高中生物人教版必修2 第二章 基因和染色体的关系 第2节 基因在染色体上 (52张PPT)

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孟德尔的分离定律：
在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，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。
如果把孟德尔分离定律中的遗传因子换成同源染色体：
在生物的体细胞中，控制同一性状的同源染色体成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的同源染色体发生分离，分离后的同源染色体分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。
有问题吗
孟德尔的遗传定律中强调了遗传因子（基因）的变化，减数分裂中强调了染色体的变化，那它们有没有什么联系呢？
基因是什么，它是怎么回事呢?
2

1

2
想一想
第2节 基因在染色体上
一、萨顿的假说
二、基因位于染色体上的实验证据
三、孟德尔遗传规律的现代解释
教学目标
知识目标
1.说出基因位于染色体上的理论假说和实验证据。
2.运用有关基因和染色体的知识阐明孟德尔遗传规律的实质。
能力目标
尝试运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上。
情感态度与价值观目标
认同科学研究需要丰富的想像力，大胆质疑和勤奋实践的精神，以及对科学的热爱。
重点
难点
教学重难点
1.基因位于染色体上的理论假说和实验证据。
2.孟德尔遗传规律的现代解释。
1.运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上。
2.基因位于染色体上的实验证据。
一、萨顿的假说
1. 萨顿的发现
①一种蝗虫的体细胞中有24条染色体，生殖细胞中只有12条染色体。
②精子和卵细胞结合形成的受精卵，又具有24条染色体。
③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。
④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。
2.萨顿的推论
①基因在杂交过程中保持完整性和独立性。染色体也具有相对稳定性。
②体细胞中基因是成对的。染色体也是成对的。
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。
④在形成配子时，非等位基因自由组合。非同源染色体也是自由组合。





















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

基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
3. 萨顿假说

1903
年
萨顿的推论

年
萨顿的推论
假说：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。即基因就在染色体上。
理由：基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
根据两个或两类对象有部分的属性相同，从而推论出它们的其他属性也相同的间接推理。即X对象有a、b、c、d属性；Y对象有a、b、c属性；则Y对象也有d属性。

类比推理法
类比推理法的应用举例
细胞学说的建立过程中，施旺就运用了类比方法。首先，施莱登观察到细胞是组成植物体的基本单位而把这个信息告诉了施旺，施旺意识到既然植物体如此，动物体也很可能如此。因此，他广泛地对动物各种组织进行研究，发现动物体也是由细胞构成的，验证了上述推理的正确性，在此基础上，对上述事实材料进行归纳概括，建立了细胞学说。
二、基因位于染色体上的实验证据
美国生物学家
摩尔根（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！
1.摩尔根的果蝇实验
为什么摩尔根用果蝇做实验？
长翅
残翅
果蝇易饲养、繁殖快、后代多、有众多容易区分的相对性状
想一想
P
红眼（雌） × 白眼（雄）

F1
红眼（雄雌）

F2


×

3红眼（雌雄）： 1白眼（雄）
白眼果蝇都是雄的
？


符合分离定律

果蝇的杂交实验
雌雄果蝇体细胞的染色体图解
X
Y


配 子
X

XX


子 代
XY


受精卵
亲 代
比 例
1 ： 1
XX



XY








果蝇的性别决定过程
为什么表现出白眼的果蝇都是雄性呢？


控制白眼的性状会不会在性染色体上呢？

用孟德尔的方法去分析摩尔根的实验，还有哪些现象是解释不了的？他当时提出了什么观点？

1

2
想一想

3
摩尔根的果蝇杂交实验与孟德尔的豌豆杂交实验有没有共同的地方？
根据哪一个杂交组合判断出果蝇的显性性状？为什么？
2. 提出假设
假设一：控制白眼的基因是在Y染色体上，而X染色体上没有它的等位基因。
假设二：控制白眼的基因在X、Y染色体上。
假设三：控制白眼的基因在X染色体上，而Y上不含有它的等位基因。
雌果蝇种类：
红眼（ＸＷＸＷ）
红眼（ＸＷＸw）
白眼（ＸWＸW）
雄果蝇种类：
红眼（ＸＷＹ）
白眼（ＸwＹ）
——控制白眼的基因在X染色体上
3. 经过推理、想象提出假说
P
F1
F2



×



4.对实验现象的解释
XWXW
XwY
XW
Y
Xw




配子
XWY
XWXw
×









Xw
XW
Y
XW
XWXW（雌）
XWXw（雌）
XWY（雄）
XwY（雄）



3/4红眼（雌、雄） 1/4白眼（雄）









5. 根据假说进行演绎推理
红眼（雌、雄）
白眼（雌、雄）

各占1/4

各占1/4
×





F1

XWXw
XwY


6. 实验验证
摩尔根等人亲自做了该实验，实验结果如下：
——证明了基因在染色体上
红眼
红眼
白眼
白眼
雌
雌
雄
雄
126
132
120
115
与理论推测一致，完全符合假说，假说完全正确！

既然知道基因在染色体上那么基因是不是就是染色体呢？
果蝇有四对染色体然而被我们研究的基因就有数百个。
可见基因的数量大于染色体的数量。
基因是不是染色体

基因在染色体上呈线性排列
果蝇几种基因在染色体上的相对位置

基因与染色体的关系
荧光标记基因在染色体上的位置
黄身
白眼
红宝石眼
截翅
朱红眼
深红眼
棒眼
短硬毛
A.染色体是基因的唯一载体
B.基因在染色体上呈线性排列
C.一条染色体上有一个基因
D.染色体就是由基因组成的
1.下列关于基因和染色体关系的叙述，正确的是（ ）
B
小练习
A.细胞壁 B.细胞膜
C.叶绿体 D.染色体
2.决定人体遗传性状的基因，位于细胞的哪一种构造上（ ）
D
现代分子生物学技术将基因定位在染色体上
摩尔根的成功不是偶然的，哪些因素使摩尔根取得了成功?
合适的材料
对现象的敏锐观察
大胆的假设
严谨的推理
科学的结论
红眼（雌）
白眼（雄）
红眼（雌、雄）
红眼（雌、雄）
白眼（雄）
红眼（雌）
F1雌雄交配







基因在染色体上
证明

现象
假说
演绎推理
实验论证
结论




类比推理
摩尔根实验

孟德尔遗传规律的现代解释
应用

萨顿的解题步骤及方法
基因和染色体存在平行关系



关于基因的研究科学史
实验证明
摩尔根及其他学家
孟德（1845）
约翰（1909）
萨顿（1913）
摩尔（1914）
把遗传因子改为基因提出等位基因概念
一条染色体上有多个基因
基因在染色体上呈线排列
证实基因在染色体上
基因在染色体上的假说
性状由遗传因子决定






只是假说没有证据
事实证据




第一个发明测定基因在染色体上相对位置方法的科学家是（ ）
B
A.孟德尔 B. 摩尔根
C.萨顿 D.克里克
小练习
遗传、基因和染色体三者之间的关系是怎样的？
三、孟德尔遗传规律的现代解释
1.基因分离定律的实质
在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体的等位基因，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。



A
a




a

A





等位基因随同源染色体的分开而分离
分离定律
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.基因的自由组合定律的实质



A
a






B
b


A



b


a



B



B

A



a



b




非同源染色体上的非等位基因自由组合
自由组合定律
精原细胞形成次级精母细胞的过程中
初级精母细胞形成次级精母细胞的过程中
次级精母细胞形成精细胞的过程中
精细胞形成精子的过程中
基因型为AaBb的动物，在其精子的形成过程中，基因AA分开发生在（ ）
C
小练习
类比推理
萨顿假说
（基因和染色体行为存在着明显的平行关系）
实验证据
完善知识
摩尔根的红、白眼果蝇杂交实验
孟德尔遗传规律的现代解释
基因在染色体上










萨顿的解题思路及过程
课堂小结
萨顿的假说
假说核心：基因在染色体
证据：基因与染色体存在明显的平行关系

基因位于染色体
上的实验证据
果蝇杂交实验
果蝇杂交实验基因分析图解
果蝇体细胞的染色体图解

基因在染色体上呈线性排列
孟德尔遗传规律的现代解释

基因在染色体上
针对练习
1、某种昆虫长翅（A）对残翅（a）为显性，直翅（B）对弯翅(b)为显性，有刺刚毛(D)对无刺刚毛（d）为显性，控制这3对性状的基因均位于常染色体上。现有这种昆虫一个体基因型如下图所示，请回答下列问题。

（1）常翅与残翅、直翅与弯翅两对相对性状的遗传是否遵循基因自由组合定律，并说明理由 。
（2）该昆虫一个初级精母细胞所产生的精细胞的基因型为________。
（3）该昆虫细胞有丝分裂后期，移向细胞同一极的基因有_______。
（4）该昆虫细胞分裂中复制形成的两个D基因发生分离的时期是＿＿＿。
（5）为验证基因自由组合定律，可用来与该昆虫进行交配的异性个体的基因型分别是＿＿＿。
答案：
（1）不遵循，控制这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上。
（2）AbD.abd或Abd.abD
（3）A.a.b.b.D.d
（4）有丝分裂后期和减数第一次分裂后期
（5）abbdd，aaBBdd，AabbDd，AaBBDd
控制长翅与残翅、直翅与弯翅这两对相对性状的基因位于同一对同源染色体上，所以这两对相对性状的遗传不符合基因的自由组合定律。从题图中得知，A和b 连锁、a 和b 连锁，D和d在另一对同源染色体上，该昆虫的一个初级精母细胞产生的四个精细胞，其基因型为AbD、abd或Abd、abD。该细胞在有丝分裂的间期染色体复制，在后期两套基因随着姐妹染色单体的分开移向细胞两极，即每一极都有A、a、b、b、D、d。
解析：

该昆虫可进行有丝分裂和减数分裂，在这两种分裂的间期D基因复制，而两个D基因的分离是随着姐妹染色单体的分开而分离，即有丝分裂后期和减数第二次分裂后期。要验证基因的自由组合定律，实质是验证A、a与D、d 的自由组合，要排除B和b基因的影响，即让交配后代中B和b控制的性状只有一种。所以是让该个体与aabbdd或aaBBdd进行交配（即测交：AaDd×aadd）,也可与AabbDd或AaBBDd进行交配（即自交：AaDd×AaDd）。

课堂练习
1.下列关于基因和染色体关系的叙述，正确的是（ ）
A.染色体是基因的唯一载体
B.基因在染色体上呈线性排列
C.一条染色体上有一个基因
D.染色体就是由基因组成的
B
2.第一个发明测定基因在染色体上相对位置方法的科学家是（ ）
A.孟德尔 B. 摩尔根 C.萨顿 D.克里克
B
3.决定人体遗传性状的基因，位于细胞的哪一种构造上（ ）
A.细胞壁 　B. 细胞膜
C. 叶绿体 　 D. 染色体
D
4.基因型为AaBb的动物，在其精子的形成过程中，基因AA分开发生在（ ）
A.精原细胞形成次级精母细胞的过程中
B.初级精母细胞形成次级精母细胞的过程中
C .次级精母细胞形成精细胞的过程中
D .精细胞形成精子的过程中
C
5.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