2.2 基因在染色体上 课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版2019必修2(共32张PPT)

(共32张PPT)
第2章 基因和染色体的关系
第2节 基因在染色体上
美国生物学家摩尔根
必
修二
一、学习目标
二、重难点
1.教学重点:
2.教学难点:
1.生命观念：说出萨顿提出基因位于染色体上的证据和基因与染色体的关系。
2.科学探究：说出摩尔根证明基因在染色体上的实验证据及验证方法。
3.社会责任：通过介绍“人类基因组计划”，拓展学生的视野，帮助学生理解科技改变生活，有助于形成正确的科学观。
（1）.阐述基因位于染色体上的实验证据。
（2）.说出孟德尔遗传规律的现代解释。
阐述基因位于染色体上的实验证据。
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。
人染色体的扫描电镜照片
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。
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。
一 、萨顿的假说
自主探究
3、子代体细胞中的这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。
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。他发现孟德尔假设的一对遗传因子，也就是等位基因，它们的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。
萨顿
1、蝗虫的体细胞中有24条染色体，生殖细胞中只有12条染色体。
2、精卵细胞结合形成的受精卵，又具有24条染色体。蝗虫子代体细胞中的染色体数目与双亲的体细胞染色体数目一样。
一 、萨顿的假说
1、萨顿假说的内容:
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。
基因和染色体存在着明显的平行关系。
2.依据：
体细胞:
配子:
基因成对存在
一个来自父方
一个来自母方
受精后
体细胞:
成单存在
染色体成对存在
成单存在
一条来自父方
一条来自母方
完整性
独立性
相对稳定的形态结构
形成配子和受精卵:
独立性
存在方式
来源
基因在染色体上
推理
平行关系
看不见的基因
看得见的染色体
基因行为
同源染色体
分离定律
Dd
D
d
Dd
等位基因分离
同源染色体分离
男
一 、萨顿的假说
基因和染色体存在着明显的平行关系。
2.依据：
R
r
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Ⅰ后期自由组合
YyRr
Y
y
YR
Yr
yR
yr
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
自由组合定律
分配
体细胞:
配子:
无论是基因的分离定律、还是自由组合定律都与染色体的行为存在明显的平行关系。
(1)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。
(2)在体细胞中基因成对存在，染色体也是成对的。在配子中只有成对的基因中的一个，同样，也只有成对的染色体中的一条。
(3)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。
(4)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Ⅰ的后期也是自由组合的。
一 、萨顿的假说
基因和染色体存在着明显的平行关系。
2.依据：
思考●讨论
分析减数分裂中基因和染色体的关系
根据萨顿的假说，请在图中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(图中染色体上白色横线代表基因的位置，相关基因用D、d表示)。
F2
D D
d d
d
D
D d
D
d
D
d
D d
D d
d d
D D
方法：类比推理法
笔记！
山柳菊
二 、基因位于染色体上的实验证据
摩尔根（1866-1945）
美国生物学家摩尔根曾经明确表示过不相信孟德尔的遗传理论，讥笑孟德尔的研究方法，称“解释结果需要高级杂耍”。
对萨顿的基因位于染色体上的学说更持怀疑态度，认为这是主观的臆测，缺少实验证据。
1.实验者：摩尔根
2.实验材料：
果蝇
红眼果蝇 白眼果蝇
我不相信孟德尔,更
难以相信萨顿毫无
事实根据的臆测！
（1）个体小，易饲养；
（2）繁殖速度快（在室温下10多天就繁殖一代）；
（3）后代数量大（一只雌果蝇一生能产生几百个后代）；
（4）有明显的相对性状，便于观察、统计；
（5）染色体数目少（4对），而且形状有明显差别，便于观察。
二 、基因位于染色体上的实验证据
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，Ⅲ Ⅲ，Ⅳ Ⅳ。
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)
X、Y同源区段的基因是成对存在的。
非同源区段：Ⅱ1和Ⅱ2，在X和Y染色体上不成对
①基因只存在于X染色体（Ⅱ2区段）上
②基因只存在Y（Ⅱ1区段）上
同源区段：
Ⅰ
二 、基因位于染色体上的实验证据
3.实验现象：
1、哪个是显性性状？
2、实验现象符合孟德尔分离定律吗？
3、特殊在什么地方？
符合
白眼性状的表现，总是与性别相联系
如何解释呢？
白眼果蝇
红眼果蝇
显性：红眼；
隐性：白眼
二 、基因位于染色体上的实验证据
4.解释(假说)：
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。
XWXW红眼（♀）
×
XwY白眼（♂）
XW
Y
Xw
XWY红眼（ ♂ ）
XWXw红眼（ ♀ ）
×
P
F2
F1
配子
配子 ♂XW ♂Y
♀XW
♀Xw
XWXW红眼(♀ ）
XWXw红眼(♀)
XWY红眼( ♂)
XwY白眼(♂ )
红眼：白眼=3：1
上述遗传现象可以得到合理的解释。
如何验证呢？
与隐性纯合子测交。
思考 讨论
摩尔根解释的验证
.
从图2-10可以看出，摩尔根等人的设想可以合理地解释实验现象。但是判断一种设想或假说是否正确，仅能解释已有的实验现象是不够的，还应运用假说一演绎法，预测另外设计的实验结果，再通过实验来检验。
讨论：
1.你能运用上述果蝇杂交实验的知识设计一个实验，来验证他们的解释吗
2.如果控制白眼的基因在Y染色体上，还能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗
图2-10果蝇杂交实验分析图解
5.测交实验验证(演绎)：
XWY
红眼雄
XwXw
白眼雌
×
测交亲本
XWXw
红眼雌
XwY
白眼雄
测交子代
有没有其他验证方法？
XWXw × XwY
红眼(雌) 白眼(雄)
二 、基因位于染色体上的实验证据
①如果控制白眼的基因在Y染色体上，控制红眼的基因在X染色体上呢？
②如果控制白眼的基因在Y染色体上，且X染色体上没有显性的红眼基因呢？
XWXW
XWYw
×
XWXW
XWYw
①
红眼
红眼
红眼
红眼
XwXw
XwYW
×
XwYW
XwXw
白眼
红眼
白眼
红眼
②
红眼雌果蝇与白眼雄果蝇的杂交后代中雄性全部为白眼，不能解释。
因为X染色体上的红眼基因对白眼基因为显性，所以不会出现白眼雄果蝇，不能解释。
拓展：
如果控制白眼的基因在Y染色体上，还能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗
摩尔根等人通过测交等方法，进一步验证了这一解释；
决定果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体上，从而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。
二 、基因位于染色体上的实验证据
6.基因与染色体的关系：
结论：一条染色体上有许多个基因，基因在染色 体上呈线性排列。
摩尔根和他的学生们，发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，并绘出了：第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置图。
一条染色体上应该有许多个基因。
资料：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。
三 、孟德尔遗传规律的现代解释
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。
1.基因的分离定律的实质是：
减数
分裂Ⅱ
间期
减数
分裂Ⅰ
A
A
A
A
A
a
A
A
a
a
a
a
a
a
一个细胞
一个个体
2A + 2a
1A : 1a
自交
3:1
测交
1:1
A
a
三 、孟德尔遗传规律的现代解释
2.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彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
间期
减数
分裂Ⅰ
AaBb
减数
分裂Ⅱ
减数
分裂Ⅱ
2AB + 2ab
1AB:1aB:1Ab:1ab
2Ab + 2aB
或
一个细胞
一个个体
9:3:3:1
1:1:1:1
自交
测交
课堂练习
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）
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
课堂练习
A.果蝇的眼色遗传遵循基因的分离定律
B.摩尔根的果蝇杂交实验和孟德尔的豌豆杂
交实验一样，都采用了“假说—演绎法”
C.摩尔根所做的假设是控制白眼的基因只位于X染色体上，亲本中白眼
雄果蝇的基因型是XwY
D.F2中的红眼雌果蝇的基因型只有XWXW
解析　F2中红眼雌果蝇的基因型有XWXW和XWXw，D错误。
3.摩尔根研究果蝇的眼色遗传实验过程如图
所示(相关基因用W、w表示)。下列相关叙
述中错误的是
P　红眼(雌)×白眼(雄)
↓
F1　　 红眼(雌、雄)
↓F1雌雄交配
F2 红眼(雌、雄)　白眼(雄)
3/4　　　　1/4
√
一、探究基因位于常染色体上还是X染色体上
四 、基因在染色体上位置的判断
♀XbXb×♂XBY→XBXb、 XbY
P :♀aa×♂AA→F1:Aa
或 P :♀aa×♂Aa→F1:Aa、aa
子代全为显性，或子代雌雄都有显性和隐性
例：果蝇的卷曲翅(A)对正常翅(a)为显性。现有卷曲翅♂(甲)、卷曲翅♀(乙)、正常翅♂(丙)和正常翅♀(丁)四种果蝇若干只，欲通过杂交实验确定等位基因A、a在常染色体还是X染色体上。则下列关于各杂交实验的预期结果与结论不对应的是 (　　)
A.乙×丙，若子代的表型及比例为卷曲翅∶正常翅＝1∶0，则基因位于常染色体上
B.甲×乙，若子代的表型及比例为卷曲翅♀、♂∶正常翅♂＝3∶1，则基因位于X染色体上
C.乙×丙，若子代的表型及比例为卷曲翅∶正常翅＝1∶1，则基因位于常染色体或X染色体上
D.甲×丁，若子代的表型及比例为卷曲翅♀∶正常翅♂＝1∶1，则基因位于X染色体上
A
四 、基因在染色体上位置的判断
二、探究基因仅位于X染色体上还是位于X、Y染色体同源区段上
1.适用条件：已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上。
2.基本思路
(1)用“纯合隐性雌×纯合显性雄”进行杂交，观察并分析F1的性状。即：
四 、基因在染色体上位置的判断
二、探究基因仅位于X染色体上还是位于X、Y染色体同源区段上
1.适用条件：已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上。
2.基本思路
(2)用“杂合显性雌×纯合显性雄”进行杂交，观察并分析F1的性状。即：
四 、基因在染色体上位置的判断
【情境引领】　科学家在研究黑腹果蝇时发现，刚毛基因(B)对截毛基因(b)为显性。现有各种纯种果蝇若干，可利用一次杂交实验来推断这对等位基因是位于X、Y染色体的同源区段上还是仅位于X染色体上。
【问题生成】
(1)实验方法：首先选用纯种果蝇作亲本进行杂交，母本表型为______
(填“刚毛”或“截毛”)，父本表型为_____(填“刚毛”或“截毛”)。
(2)预测结果：若子代雄果蝇表现为________，则此对基因位于X、Y染色体的同源区段上，子代雄果蝇基因型为________；若子代雄果蝇表现为
______，则此对基因仅位于X染色体上，子代雄果蝇基因型为________。
截毛
刚毛
刚毛
XbYB
截毛
XbY
四 、基因在染色体上位置的判断
三、探究基因位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段上
1.在已知性状的显隐性的条件下，若限定一次杂交实验来证明，则可采用“隐性雌×显性雄(杂合)”[即aa(♀)×Aa(♂)或XaXa×XAYa或XaXa×XaYA]杂交组合，观察并分析F1的表型。分析如下：
四 、基因在染色体上位置的判断
三、探究基因位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段上
2.在已知性状的显隐性的条件下，未限定杂交实验次数时，则可采用以下方法，通过观察F2的表型来判断：
四 、基因在染色体上位置的判断
课堂小结
萨顿的假说
基因和染色体存在着明显的平行关系
内容：基因在染色体上
依据：
摩尔根的实验
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
基因的分离定律的实质
基因的自由组合定律的实质
存在形式
来源
分配
练习与应用
一、概念检测
1、基于对同源染色体和非同源染色体上相关基因的理解，判断下列相关表述是否正确。
(1)位于一对同源染色体上相同位置的基因控制同一种性状。( )
(2)非等位基因都位于非同源染色体上。 ( )
√
×
2.基因主要位于染色体上，下列关于基因和染色体关系的表述，错误的是( )
A.染色体是基因的主要载体 B.染色体就是由基因组成的
C.一条染色体上有多个基因 D. 基因在染色体上呈线性排列
3.基因和染色体的行为存在平行关系。下列相关表述，错误的是( )
A.复制的两个基因随染色单体分开而分开
B.同源染色体分离时，等位基因也随之分离
C.非同源染色体数量越多，非等位基因组合的种类也越多
D.非同源染色体自由组合，使所有非等位基因也自由组合
B
D
练习与应用
二、拓展应用
1.用白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交，通过眼睛颜色可判断子代果蝇的性别；用白眼雄果蝇和红眼雌果蝇杂交，通过眼睛颜色却不能判断子代果蝇的性别，这是为什么 用其他杂交组合，能否通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别呢
红眼雌果蝇的基因型有XWX W和XW Xw两种类型，白眼雄果蝇的基因型为XwY。如果基因型为XWXW的红眼雌果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交，则子代无论雌雄，全部为红眼；如果基因型为XWXw的红眼雌果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交，那么子代雌果蝇和子代雄果蝇都是既有红眼，也有白眼，因此无法通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。
果蝇眼睛颜色的杂交实验，共有红眼雌果蝇(XWX W和XW Xw)与红眼雄果蝇(XWY)、红眼雌果蝇(XWX W和XW Xw)与白眼雄果蝇(XwY)、白眼雌果蝇(XwXw)与白眼雄果蝇(XwY)、白眼雌果蝇(XwXw)与红眼雄果蝇(XWY)杂交等组合。只有白眼雌果蝇(XwXw)与红眼雄果蝇(XWY)杂交的子代，红眼全为雌性，白眼全为雄性，可以通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。
练习与应用
二、拓展应用
2.生物如果丢失或增加一条或几条染色体，就会出现严重疾病甚至死亡。但是在自然界，有些动植物的某些个体是由未受精的生殖细胞(如卵细胞)单独发育来的，如蜜蜂中的雄蜂等。这些生物虽然体细胞中的染色体数目减少了一半，但它们仍能正常生活。你如何解释这一现象
3.人的体细胞中有23对染色体，其中1~22号是常染色体，23号是性染色体。现在已经发现多一条13号、18号或21号染色体的婴儿，都表现出严重的病症。据不完全调查，现在还未发现多一条(或几条)其他常染色体的婴儿。请你试着作出你一些可能的解释。
这些生物虽然体细胞中的染色体数目减少了一半，但仍具有一整套非同源染色体，这一套染色体携带着控制该种生物所有性状的一整套基因。
提示:人的体细胞中染色体数目的变异，会严重影响生殖、发育等生命活动，未发现其他常染色体数目变异的婴儿，很可能是发生这类变异后的受精卵不能发育，或发育至胚胎早期就死亡了的缘故。
下课
Thanks!
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