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

基因在染色体上 01 萨顿的假说 02 基因位于染色体上的实验证据 03 孟德尔遗传规律的现代解释 CONTENTS 目 录 2 以下材料体现了什么思想？ 类比推理 萨顿的假说 假说的依据 假说的内容 提出假说运用的方法 01 1903年，美国遗传学家萨顿用蝗虫细胞作材料，研究精子和卵细胞的形成过程。 2n=24 精子 12条染色体 卵细胞 12条染色体 受精作用 体细胞 24条染色体 减数分裂 蝗虫子代体细胞中的这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，另一条来自母方。 D d D d 发现孟德尔假设的一对遗传因子（即等位基因），其分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。 基因和染色体的平行关系 基因的行为 染色体的行为 体细胞中 存在形式 _________存在 __________存在 在配子中 存在形式 只有成对基因中的_______ 只有成对染色体中的_________ 体细胞中 的来源 成对中的基因 一个来自______　　　　　　　　 一个来自______　 同源染色体 一条来自______ 一条来自______ 形成配子时 组合方式 非等位基因：________ 非同源染色体：________ 传递中的性质 保持： ___________ 也有： _____________ 成对 成对 一个 一条 父方 母方 父方 母方 自由组合 自由组合 完整性和独立性 相对稳定的形态结构 受精作用 受精卵 亲代 配子 子代 细胞学 染色体行为 遗传学 基因行为 DD dd D d Dd Dd 受精作用 看不见的 染色体 基因在染色体上 推理 基因 看得见的 平行关系 高茎 矮茎 高茎 矮茎 类比 高 茎 高 茎 矮 茎 高 茎 D d D D d d D d d d 在染色体上标注基因符号，解释孟德尔的杂交实验 × 减数 分裂 受 精 减数 分裂 高 茎 减数 分裂 P 配子 F1 F1配子 高茎 矮茎 F2 d D d D D D D D d d 10 1.萨顿假说内容 基因（遗传因子）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。 2.萨顿假说的依据 基因和染色体的行为存在明显的平行关系。 3.研究方法 类比推理 由两个或两类对象在某些属性上相同的现象，推断出它们在另外的属性上也相同的一种推理方法。 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校验。 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！ 托马斯·亨特·摩尔根 (Thomas Hunt Morgan) 02 实验材料—果蝇 摩尔根的果蝇杂交实验—“假说-演绎法” 基因与染色体的关系 基因位于染色体上的实验证据 个体小，易饲养； 繁殖快，后代多； 相对性状，易于区分； 染色体，少且大； 一.实验材料：果蝇 （W控制红眼，w控制白眼） 6+XY（雄） 6+XX（雌） 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。 雄果蝇：XY 雌果蝇：XX 如：雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分。 * 二.果蝇杂交实验 红眼是显性性状 3：1的性状分离比符合分离定律 F2中白眼只在雄性出现，即与性别相关联 观察现象 提出问题 为什么F2中白眼只在雄性出现？ 与孟德尔豌豆杂交实验结果有何异同 Tip: a.显隐性 b.性状分离比 ①位于常染色体Ⅱ、Ⅲ或Ⅳ上。 ②只位于X染色体上。 ③只位于Y染色体上。 ④位于X、Y染色体的同源区段上。 ❌ ❌ 常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上（例DD、dd） 性染色体上的基因需标明（性染色体要大写）如XWXW、XYW ❌ 分析问题 提出假说 控制白眼的基因在X染色体上， Y染色体上没有它的等位基因。 摩尔根等在分析白眼基因在染色体上的位置时，可能作出了哪些假设？ 17 雌果蝇基因型 红眼（ＸＷＸＷ） 红眼（ＸＷＸw） 白眼（ＸWＸW） 雄果蝇基因型 红眼（ＸＷＹ） 白眼（ＸwＹ） 写出纯合亲本红眼（雌）和白眼（雄）杂交产生F1的遗传图解 P 对实验现象的解释 XWXW XwY XW Y Xw 配子 XWY XWXw F2 Xw XW Y XW XWXW（雌） XWXw（雌） XWY（雄） XwY（雄） 红眼（雌、雄） 白眼（雄） 3/4 1/4 F1 × × 摩尔根等人的设想可以合理地解释实验现象。但是判断一种设想或假说是否正确，仅能解释已有的实验现象是不够的，还应运用假说-演绎法，预测另外设计的实验结果，再通过实验来检验。 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？ 测交：F1×隐性个体 F1：红眼♀（XWXw）、红眼♂（XWY） 隐性个体：XwY × 测1： XWXw XwY 后代 XWXw XwXw XWY XwY 红眼♀ 红眼♂ 白眼♀ 白眼♂ 1 ： 1 ： 1 ： 1 × 测2： XwXw XWY 后代 XWXw XwY 红眼♀ 白眼♂ 1 ： 1 摩尔根实际的实验结果： 126 132 120 115 与理论推测一致，完全符合假说 但是该结果与基因位于常染色体上时结果相同，因此，该结果无法验证假说，但通过本实验得到了白眼雌果蝇。 摩尔根实际的实验结果： 307 290 与理论推测一致，完全符合假说 演绎推理 测1、测2实验结果与理论推测一致。 实验验证 摩尔根的假说是正确的！ 得出结论 控制白眼的基因在X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因。 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。 演绎推理 测交 得出结论 基因在染色体上 白眼性状的表现总是与性别相联系 提出问题 假说 演 绎 法 回顾摩尔根的实验： 作出假说 控制白眼基因（w）在X染色体上， 而Y染色体上不含有它的等位基因 从此，摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者。 实验验证 测交结果 三.基因与染色体的关系 材料1：果蝇的体细胞只有4对染色体，携带的基因大约有1.5万个。 材料2：人的体细胞中有23对染色体，携带的基因大约有3.5万个。 基因在染色体上呈线性排列 一条染色体上有许多个基因 果蝇X染色体上的部分基因 荧光标记基因在染色体上的位置 基因与染色体在数量上存在什么关系？ 03 孟德尔遗传规律的现代解释 基因分离定律的实质 基因自由组合定律的实质 D d 1 2 D d 1 2 D d D 1 D d 2 d d D D d 基因的分离定律的实质是： 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。 A a 精原细胞 初级精母细胞 A a A a 次级精母细胞 A A a a A a A a 精细胞 （1）等位基因的概念： 位于同源染色体上同一位置，控制相对性状的基因。如A和a 注意：A和A、a和a叫做相同基因 （2）等位基因分离的原因： 随同源染色体的分离而分离 （3）等位基因分离的时间： 减数分裂Ⅰ后期 基因的自由组合定律的实质 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 a B b A B A B A B a b a b a b A B A B a b a b a A B b A B A B a b a b A A b b a a B B 或 自由组合的原因： 随非同源染色体的自由组合而自由组合。 自由组合的时间： 减数分裂Ⅰ后期 孟德尔遗传规律的现代解释 减数分裂Ⅰ后期 ① 时间 同源染色体的分离 非同源染色体自由组合 ② 细胞学基础： 等位基因的分离 非同源染色体上的非等位基因的自由组合 ③ 实质： 总结归纳 基因在染色体上 萨顿的假说 基因和染色体存在着明显的平行关系 内容：基因在染色体上 依据： 基因位于染色 体上的证据 果蝇的杂交实验 结论：基因在染色体上呈线性排列 孟德尔遗传规律的现代解释 基因的分离定律的实质 基因的自由组合定律的实质 拓展应用 1.用白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交，通过眼睛颜色可判断子代果蝇的性别；用白眼雄果蝇和红眼雌果蝇杂交，通过眼睛颜色却不能判断子代果蝇的性别，这是为什么？用其他杂交组合，能否通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别呢？ 红眼雌果蝇的基因型有XWXW和XWXw两种类型，白眼雄果蝇的基因型为XwY。如果基因型为XWXW的红眼雌果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交，则子一代无论雌雄，全部为红眼；如果基因型为XWXw的红眼雌果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交，那么子代雌果蝇和子代雄果蝇都是既有红眼，也有白眼，因此无法通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。 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，如蜜蜂中的雄蜂等。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？ 这些生物的体细胞中的染色体数目虽然减少了一半，但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。 课本P28拓展应用T1 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。现在已经发现多一条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。 人的体细胞中染色体数目的变异，会严重影响生殖、发育等各种生命活动，未发现其他常染色体数目变异的婴儿，很可能是发生这类变异后的受精卵不能发育，或发育至胚胎早期就死亡了的缘故。 性别决定 1. 人类、果蝇、鸟类等大多数生物的性别决定方式是什么？ 2. XY型和ZW型生物性别决定的不同点是什么？ 3. 从理论上如何分析男女性别比例为1：1？ 4.举例说明性染色体上携带着的基因都是决定性别的基因吗？ 5.其他的性别决定方式有哪些？ 性别决定 决定性别的因素 （1）染色体（形态、数目） （2）环境（温度、年龄等） 往往同时起作用 蛙类 25 ℃左右 30℃ 雄性（XY XX） XY雄性 XX雌性 男性体细胞染色体组成 女性体细胞染色体组成 人类男性和女性染色体组型图 ①人类的性别是由性染色体决定，女性用XX表示，男性用XY表示。 ②Y染色体只有X染色体大小的1/5左右。 所以许多位于X染色体上的基因在Y染色体上没有相应的等位基因。 X Y X和Y同源区段 X非同源区段 Y非同源区段 （1）XY型性别决定的生物 所有的哺乳动物 某些种类的两栖类、鱼类 很多种类的昆虫（果蝇） 雌雄异株的植物 XY型性别决定的特例 由X染色体的数目决定性别 果蝇：XX XXY 雌性 XY XO 雄性 蜜蜂：XX 雌性 XO 雄性 由X染色体数目决定 雄性有Y可育，无Y不育 XO型性别决定，雌性2N 雄性N，无Y染色体 雄性♂ 雌性♀ zz zw （2）ZW型性别决定 ZW型性别决定的生物 所有的鸟类 某些种类的两栖类、鱼类 很多种类的昆虫（蚕） ZW型性别决定的特例 ZO型决定性别 蚜虫：ZW 雄性 ZO 雌性 $$