2.2 基因在染色体上课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2

第二章 基因和染色体的关系 第2节 基因在染色体上 1866年孟德尔发现了遗传的两大定律 1909年，约翰逊给“遗传因子”起了一个新名字叫做“基因”，人们意识到遗传因子（基因）是客观存在的 基因，你究竟在细胞的哪里呢？ 【历史回顾】 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。 你觉得这样替换有问题吗？ 由此你联想到什么？ 【知识回顾】 基因 基因 基因 同源染色体 同源染色体 同源染色体 孟德尔分离定律： 杂合子在形成配子时，等位基因的分离 减数第一次分裂时，同源染色体的分离 平行关系 比较这两幅图，你还能发现基因和染色体之间有其他的平行关系吗？ 孟德尔分离定律的核心 D d D d 减数分裂的核心 【知识回顾】 1、内容：1903年，美国哥伦比亚大学的沃尔特 · 萨顿在观察蝗虫精母细胞减数分裂的装片时发现，基因（遗传因子）和染色体的行为存在着明显的平行关系。他大胆地提出假说：基因位于染色体上。（基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。 沃尔特 · 萨顿 减数分裂装片 一、萨顿假说 5 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 D d D d 在形成配子时，成对的基因彼此分离 在减I后期，同源染色体彼此分离 2、依据： 基因和染色体行为存在着明显的平行关系 一、萨顿假说 请结合萨顿的假说内容，在图中的染色体上标注基因的符号（用D和d表示），解释孟德尔一对相对性状的杂交实验（图中染色体上的黑色短线代表基因的位置）。 D D d d D d D d D d D d D D D d D d d d 【思考探究】 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。 我不相信孟德尔，更难以相信萨顿那家伙毫无事实根据的臆测！ 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。 摩尔根 “材料选对了就等于实验成功了一半” 二、基因位于染色体上的实验证据 1、果蝇作为实验材料的优点 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、基因位于染色体上的实验证据 托马斯 · 亨特 · 摩尔根 白眼和红眼果蝇 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。 不是，如：雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分。 雄果蝇：XY 雌果蝇：XX 2、性染色体与常染色体 果蝇有4对染色体，其中3对是 常染色体，1对是性染色体。 其中♀用XX表示，♂用XY表示。 二、基因位于染色体上的实验证据 思考：是不是所有的生物都有性染色体？ * 正常女性 正常男性 性染色体 1对 常染色体 22对 2、性染色体与常染色体 二、基因位于染色体上的实验证据 http://afeng.swjx.cn 1909年起，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。摩尔根和他的学生在实验室里培养了许多野生型红眼果蝇，没发现其它眼色果蝇。1910年5月的一天，摩尔根在实验室中偶然发现一只白眼雄果蝇。白眼性状是如何遗传的？ 二、基因位于染色体上的实验证据 3、证明基因位于染色体上 P： F1： F2： 红（雌、雄） 白 (雄) 3/4 1/4 红眼 （雌、雄） × F1雌雄交配 观察现象 提出问题 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?为什么? 3、摩尔根果蝇杂交实验的结果与孟德尔豌豆杂交实验的结果相比，有哪些不同点? 01 ①F1全为红眼⇒红眼为显性性状, ②F2中红眼∶白眼＝3∶1⇒符合分离定律, ③白眼性状的表现总是与性别相关联 3、证明基因位于染色体上 二、基因位于染色体上的实验证据 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 如果按照萨顿的假说:基因在染色体上,那么,控制白眼的基因是在常染色体上还是在性染色体上呢? 做出假设 02 同源区段 非同源区段 XY染色体 存在等位基因 无等位基因 摩尔根 3、证明基因位于染色体上 二、基因位于染色体上的实验证据 雌果蝇基因型： (XWXW)或(XWXw) 雄果蝇基因型： (XwXw) (XWY) (XwY) 红眼 白眼 白眼 红眼 02 同源区段 非同源区段 XY染色体 存在等位基因 无等位基因 假设二：控制眼色的基因只在X染色体上 3、证明基因位于染色体上 二、基因位于染色体上的实验证据 做出假设 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） 02 3、证明基因位于染色体上 二、基因位于染色体上的实验证据 做出假设 —— 遗传图解 对杂交现象的解释 配子 测交 配子 测交后代 XW Xw Y × XwY白眼(雄) XWXw红眼(雌) XWY 红眼(雄) XWXw 红眼(雌) Xw XwXw 白眼(雌) XwY 白眼(雄) 1 : 1 : 1 : 1 根据假说，演绎推理 3、证明基因位于染色体上 二、基因位于染色体上的实验证据 03 摩尔根等人亲自做了测交实验，实验结果如下： 与理论推测一致，完全符合假说，假说完全正确！ 红眼雌性 红眼雄性 白眼雌性 白眼雄性 126 132 120 115 摩尔根通过实验观察，把一个特定的基因和一条特定的染色体联系起来，最终确定了基因在染色体上的结论。从孟德尔理论的怀疑者成为孟德尔理论坚定的支持者。 实验验证，得出结论 3、证明基因位于染色体上 二、基因位于染色体上的实验证据 04 得出结论：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 （5）拓展实验一 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 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 反交 3、证明基因位于染色体上 二、基因位于染色体上的实验证据 思考： 控制果蝇眼色的基因位于的X-Y同源区段(Ⅰ)是否可以解释摩尔根的杂交实验现象？ （5）拓展实验二 3、证明基因位于染色体上 二、基因位于染色体上的实验证据 果蝇眼色的基因位于X-Y同源区段的遗传图解 根据遗传图解，控制果蝇眼色的基因位于X-Y同源区段也可以解释摩尔根的果蝇杂交实验。 结论： （5）拓展实验二 3、证明基因位于染色体上 二、基因位于染色体上的实验证据 实 验 该 如 何 进 行 ？ 排除果蝇眼色的基因位于X-Y同源区段的遗传图解 红眼雄果蝇和白眼雌果蝇进行实验 ①若仅位于X染色体上遗传图解如下： ②若基因位于X-Y同源区段遗传图解如下： XwXw × XWY ↓ XWXw XwY 白眼(雌) 红眼(雄) 红眼(雌) 白眼(雄) XwXw × XWYW 白眼(雌) 红眼(雄) XWXw XwYW 红眼(雌) 红眼(雄) ↓ 杂交实验结果为：红眼雌果蝇和白眼雄果蝇。 支持“基因位于X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因”的假说。 （5）拓展实验三 3、证明基因位于染色体上 二、基因位于染色体上的实验证据 [思考1]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。以上现象说明什么结论？ 一条染色体上应该有许多个基因 [思考3]一条染色体上应该有许多个基因，那基因在染色体上是如何排列的呢？ 三、基因在染色体上 每种生物的基因数量，都要远远多于其染色体的数目。 基因在染色体上呈线性排列 果绳的红眼为伴性显性遗传，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 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， 性染色体同型（XX）选择隐性 性染色体异型（XY）选择显性 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 课后习题 1.思路：同隐×异显（亲本均纯合） 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，如蜜蜂中的雄峰等。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。体现已经发现多一条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，但它们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。 可能是发生这类变异后的受精卵不能发育，或胚胎早期就死亡了。 课后习题 萨顿 摩尔根 提出基因在染色体上的假说 实验证实基因在染色体上 性状由“遗传因子”决定 孟德尔 把“遗传因子”改为“基因” 约翰逊 总结 Lavf58.12.100 $$