高中生物人教版（2019）必修二必修二第二章第二节 基因在染色体上课件（共17张ppt）

The genes are on the chromosomes
基因在染色体上
基因和染色体的关系
基因在染色体上
这两位帅气逼人、气宇轩昂的魅力男士是谁呢？
萨顿假说
1903年X月X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，精卵结合形成的受精卵又是24条染色体。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，每对染色体中的一条来自父方，另一条来自母方。并且孟德尔老先生假设的一对遗传因子，它们的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似，它们之间到底有什么神秘的关系？
沃尔特·萨顿
Aa
A
a
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。
在减数分裂时，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。
萨顿假说
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
同源染色体
？
遗传因子(等位基因)
AaBb
Ab
aB
在形成配子时，决定统一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。
在减数分裂时，同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合。
萨顿假说
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
非同源染色体
？
非等位基因
或者
AB
ab
或者
萨顿假说
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
1903年，美国遗传学家萨顿（W.Sutton, 1877 —1916）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。
一个来自父方一个来自母方
一条来自父方一条来自母方
保持完整性和独立性
保持相对稳定的形态结构
只有成对基因中一个
成对
成对
只有成对染色体中一条
等位基因分离，非等位基因自由组合
同源染色体分开，非同源染色体自由组合
基因的行为
染色体的行为
在配子形成和受精时
体细胞中的存在形式
配子中的存在形式
在体细胞中的来源
形成配子时的组合方式
类比推理：
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，因为基因和染色体的行为存在着明显的平行关系
萨顿假说
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
×
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
摩尔根的果蝇杂交试验
萨顿将看不见的基因与看得见的染色体的行为进行类比，提出基因位于染色体上的假说。我认为这只是主观的臆测，因为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。那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？
托马斯·亨特·摩尔根
1908年，正当摩尔根一筹莫展的时候，在纽约冷泉港卡内基实验室工作的卢茨，向他推荐了一种常见的果蝇，学名称为黑腹果蝇，果蝇有很多优点：体型小，易饲养，繁殖快，10多天就繁殖一代，果蝇染色体数目也少，仅有3对常染色体和1对性染色体，便于分析，作为遗传分析时，只需用放大镜或显微镜一个个的观察计数就行了，大大减轻劳动量。
萨顿假说
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
用什么作实验材料呢？这是个关键问题。材料选对了，就等于实验成功了一半。巴甫洛夫有狗，孟德尔有豌豆，那我该选择什么呢？豌豆是有很多优点，但培养周期太长了，有没有一种生物除了具有豌豆的优点以外，繁殖速度还快的呢，如果有，那就太棒了！
萨顿假说
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
于是，从1909年开始，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。一天，他偶然在一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇。他牢牢抓住这只被他称为“例外”白眼雄果蝇，用它做了一系列精巧设计的实验，最能说明问题的是如下三个实验：
P
F1
F2
红（雌、雄）：白 (雄)=3:1
红眼（雌、雄）
×
F1雌雄交配
红眼雌果蝇
白眼雄果蝇
白雄782
红雌2495
红雄1011
测交
白眼雄果蝇
F1红眼雌果蝇
×
红：白=1:1
雌：雄=1:1
测交后代
实验一说明红眼对白眼为显性，实验二说明F1的红眼雌蝇是杂合体，最初发现的白眼雄果蝇是带隐性基因的纯合体。
实验一
实验二
×
红眼雌果蝇
白眼雄果蝇
测交所得
白眼雌果蝇
无血缘关系
红眼雄果蝇
×
红：白=1:1
雌：雄=1:1
P
F1
F2
实验三
F1雌蝇都为红眼，雄蝇全都是白眼，这种母亲的性状传递给儿子，父亲的性状传递给女儿的现象称为交叉遗传，这是一种全新的不同于孟德尔定律的遗传现象。
他将得到的红眼雌蝇与白眼雄蝇相互交配，其结果与测交实验完全相同，这说明白眼雄蝇无论是来自自然变异(最初的那只白眼雄蝇)，还是来自杂交的后代都是纯合体，由杂交而得到纯合子的现象只有一种可能在雄蝇中只能有一个白眼基因，换言之就这个白眼基因而论，雄蝇永远不会是杂合子。据此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染色体上不带有这个基因的显性等位基因。
红（雌、雄）：白 (雄)=3:1
×
F1雌雄交配
XWXW
XwY
XWXw
XWXW
XWY
XwY
XWXw
XWY
实验一
×
×
红：白=1:1
雌：雄=1:1
XwXw
XWY
XWXw
XwY
XWXw
XwXw
XwY
XWY
实验三
测交实验
×
红：白=1:1
雌：雄=1:1
XWXw
XwY
XWXw
XWY
XwXw
实验二
XwY
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。
每种生物的基因数量都要远远多于这种生物染色体的数目。例如果蝇体细胞内有4对染色体，被人们研究过的基因就达数百个；
摩尔根和他的学生们经过十多年的努力，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1个果蝇各种基因在染色体上相对位置的图，说明基因在染色体上呈线性排列。
现代分子生物学技术能够用特定的分子，与染色体上的某一个基因结合，这个分子又能被带有荧光标记的物质识别，通过荧光显示，就可以知道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
果蝇一条染色体上的几个基因
现代分子生物学计数将基因定位在染色体上
细胞遗传学的研究结果表明，孟德尔所说的一对遗传因子就是位于一对同源染色体上的等位基因，不同对的遗传因子就是位于非同源染色体上的非等位基因。
间期
MⅠ
MⅡ
b
A
b
A
A
a
b
B
A
A
a
a
B
B
b
b
a
a
B
B
A
A
b
b
a
B
a
B
基因的分离定律的实质是：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，独立地随配子遗传给后代。
基因的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。
萨顿的假说
内容：基因在染色体上
依据：基因和染色体存在着明显的平行关系
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
基因在染色体上
方法：假说演绎法
基因自由组合定律的实质