2.2 基因在染色体上（教学课件）-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

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。 这样替换有问题吗?由此你能联想到什么呢?? 请你试一试，将孟德尔分离定律中的 遗传因子先后换成基因或同源染色体， 再把分离定律念一遍： 问题探讨 孟德尔分离定律： 1.萨顿通过什么方法提出的什么假说? 1.基因与染色体有哪些平行关系? 2.摩尔根如何证明基因位于染色体上的? 3.孟德尔遗传规律现代解释是什么? 第2节基因在染色体上 学习目标 基因的行为 传递中的特点杂交过程中保持 完整性和独立性 染色体的行为 在减数分裂和受精作用中 保持相对稳定的形态结构 成对 体之间可能 只有成对染 色体中一条 一条来自父方 一条来自母方 同源染色体分开，非 同源染色体自由组合 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 的分配特点 成对 只有成对基 因中一个 一个来自父方 一个来自母方 等位基因分离，非 等位基因自由组合 一、萨顿的假说 萨顿将基因与染色体的行为进行比较 有什么关系? ●基因和染色 DD dd D d 受精作用 受精作用 看得见的 看不见的(Dd 染色体 基因 平行关系 研究方法： 推论 即假说) Dd 类比推理 基因位于染色体上 一 、萨顿的假说 萨顿将基因与染色体的行为进行比较 染色体行为 基因行为 亲代 配子 受精卵 子代 如果你也认为“基因在染色体上”,请在课本30页 图中的染色体上标出基因符号。 D DD D“毫 d D-fd d d 配子 F₁ 减数 D 分裂 D d 思考 讨论 P DD X 矮 高 茎 高 注意：类比推理得出的结论并不具有必 F₁ 配子 D d 然性。其正确与否，还需要实验验证 减数 d 分裂 臺 茎 茎 deed 矮茎 高茎 受精 现学现用.判断 1.萨顿通过类比推理的方法，证明了基因在染色体上(×) 2.类比推理得到的结论一定是对的( × ) 3.萨顿用实验证明了基因在染色体上(×) 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。 二 、摩尔根的实验证据 正因为类比推理的非必然性，萨顿的假说遭到同时代的 遗传学家摩尔根 (T.H.Morgan)的强烈质疑。 1910年5月的一天，摩尔根偶 然发现一只白眼雄果蝇…… 证据的漫长 寻找之路 白眼性状是 如何遗传的? 1909年 摩尔根 ①易饲养，繁殖快，后代数量多； ②相对性状多且易于区分 ③染色体数少(4对),易于观察。 二、摩尔根的实验证据 1、果蝇作为实验材料的优点： (P30相关信息) 雌性体长约2.5mm, 雄 性稍短。可显微观察。 3.若按雌雄个体分别统计，白眼全为 雄，显然不符合3:1比例。为什么? (2)提出问题： 白眼性状为什么与性别相关联? (1)观察现象、发现问题 问题1:从实验现象中你可以得出哪些判断? 红：白=3:1;符合分离定律；红为显性 F₁: 红眼 注意：此处说自 由交配意思相同 早 红眼 2459 986 (早、8) JF₁雌雄交配 白眼 982 二、摩尔根的实验证据 3 .摩尔根的果蝇杂交实验 ①白眼雌果蝇不能存活 ②控制白眼基因位于性染色体上 当时，性染色体已发现， 据此你能做出怎样的解释? 红(早、子):白8≈3:1 P: 早 红眼 提出假说 (1)观察现象、发现问题 (2)提出问题： 白眼性状为什么与性别相关联? 当时，性染色体已发现， 据此你能做出怎样的解释? 提出假说 ①白眼雌果蝇不能存活 ②控制白眼基因位于性染色体上 如果按照萨顿的假说---“基因位 于染色体上”,那么,控制白眼的基 因应该位于什么染色体上呢? P: 早 红眼 白眼 F₁: 红 眼 ( ■ ×回交 红眼白眼 o o 102 114 二、摩尔根的实验证据 3 .摩尔根的果蝇杂交实验 白眼 干 132 红眼 干 129 二、摩尔根的实验证据 在同一时期，生物学家已经在一些昆虫的细胞中发现了性染色体。 与性别决定有关--称为性染色体 染色体组成：早 6+ XX(同型) o 6+XY(异型) 2、果蝇体细胞染色体示意图 与性别决定无关 --称为常染色体 二、摩尔根的实验证据 3.摩尔根的果蝇杂交实验 (3)提出假说 如果按照萨顿的假说--- “基因位于染色体上”,那么,控制白眼的基因应 该位于什么染色体上呢? Ⅱ IV Ⅲ X X 非同源区段 同源区段 非同源区段 仅位于X染色体上：xAxA、xAxa、xaxa、xAγ、xaγ 仅位于Y染色体上：xYA、xγa 位于XY同源段：xAxA、xAxa、xaxa、xAγA、xAγa、xaγA、xaγa 性染色体上的基因须将性染色体及其上的基因一并写出 常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上 示例：位于常染色体上：AA 、Aa 、aa 非 同 源 区 段 同 源 区 段 非 同 源 区 段 X Y 基因的书写要求： (3)提出假说②只位于X染色体上。 按假说②在下图方框中填基因型 P O 白眼 X 红眼子 XwY xW 干红眼O 雌雄交配 红眼 白眼 xWY XwY 3.摩尔根的果蝇杂交实验 红眼 F₁ NX O 十 F₂ (4) 演绎推理+实验验证 × xaγ o 白眼 演绎推理 XAY x aY 红 眼 白眼 1 : 1 132 115 合适材料 敏锐观察 大胆假设 严谨推理 预期结果与实际结果一致→假说正确。 ——证明了基因在染色体上 思考：你认为摩尔 根获得成功的关键 是什么? 二、摩尔根的实验证据3.摩尔根的果蝇杂交实验 XAXa xaxa 红眼早 白眼千 1: 1 实际结果 126 120 F₁ xAxa 红眼 设计测 交实验 预期 结果 请你试一试：用正反交的实验方法，对F₁ 果蝇进行测交， 从而验证他们的解释 正交 反交 雌：雄=1:1 红：白=1:1 雌果蝇均为红色，雄果蝇均为白色 注 意 ：摩尔根的果蝇杂交实验并未设计亲本的正反交实验 X xWγ 红眼雄果蝇 XwY 白眼雄 XwXw 白眼雌果蝇 xWxw 红眼雌 xWxw Xwxw xWY XwY 红眼雌白眼雌红眼雄白眼雄 测交 亲本 测交 子代 测交 亲本 测交 子代 X XwY 白眼雄果蝇 xWxw 红眼雌果蝇 三 、基因与染色体的关系 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。 结论 ① 一余染 色体上有许多个基因 ②基因在染色体上呈线性排列 基因与染色体在数量上还存在什么关系? 基因在染色体上怎么排列? 黄身 白眼 红宝石眼 截翅 朱红眼 深红眼 棒状眼 短硬毛 果蝇X染色体上的 一些基因 请据图回答问题： (1)图朱红眼与深红眼两个基因是否为等位基因? 不是等位基因 理由 二者位于同一条染色体的不同位置。是否遵循基因的分离定 律和自由组合定律? 不遵循 。该染色体上的基因中能否全部表 达 ? 不能 ,原因是 细胞在分化时，基因选择性表达 0 賛 巩固：下图是科家对果蝇一条染色体上的基因测序结果 红宝石眼 白 眼 截 翅 黄 身 四、孟德尔遗传规律的现代解释 1、人类探明基因神秘踪迹的历程： 1866年孟德尔的豌豆杂交实验 假说- 演绎法 提出遗传因子 1903年萨顿研究蝗虫精子形成 类比推理法 提出假说： 基因在染色体上 1910年摩尔根果蝇杂交实验 假说-演绎法 找到证据： 基因在染色体上 荧光标记 现代分子生物学 将基因定位在染色体上 基因定位 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。 配子 等位基因随同源染 色体的分开而分离 配子 3、基因分离定律的实质 杂合子体细胞 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。 A b 非同源染色体上的 非等位基因自由组合 A B B b A a 杂合子体细胞 配子 4、基因自由组合定律的实质 配子 a b B a 课本P32—— 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，下列叙述，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 一、概念检测 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，使所有的非等位基因也自由组合 课 本P28—— 练习与应用 通过眼色直接判断子代果蝇的性别 或证明基因只在X染色体上， 1.思路：显男×隐女(亲本均纯合) 2.预期结果(以XY 性别决定生物为例) ①后代雄性个体都为隐性，雌性个体都 为显性 ②否则，位于常染色体上 课本P28—— 练习与应用 二 、拓展应用 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 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 过眼色即可直接判断子代果蝇性别的 一 组 是( B ) $$