2.2 基因在染色体上-课件（48张ppt）【新教材】2020-2021学年人教版（2019）高一生物必修二

人教版高中生物必修二
第二章 第2节
基因在染色体上
本节课聚集：
1.萨顿的假说
2.基因位于染色体上的实验证据
3.孟德尔遗传规律的现代解释
第一部分
推测基因位于染色体上
萨顿假说
萨顿:美国遗传学家(1877-1916)用蝗虫细胞作材料
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。精子和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。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。
萨顿-蝗虫
项目
基因
染色体
生殖过程中
存在
体细胞
配子
体细胞中来源
形成配子时
在杂交过程中保持完整性和独立性
在配子形成和受精过程中，形态结构相对稳定
成对
成对
成单
成单
成对基因一个来自父方，一个来自母方
一对同源染色体，一条来自父方，一条来自母方
非同源染色体上的非等位基因自由组合
非同源染色体自由组合
（2）依据：
（1）内容：
基因是由染色体携着从亲代传递给下一代。也就是说基因在染色体上
基因和染色体行为存在着明显的平行关系
一、萨顿的假说
看不见
染色体
基因
看得见
平行关系
D d
D
d
　　　基因在染色体上
D d
D
d
在减数一后期，同源染色体彼此分离
在形成配子时，成对的基因彼此分离
一、萨顿的假说
减数分裂的核心
孟德尔分离定律的核心

思考与讨论
参考萨顿的假说，请你在图中染色体上标注基因符号（D或d），解释孟德尔一对相对性状的杂交实验。（图中染色体上黑色横线代表基因的位置）。
d
d
D
D
D
D
d
d
D
d
d
D
D
D
D
D
d
d
d
d
♀
♂
一、萨顿的假说
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。
类比推理是科学研究中常用的方法之一。它是根据两个或两类对象有部分属性相同，从而推出它们的其他属性也相同的推理。
类比推理
一、萨顿的假说
思考：
类比推理得到的结论一定正确吗？
举例：小明初中时期数学不好，长大以后却是地区富豪，那是否意味着如果小李在初中时期数学不好，长大后也会成为富豪呢？
萨顿的假说遭到同时代的遗传学家摩尔根的强烈质疑
启示：摩尔根的这种大胆质疑，科学务实的研究精神是值得我们努力学习的。
托马斯·亨特·摩尔根
一、萨顿的假说
摩尔根：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！

基因位于染色体上实验证据
假说演绎法证明了基因位于染色体上
第二部分
美国进化生物学家、遗传学家和胚胎学家。发现了染色体的遗传机制，创立染色体遗传理论，是现代实验生物学奠基人。于1933年由于发现染色体在遗传中的作用，赢得了诺贝尔生理学或医学奖。
二、基因位于染色体上的实验证据
1、摩尔根
托马斯·亨特·摩尔根
“材料选对了就等于实验成功了一半”
果蝇
昆虫纲双翅目，体长3—4mm。在制醋和腐烂水果的地方常常可以看到。常用作遗传学研究的实验材料。
2、实验材料的选择
二、基因位于染色体上的实验证据
果蝇广泛地存在于全球温带及热带气候区，而且由于其主食为腐烂的水果
雌雄果蝇体细胞中染色体组成有何异同？
3对常染色体+
3对常染色体+
XX
XY
染色体
的类型
常染色体：与性别决定无关的染色体
性染色体：与性别决定有关的染色体，如X、Y染色体
二、基因位于染色体上的实验证据
（1）果蝇的染色体组成
易错点
与性染色体有关的两个“并非”
(1)并非所有的生物都有性染色体
①由性染色体决定性别的生物才有性染色体。
②雌雄同株的植物无性染色体。
(2)并非所有生物的X染色体都比Y染色体短
如人的X染色体比Y染色体长。
二、基因位于染色体上的实验证据
摩尔根选用实验材料：红眼果蝇和白眼果蝇
①相对性状多而明显，如长翅和残翅等；
②易饲养繁殖快，后代数量多；
③染色体少易观察染色体数目少，仅3对常染色体、1对性染色体，易于观察。
点击输入简要文字内容，文字内容需概括精炼，不用多余的文字修饰，言简意赅的说明分项内容……
二、基因位于染色体上的实验证据
（2）选择果蝇做实验材料的原因
P：
F1：
F2：
红（雌、雄）
白 (雄)
3/4
1/4
红眼 （雌、雄）
×
F1雌雄交配
①此实验现象是否符合分离定律?
②根据哪一个杂交组合判断果蝇的显隐性性状?
③摩尔根果蝇杂交实验的结果有哪些现象？
①F2中红眼∶白眼＝3∶1?符合分离定律
②F1全为红眼?红眼为显性性状
③白眼性状的表现总是与性别相关联
二、基因位于染色体上的实验证据
3、假说——演绎法：证明基因位于染色体上
观察现象
提出问题
分析问题
假设一：
控制眼色的基因只在 Y染色体上
假设二：
控制眼色的基因只在 X染色体上
假设三：
控制眼色的基因在 X、Y染色体同源区上
摩尔根及其同事根据杂交实验的结果，可能会作出几种假设?哪种假设能解释实验结果?
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}
同源区段
非同源区段
XY染色体
存在等位基因
无等位基因
二、基因位于染色体上的实验证据
提出假设
3、假说——演绎法：证明基因位于染色体上
如果用W表示控制红眼的基因，用w表示控制白眼的基因，则雌性和雄性果蝇眼睛颜色的性状分别有哪些类型?请画出遗传图解。
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}
同源区段
非同源区段
XY染色体
存在等位基因
无等位基因
二、基因位于染色体上的实验证据
3、假说——演绎法：证明基因位于染色体上
提出假设
白眼的遗传与X染色体的遗传相似，最可能的假设是什么?
假设二：
控制眼色的基因只在 X染色体上
存在等位基因
二、基因位于染色体上的实验证据
3、假说——演绎法：证明基因位于染色体上
提出假设
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}







雌果蝇基因型
雄果蝇基因型
红眼
白眼
(XWXW)或(XWXw)
(XWY)
(XwXw)
(XwY)
P
F1
F2
×
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）
3/4红眼（雌、雄） 1/4白眼（雄）
动动手：
根据假设试着用遗传图解来解释果蝇杂交实验
二、基因位于染色体上的实验证据
对实验现象的解释
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?
XWY
红眼雄果蝇
XwXw
白眼雌果蝇
×
XWXw
红眼雌
XwY
白眼雄
雌果蝇均为红色,雄果蝇均为白色
测交亲本
测交子代
测交亲本
XwY
白眼雄果蝇
XWXw
红眼雌果蝇
×
测交子代
XWXw
红眼雌
XwXw
白眼雌
XWY
红眼雄
XwY
白眼雄
红：白 = 1:1
雌：雄 = 1:1
正交
反交
二、基因位于染色体上的实验证据
演绎推理、实验验证
注意：摩尔根的果蝇杂交实验并未设计亲本的正反交实验
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?
如果控制白眼的基因在Y染色体上，红眼基因在X染色体上，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，这与摩尔根的果蝇杂交实验结果不符;
如果控制白眼的基因在Y染色体上，且X染色体上没有显性红眼基因，白眼雄果蝇与红眼雌果蝇的杂交后代中雄果蝇全为白眼，也不能解释摩尔根的果蝇杂交实验结果。
控制果蝇白眼的基因只位于X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因
二、基因位于染色体上的实验证据
演绎推理、实验验证
分析结果、得出结论
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}方法
结果
基因的位置
统计调查
根据子代某性状在雌雄个体中的比例来推断
比例相同
一般在常染色体上
比例不同
一般在X(或Y)染色体上
二、基因位于染色体上的实验证据
4、判断基因位于常染色体或X染色体的方法
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}方法
结果
基因的位置
设计遗传杂交实验
若已知显隐性：采用雄显×雌隐
若子代雌雄中各表型比例相同
在常染色体上
若子代雌显∶雄隐＝1∶1
在X染色体上
若不知显隐性：采用正反交
若两组子代雌雄中各表型比例均相同
在常染色体上
若有一组后代表现为雌全与父本一致
雄全与母本一致,在X染色体上
二、基因位于染色体上的实验证据
4、判断基因位于常染色体或X染色体的方法
果蝇有4对染色体，携带的基因大约有1.5万个。
人有23对染色体，携带的基因大约有3.5万个。
思考：基因与染色体在数量上还存在什么关系？
②基因在染色体上呈线性排列
①一条染色体上有许多个基因
思考：基因在染色体上怎么排列？
二、基因位于染色体上的实验证据
5、基因在染色体上的位置
思考：用什么方法显示出来的？
③现代分子生物学利用荧光标记
在基因研究中，下列成就分别是由哪些科学家来完成的？
①提出“性状是由遗传因子决定的”观点。
②把“遗传因子”改为“基因”，并提出“等位基因”概念。
③提出“基因在染色体上”的假说。
④用实验证明了“基因在染色体上”。
孟德尔
约翰逊
摩尔根
萨顿
假说--演绎法
假说--演绎法
6、重要遗传学发展历程
二、基因位于染色体上的实验证据

孟得尔遗传规律的现代解释
第三部分
A
a
a
A
等位基因随同源染色体的分开而分离
三、孟德尔遗传规律的现代解释
1、基因分离定律
三、孟德尔遗传规律的现代解释
1、基因分离定律
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。
三、孟德尔遗传规律的现代解释
1、基因分离定律的实质
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
三、孟德尔遗传规律的现代解释
2、基因自由组合定律
三、孟德尔遗传规律的现代解释
2、基因自由组合定律

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分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
三、孟德尔遗传规律的现代解释
2、基因自由组合定律的实质

(1)并不是所有的非等位基因都遵循基因自由组合定律，只有非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律。
(2)并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德尔遗传规律，如叶绿体、线粒体中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。
(3)并不是所有生物中的基因都遵循孟德尔遗传规律，如原核生物细胞中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。　
三、孟德尔遗传规律的现代解释
3、基因的行为并不都遵循孟德尔遗传规律
1、下列各项中，能证明基因在染色体上的实验是（ ）
A、摩尔根的果蝇杂交实验
B、孟德尔的豌豆杂交实验
C、萨顿对蝗虫的观察
A
四、“基因在染色体上”相关题型
题型一：遗传实验
1、下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的是（ ）
A.染色体是基因的主要载体
B.基因在染色体上呈线性排列
C.一条染色体上有多个基因
D.染色体就是由基因组成的
D
四、“基因在染色体上”相关题型
题型二：基因和染色体的关系
A．果蝇细胞内基因数目要远远多于染色体数目
B．基因在染色体上呈线性排列
C．黄身基因与白眼基因的遗传不遵循自由组合定律
D．细胞内的基因都在染色体上
D
2．如图表示果蝇某一条染色体上的几个基因，下列相关说法错误的是(　　)
1、下列生理活动，能使基因A和基因a分别进入两个子细胞中的是（ ）
A.有丝分裂 B. 减数分裂 C.细胞分化 D.受精作用
2、豌豆的杂交实验中，高茎与矮茎杂交，F2中高茎和矮茎的比为787：277，上述实验结果的实质是（ ）
A、高茎基因对矮茎基因是显性的
B、F1自交，后代出现了性状分离
C、控制高茎和矮茎的基因不在一条染色体上
D、等位基因随同源染色体的分离而分开
B
D
四、“基因在染色体上”相关题型
题型三：孟德尔遗传规律的实质
D
3．最能正确表示基因自由组合定律实质的是(　　)
C
题型四：不符合孟德尔遗传规律的情况
四、“基因在染色体上”相关题型
1.
D
2.
3．下列哪项自交后代会出现分离比为9：3:3:1的遗传现象(　　)
C
1、右图示果蝇的原始生殖细胞，图中
1、1′……4、4 ′表示染色体,B、b、
W、w分别表示控制不同性状的基因。
果蝇的红眼和白眼分别由位于X染色体
上的W、w控制，请据图回答下列问题：
（1）该细胞是__________。
（2）图中的______________________________属常染色体，而__________属性染色体。
卵原细胞
1和1′， 2和2′， 3和3′
4和4 ′
四、“基因在染色体上”相关题型
题型五：果蝇的染色体组成
(3）该细胞中有_____个DNA分子。
（4）该果蝇基因型可写成____________________。
（5）经减数分裂它可产生_______
___种基因型的配子。
8
BbXWXw
4
次级精母细胞
雄
XAY
红眼雄果蝇或白眼雄果蝇
2.
1、下列各项中，肯定含有Y染色体的是（ ）
A.受精卵和初级精母细胞
B.受精卵和次级精母细胞
C.精子和男性口腔上皮细胞
D.初级精母细胞和男性小肠上皮细胞
D
四、“基因在染色体上”相关题型
题型六：不同时期细胞的染色体组成
D
2.
C
四、“基因在染色体上”相关题型
题型七：性染色体上基因的遗传
1.
D
2.