2.2 基因伴随染色体传递课件-2023-2024学年高一下学期生物浙科版必修2

第二节 基因伴随染色体传递 第二章 染色体与遗传 素养目标 简述孟德尔定律的细胞学基础。 生命观念 通过分析摩尔根的果蝇眼色遗传实验，掌握假说—演绎基本思路和方法。 科学思维 教学重难点 01 02 能总结减数分裂中染色体行为和基因行为具体有哪些相似之处。 理解“在形成配子时，同源染色体上的等位基因分离；非同源染色体上的非等位基因自 由组合” 课程导入 基因和染色体行为有怎样的联系？许多科学家也对此有着极大兴趣，下面让我们来学习一下他们是如何探索出遗传定律的细胞学基础的。 Dd D d 配子 体细胞 生殖细胞 体细胞 基因位于染色体上 萨顿 1903年，美国遗传学家萨顿在对蝗虫精子和卵细胞形成的过程中发现，孟德尔假说中的遗传因子，即基因分离和自由组合的行为与减数分裂中染色体的行为之间存在平行关系。 基因位于染色体上 萨顿通过类比推理提出遗传的染色体学说——基因在染色体上。 比较项目　　　 基因 染色体 生殖过程 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 在细胞分裂各期中保持着一定的形态特征 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 非等位基因自由组合 非同源染色体自由组合 基因位于染色体上 分析摩尔根的果蝇眼色遗传实验 摩尔根是首位利用实验的方法获得基因在染色体上相关证据的科学家 基因位于染色体上 实验材料—果蝇的特点 容易饲养 用一只牛奶瓶，放一些捣烂的香蕉，就可以饲养数百甚至上千只果蝇。 分析摩尔根的果蝇眼色遗传实验 基因位于染色体上 分析摩尔根的果蝇眼色遗传实验 繁殖快、生育能力强 在25℃时约12天就可繁殖一代，一只雌果蝇一代能繁殖数百只。孟德尔以豌豆为实验材料，一年才种植一代。 实验材料—果蝇的特点 基因位于染色体上 分析摩尔根的果蝇眼色遗传实验 果蝇有众多容易区分的相对性状。 红眼 白眼 实验材料—果蝇的特点 基因位于染色体上 分析摩尔根的果蝇眼色遗传实验 染色体数少 果蝇细胞中有4对同源染色体，其中有一对同源染色体与果蝇的性别相关，称为性染色体。 实验材料—果蝇的特点 雌性 雄性 性染色体 同型 异型 基因位于染色体上 分析摩尔根的果蝇眼色遗传实验 果蝇眼色的遗传与性别相关联？ P × 白眼（雄） 红眼（雌） F1 红眼（雌、雄） 3 1 F2 白眼（雄） 红眼（雌、雄） 雌、雄交配 观察现象，提出问题 ①果蝇的眼色遗传是否符合分离定律？ ②判断果蝇眼色性状的显隐性关系。 ③果蝇眼色的遗传有何特殊之处？ 符合。F1全为红眼；F2 红：白≈3:1。 红色对白色为显性。 F2中白眼果蝇均为雄性。 基因位于染色体上 分析摩尔根的果蝇眼色遗传实验 提出假说 ①白眼性状是隐性性状，由隐性基因 （w）控制， 红眼性状是显性性状，由显性基因（W）控制。 ②控制眼色的基因位于X染色体上， 而 Y染色体上没有它的等位基因。 ③亲本的基因型： 表型 基因型 红眼雌 XWXW 白眼雄 Xw Y 基因位于染色体上 分析摩尔根的果蝇眼色遗传实验 作出假设 红眼（♀） 白眼（♂） 红眼（♀、♂） 红眼（♀、♂） 3/4 白眼（♂） 1/4 × F1♀♂交配 P F1 F2 基因位于染色体上 基因的表示方法 X Y Ⅰ Ⅱ Ⅲ 非同源区段（特有区域） ①基因只存在于X染色体（Ⅰ区段）上 ②基因只存在Y（Ⅲ区段）上 Ｘ、Ｙ同源区段的基因是成对存在的。 在同源区段Ⅱ（共有区域） X Y - 雄性： XY - 雄性： X Y - 雄性： - 如果基因在常染色体上: 如果基因在性染色体上: DD、Dd、dd 则将基因符号写在性染色体符号的右上角。如XWXW 基因位于染色体上 分析摩尔根的果蝇眼色遗传实验 演绎推理 P × 白眼（雄） 红眼（雌） ＸWＸW ＸW Ｘw Y Ｘw Y F1 红眼（雌） ＸWＸw ＸWY 红眼（雄） F2 红眼雌 红眼雄 红眼雌 白眼雄 ＸWＸW ＸWY ＸWＸw Ｘw Y 红眼：白眼=3:1 配子 ＸW Ｘw ＸW Y 配子 基因位于染色体上 分析摩尔根的果蝇眼色遗传实验 实验验证 ＸWY ＸWＸw ＸwY ＸwＸw ＸWＸw ＸW Ｘw ＸwY Ｘw Y 白眼（雄） 红眼（雌） P 配子 F1 红眼雌 红眼雄 白眼雌 白眼雄 1 : 1 : 1 : 1 基因位于染色体上 分析摩尔根的果蝇眼色遗传实验 证明了基因在染色体上。 得出结论 摩尔根的测交实验结果与他的理论预期结果完全相符，这表明果蝇的白眼性状遗传确实与性别有关，而且控制该性状的基因确实位于性染色体上。 摩尔根 基因位于染色体上 假说演绎法 现象：果蝇眼色的遗传总是与性别相关联。 假说：控制白眼的基因在X染色体上，而不在Y染色体上。 演绎：分析若野生红眼雄果蝇的Y染色体上没有红眼基因， 则测交结果为：红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇=1∶1 验证：做测交实验结果为红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇=1∶1， 故证明假说成立。 摩尔根 基因位于染色体上 摩尔根对果蝇伴性遗传的研究，又一次证实了孟德尔定律的正确性，同时他也是人类历史上第一个将一个特定基因白眼基因（w）定位在一条特定染色体——X染色体上的科学家。摩尔根为发展遗传的染色体学说做出了卓越的贡献。 摩尔根 基因位于染色体上 1866年 根据豌豆遗传现象，提出了遗传因子假说 1882年 发现细胞染色体及细胞核分裂行为 1902年 发现染色体行为，提出萨顿假说，既遗传因子就在染色体上 1910年左右 利用果蝇的伴性遗传现象，证明了基因在染色体上的假说 孟德尔 弗莱明 萨顿 摩尔根 个体性状遗传研究 细胞遗传研究 性状遗传+细胞遗传 第一次提出有遗传因子这个物质 发现了染色体行为与孟德尔定律惊人的相似性 证明了基因的存在和位置 遗传的染色体学说可以解释孟德尔定律 A a A A a a A A a a a a A A A A a a 分裂 间期 MⅠ 控制一对相对性状的等位基因位于一对同源染色体上，同源染色体分离，使位于同源染色体上的等位基因也发生分离。 遗传的染色体学说可以解释孟德尔定律 AB AB ab ab MⅠ 控制一对相对性状的等位基因位于一对同源染色体上，控制另一对相对性状的等位基因位于另一对同源染色体上。同源染色体分离，非同源染色体自由组合，因此处于非同源染色体上的非等位基因也自由组合。 遗传的染色体学说可以解释孟德尔定律 AB AB ab ab MⅠ 基因型为AaBb的个体形成的配子类型有AB、Ab、aB、ab。 遗传的染色体学说可以解释孟德尔定律 孟德尔遗传定律的适用范围 适合于真核生物的细胞核遗传，因为真核生物细胞核种具有染色体，基因的分离或自由组合是随着染色体的分离或自由组合而进行的。 适合于能进行有性生殖的生物。因为孟德尔遗传定律的细胞学基础是减数分裂，只有能进行有性生殖的生物才能进行减数分裂。 课堂练习 1.萨顿假说认为“基因和染色体的行为存在着明显的平行关系”，下列不支持此推测的是（ ） A.体细胞中基因的数量远远大于染色体的数目 B.非等位基因与非同源染色体在减数分裂时自由组合 C.在体细胞中成对存在的基因和染色体，在配子中单个存在 D.基因和染色体在杂交过程中均保持相对完整性和独立性 解析：体细胞中基因的数量远远大于染色体的数目，不能证明基因和染色体的行为存在着明显的平行关系，A符合题意；非等位基因与非同源染色体在减数分裂时自由组合，说明基因和染色体行为一致，存在着明显的平行关系，B不符合题意；在体细胞中成对存在的基因和染色体，在配子中均只有其中的一个，说明基因和染色体行为一致，存在着明显的平行关系，C不符合题意；基因和染色体在杂交过程中均保持相对完整性和独立性，说明基因和染色体存在着明显的平行关系，D不符合题意。 A 课堂练习 2.基因在染色体上，下列相关叙述错误的是（ ） A.萨顿发现，一种蝗虫的体细胞中染色体数目是其生殖细胞中的两倍 B.萨顿通过观察后，提出了基因在染色体上呈线性排列的假说 C.摩尔根的果蝇眼色遗传实验可为基因在染色体上提供实验证据 D.摩尔根对果蝇眼色遗传的研究中运用了“假说一演绎法” 解析：萨顿发现，有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，即体细胞中染色体数目是其生殖细胞的两倍，A正确。萨顿通过观察，提出了“基因在染色体上”的假说；摩尔根和他的学生绘制出了果蝇多种基因在一条染色体上的相对位置图，说明基因在染色体上呈线性排列，B错误。摩尔根通过果蝇杂交实验，运用假说一演绎法，为基因在染色体上提供了重要证据，并且证明控制果蝇眼色的基因位于性染色体上，C、D正确。 B 课堂练习 3.摩尔根将基因定位到染色体上，从而 在细胞水平上为孟德尔遗传规律提供了有力的支持。下列相关表述，不正确的是（ ） A.分离定律的实质是在减数分裂过程中，等位基因随同源染色体的分离而分离 B.自由组合定律的实质是在减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因随同源染色体上的等位基因彼此分离而自由组合 C.当生物的性别由性染色体决定时，性染色体上的基因所控制的性状就会和性别相关联，表现出伴性遗传 D.伴性遗传的实质和基因分离定律的实质不同，所以伴性遗传并不遵循基因的分离定律 解析：分离定律的实质是在减数分裂形成配子的过程中，等位基因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，A正确。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，非同源染色体上的非等位基因随同源染色体上的等位基因彼此分离而自由组合，B正确。伴性遗传指的是位于性染色体上的基因所决定的性状在遗传上总是和性别相关联，C正确。伴性遗传只是相关基因位于性染色体上，无法判断是否遵循基因的分离定律，D错误。 D 总结归纳 基因位于染色体上 分析摩尔根的果蝇眼色遗传实验 假说——演绎法的应用 摩尔根的贡献 遗传的染色体学说可以解释孟德尔定律 科学家：萨顿 方法：类比推理 果蝇作为遗传学材料的优点 分离定律的实质 自由组合定律的实质 $$