d
02
基因位于染色体上的实验证据
探究新知
【探究活动1】
阅读课本p30-31， 小组合作完成以下任务。
讨论
(1)摩尔根以哪种生物作为实验材料且其有何优点？
(2)摩尔根如何解释果蝇杂交实验中白眼性状的表现总是与性别相关联？
(3)请根据摩尔根的假说，书写出果蝇杂交实验的遗传图解
(4)摩尔根为了验证假说，设计了什么实验，请书写出该实验的遗传图解
二、基因位于染色体上的实验证据
探究新知
二、基因位于染色体上的实验证据
美国·摩尔根
(1) 实验材料
果蝇
优点
①易饲养
②繁殖快、后代比较多
③有许多易于区分的相对性状
④染色体数目少，便于观察
探究新知
二、基因位于染色体上的实验证据
(2) 果蝇的染色体组成
图2-9 雌雄果蝇体细胞染色体示意图
性染色体:
雌雄个体细胞中不相同，决定性别的染色体
３对：ⅡⅡ，ⅢⅢ，ⅣⅣ
性染色体有1对，雌性体细胞中含有两条同型的性染色体用XX表示，雄性体细胞中含有两条异型的性染色体用XY表示。
常染色体:
雌雄个体细胞中相同，不决定性别的染色体
1对：XX(雌性)，XY(雄性)
探究新知
二、基因位于染色体上的实验证据
X
Y
X非同源区段
Y非同源区段:
X和Y同源区段
XX 、XYA 、 XYa
XBXB 、XBXb 、XbXb
XCXC 、XCXc、XcXc
B(b)
A(a)
C(c)
C(c)
XY染色体的同源区段和非同源区段
XCYC、 XCYc 、XcYC 、XcYc
XBY 、 XbY
探究新知
二、基因位于染色体上的实验证据
(3) 实验探究过程
①实验方法:假说演绎法
1/4
P
×
白眼(雄)
红眼(雌)
F1
红眼(雌、雄)
F2
白眼(雄)
红眼(雌、雄)
F1雌雄交配
3/4
观察现象、提出问题:
F2红眼和白眼之间的数量比是3:1，遵循分离定律。所不同的是白眼性状的表现，总是与性别相联系。
结
果
分
析
F1:全为红眼(雌雄) 红眼为显性性状
F2:红眼:白眼=3:1 符合分离定律
探究新知
二、基因位于染色体上的实验证据
(3) 实验探究过程
①实验方法:假说演绎法
1/4
P
×
白眼(雄)
红眼(雌)
F1
红眼(雌、雄)
F2
白眼(雄)
红眼(雌、雄)
F1雌雄交配
3/4
提出假说、解释现象:
如果控制白眼的基因(w)在X染色体上，而Y染色体上不含它的等位基因，上述现象可以得到合理解释。
(4)根据摩尔根的假说，绘制果蝇杂交实验遗传图解
探究新知
二、基因位于染色体上的实验证据
(3) 实验探究过程
①实验方法:假说演绎法
P
×
白眼(雄)
红眼(雌)
配子
ＸＷＸＷ
XwY
ＸＷ
Xw
Y
F1
ＸＷＸw
红眼(雌)
ＸＷＹ
红眼(雄)
F2
配子 ＸＷ Ｘw
ＸＷ
Y
XWXW红眼(雌)
XWY红眼(雄)
XWXw红眼(雌)
XwY白眼(雄)
探究新知
趣味交互动画演示——果蝇杂交实验
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2.演示方法
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3.演示界面预览
探究新知
二、基因位于染色体上的实验证据
(3) 实验探究过程
①实验方法:假说演绎法
演绎推理
XWXw × XwY
XWX w
XwY
F1
P
配子
红眼(雌) 白眼(雄)
XW Xw
Xw
Y
XwXw
XWY
红雌
白雌
红雄
白雄
测交1
测交2
1: 1: 1: 1
XwXw × XWY
XWX w
XwY
F1
P
配子
白眼(雌) 红眼(雄)
Xw
XW
Y
红雌
白雄
1: 1
预期实验结果
预期实验结果
探究新知
二、基因位于染色体上的实验证据
(3) 实验探究过程
①实验方法:假说演绎法
实验验证
XWXw × XwY
XWX w
XwY
F1
P
配子
红眼(雌) 白眼(雄)
XW Xw
Xw
Y
XwXw
XWY
红雌
白雌
红雄
白雄
测交1
测交2
1: 1: 1: 1
XwXw × XWY
XWX w
XwY
F1
P
配子
白眼(雌) 红眼(雄)
Xw
XW
Y
红雌
白雄
1: 1
测交实验的实验结果与预期结果相符合。
探究新知
趣味交互动画演示——果蝇测交实验
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2.演示方法
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探究新知
二、基因位于染色体上的实验证据
(3) 实验探究过程
①实验方法:假说演绎法
控制果蝇白眼的基因只位于X染色体上，而Y染色体不含其等位基因，基因在染色体上。
得出结论
假说
演绎法
提出问题
作出假说
演绎推理
实验检验
白眼性状的表现总是与性别相联系？
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。
从此，摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者。
测交实验
推导出各代基因型和表现型比例
实验结论
基因在染色体上
探究新知
二、基因位于染色体上的实验证据
每种生物的基因数量，都要远远多于这种生物的染色体数目。
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；
实例
03
孟德尔遗传规律的现代解释
探究新知
三、孟德尔遗传规律的现代解释
基因的分离定律的实质
②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，独立地随配子遗传给后代。
①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；
D d
体细胞
D
d
配子
探究新知
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
②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。
①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；
探究新知
趣味交互动画演示——自由组合定律实质
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课堂小结
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
基因的自由组合定律的实质
①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；
②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。
基因的分离定律的实质
基因位于染色体上。
果蝇的杂交实验
①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；
②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，独立地随配子遗传给后代。
探究新知
趣味闯关游戏——基因位于染色体上
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练习与应用
04
练习与应用
1．下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的是（　　）
A．摩尔根等人测定基因的相对位置，说明基因在染色体上呈线性排列
B．体细胞中成对的等位基因或同源染色体在杂交过程中保持独立性
C．雌雄配子结合形成合子时，非同源染色体上的非等位基因自由组合
D．减数分裂时成对的等位基因或同源染色体彼此分离分别进入不同配子
C
自由组合发生在减一前期（非姐妹染色单体交叉互换）减数第一次分裂的后期（非同源染色体自由组合）
练习与应用
2．孟德尔发现了两大遗传规律，摩尔根证明了基因位于染色体上，他们都为遗传学的研究作出了贡献。下列叙述错误的是（　　）
A．二人获得成功的关键都有选材恰当、运用统计学等
B．为了探究F1均为高茎豌豆的原因，孟德尔让F1进行测交
C．F1高茎能产生两种比例相同的配子可体现分离定律的实质
D．摩尔根通过杂交实验确定了白眼基因位于X染色体上
孟德尔为探究F 高茎原因，先让F1自交（而非测交），观察到F 出现3:1分离比，推测存在隐性因子
B
3．在摩尔根的果蝇眼色遗传实验中，能够推测白眼基因位于X染色体上的关键实验结果是（　　）
A．白眼雄果蝇与红眼雌果蝇杂交，F1不论雌雄都为红眼
B．F1雌果蝇与白眼雄果蝇杂交，F2出现白眼雌果蝇
C．F1的雌、雄果蝇相互杂交，F2中红眼、白眼=3：1
D．F1的雌、雄果蝇相互杂交，F2中白眼全部是雄性
D
练习与应用
F1雌雄杂交（XWXw、XWY），F2中白眼果蝇（XwY）全为雄性，说明白眼性状的遗传与性别相关联，这是推测白眼基因位于X染色体上的最直接证据，
4．摩尔根通过果蝇杂交实验证明了基因位于染色体上，下列有关叙述错误的是（ ）
A．摩尔根的实验方法是假说—演绎法
B．摩尔根发现F2中红眼果蝇与白眼果蝇的数量比接近3：1，符合分离定律
C．摩尔根所做的假设是控制白眼的基因位于性染色体上
D．摩尔根用测交实验验证了其假说的正确性
C
练习与应用
摩尔根的假设是控制白眼的基因位于X染色体上且 Y染色体不携带其等位基因
练习与应用
5．某雄果蝇（2n=8）的X染色体和一条常染色体上的某些基因分布如图。不考虑基因突变和染色体变异，下列叙述正确的是（　　）
A．朱红眼基因和棒眼基因是一对等位基因
B．棒眼基因和棕眼基因在减数分裂时可以互换
C．朱红眼基因和棕眼基因可出现在同一个配子中
D．次级精母细胞中可出现4个卷翅基因
C
朱红眼基因和棒眼基因位于同一条X染色体上，因此不是等位基因
棒眼基因位于X染色体，棕眼基因位于常染色体，不能发生交叉互换
卷翅基因位于常染色体上，初级精母细胞中该常染色体复制后有2个卷翅基因，减数第一次分裂后，次级精母细胞中最多含2个卷翅基因（不考虑变异）
练习与应用
6．下图为一只雌果蝇两条染色体上部分基因分布示意图，下列叙述错误的是（ ）
A．朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl互为非等位基因
B．在减数第一次分裂后期，细胞中不可能含有4个基因v
C．在有丝分裂后期，基因cn、cl、v、w会出现在细胞的同一极
D．在减数第二次分裂后期，基因cn、cl、v、w可出现在细胞的同一极
B
B错误:若该雌果蝇两条X染色体上都是v基因，则减数第一次分裂前的间期 DNA 复制，v基因加倍，减数第一次分裂后期细胞尚未分裂，此时细胞中含有4个v基因
练习与应用
7．孟德尔通过豌豆杂交实验提出了分离定律和自由组合定律。下列关于这两个定律的叙述，从不同角度进行了表述。下列说法正确的是（　　）
A．分离定律的实质是等位基因随同源染色体的分离而分开，而自由组合定律的实质是非等位基因自由组合，这两个定律都发生在减数分裂Ⅰ后期
B．自由组合定律是以分离定律为基础的，因此在形成配子时，等位基因先分离，然后非等位基因再自由组合
C．分离定律和自由组合定律所描述的基因行为，是通过显微镜观察染色体行为变化直接证实的
D．分离定律和自由组合定律都适用于真核生物有性生殖过程中的核基因遗传，但都不适用于细胞质基因遗传
D
非同源染色体上的非等位基因自由组合
同时发生
孟德尔的假说—演绎法推断出来
练习与应用
8．大部分果蝇的翅形是长翅，实验室繁育的翅形突变株可以是残翅、卷翅、小翅或由此产生的各种组合形状。已知控制某品系果蝇翅形的基因涉及常染色体上三个独立的基因位点V、W和D，V基因位点存在3个不同的等位基因VC、VL、v，VC决定卷翅，VL决定长翅，v决定残翅，它们的显隐性关系为VC＞VL＞v，其中VCVC的纯合胚胎致死。W基因位点存在2个等位基因，W（有翅脉）对w（无翅脉）为完全显性。回答下列问题：
(1)果蝇作为遗传学材料的优点有 （至少答出2点）。
(2)只考虑V基因位点时，可以产生的存活基因型有 种，表型有 种。
(3)基因型为VCVLWw的卷翅有翅脉雌雄果蝇杂交，后代表型及其比例为：卷翅有翅脉∶长翅有翅脉∶卷翅无翅脉∶长翅无翅脉=6∶3∶2∶1，产生这种分离比的原因是 。
(4)卷翅有翅脉雌果蝇和长翅无翅脉雄果蝇杂交，F1产的后代中有2/8卷翅有翅脉果蝇，2/8卷翅无翅脉果蝇，1/8长翅有翅脉果蝇，1/8长翅无翅脉果蝇，1/8残翅有翅脉果蝇和1/8残翅无翅脉果蝇。则杂交亲本基因型分别为♀ ，♂ 。
繁殖速度快(周期短)；染色体数目少；具有多对易区分的相对性状
5/五
3/三
VCVC纯合胚胎致死，导致V基因位点杂交后代中卷翅:长翅=2:1，且与W基因位点自由组合
VCvWw
VLvww
练习与应用
【详解】
（1）果蝇之所以适合作为遗传学的经典材料，其优点有：繁殖速度快（周期短）；染色体数目少；具有多对易区分的相对性状等。
（2）依据题干信息可知，VC决定卷翅，VL决定长翅，v决定残翅，它们的显隐性关系为VC＞VL＞v，其中VCVC的纯合胚胎致死，所以卷翅的基因型有：VCVL、VCv，长翅的基因型有：VLVL、VLv，残翅的基因型有：vv，即在只考虑V基因位点时，可以产生的存活基因型有5种，表型有三种。
作业
完成配套作业
人教版(2019)·生物学·必修2