2.2 基因在染色体上课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

19世纪，孟德尔发现了遗传的两大定律 格雷格尔∙孟德尔 1822—1884 1909年，丹麦生物学家约翰逊提出了“基因”的概念，用以替代遗传因子。 基因在哪里呢？ 第2节 基因在染色体上 第二章 基因与染色体的关系 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 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】 1903年，美国科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。 受精作用 减数分裂 精子 12条染色体 卵细胞 12条染色体 减数分裂 体细胞 24条染色体 新个体 体细胞 24条染色体 亲代：基因 子代：基因 传递 萨顿由此推论： 基因是由染色体携带者从亲代传递给下一代的。也就是说， 基因就在染色体上。 一、萨顿的假说 1、萨顿的假说方法： 类比推理法 2、萨顿的假说依据： 基因和染色体行为存在着明显的平行关系 比较项目 基因的行为 染色体的行为 传递中的特点 在杂交过程保持完整性和独立性 在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构 存在形式 体细胞中 成对 成对 配子中 只有成对的基因中的一个 只有成对的染色体中的一条 体细胞中的 来源 成对的基因一个来自父方，一个来自母方 同源染色体一条来自父方， 一条来自母方 形成配子时的分配特点 等位基因分离 非等位基因自由组合 同源染色体分离 非同源染色体自由组合 思考●讨论 请在图中的染色体上标注基因符号，解释孟德尔一对相对性状的杂交实验（黑色横线代表基因的位置）。 高 茎 高 茎 矮 茎 高 茎 减数 分裂 受 精 减数 分裂 减数 分裂 高茎 矮茎 高茎 P 配 子 F1 F1配子 D d D D d d D d d d d D d D D D D D d d 推论：（看不见）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。（未证实） 类比推理法 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。 例：加拿大外交官朗宁曾在竞选省议员时，由于他幼儿时期吃过中国奶妈的奶水一事，受到政敌的攻击，说他身上一定有中国血统。朗宁反驳说：“你们是喝牛奶长大的，你们身上一定有牛的血统了。” 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、基因位于染色体上的实验证据 摩尔根 果蝇 优点： ①易饲养，繁殖快。 ②后代数量多，便于统计。 ③具有多对易于区分且稳定遗传的相对性状。 ④染色体数目少，便于观察。 “材料选对了就等于实验成功了一半” 实验材料： 红眼果蝇 野生型（在自然界中常见） 白眼果蝇 突变型 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。 白眼性状会如何遗传？这一对相对性状是否遵循孟德尔的遗传规律？ 摩尔根的果蝇杂交实验 摩尔根的果蝇杂交实验 方法： 假说—演绎法 P × 白眼（雄） 红眼（雌） F1 红眼 （雌、雄交配） 1.眼色的显性性状什么？ 红眼 F2 白眼（雄） 红眼（雌、雄） 3 1 2.眼色遗传是否遵循分离定律？ 是，F1自交后代的性状分离比为3∶1。 白眼果蝇都是雄的。为什么白眼个体总是与性别相关联？ (1) 观察实验、提出问题 果蝇体细胞染色体示意图 共4对 性染色体 （1对） 常染色体 （3对） 性染色体： 常染色体： 雌雄个体细胞中相同，不决定性别的染色体 雌雄个体细胞中不相同，决定性别的染色体 性染色体有1对，雌性体细胞中含有两个同型的性染色体用XX表示，雄性体细胞中含有两个异型的性染色体用XY表示。 注：雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分。 (2)提出假说，解释问题 摩尔根及其同事设想： 控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因。 雌果蝇中： 红眼 白眼 雄果蝇中： 红眼 白眼 基因的表示方法 1.如果基因在常染色体上：　　 ； 2.如果基因在性染色体（只在X染色体）上：　 　 ； 3.如果基因在性染色体（XY同源区）上：　 　 ； 4.如果常染色体和X染色体上都存在基因：　 　 。 XWXw Ww XWYw XWXW、XWXw XwXw XWY XwY AaXWXw XW XWY红眼（♂） XWXw红眼（♀） × XWXW红眼（♀） × XwY白眼（♂） P F2 F1 配子 Xw XW Y XW XWXW红眼（♀） XWXw红眼（♀） XWY红眼（♂） XwY白眼（♂） 根据假说对实验现象进行解释（分析图解） Y Xw P × 白眼（雄） 红眼（雌） F1 红眼 （雌、雄交配） F2 白眼（雄） 红眼（雌、雄） 3 1 (3)演绎推理，实验验证 测交实验 测交实验（与隐性纯合子（白眼果蝇）杂交） 子代中只有白眼雄果蝇 XWXw × XwY P： 红眼（雌） 白眼（雄） 配子： XW Xw Xw Y XWX w XwY F1： XwXw XWY 红眼♀ 白眼♀ 红眼♂ 白眼♂ 1 : 1 : 1 ： 1 摩尔根等人亲自做了该实验，实验结果如下： 红眼雌性 红眼雄性 白眼雌性 白眼雄性 126 132 120 115 得出结论： 控制果蝇白眼的基因只位于X染色体上，而Y染色体不含其等位基因，基因在染色体上。 现在需要你来设计果蝇的测交实验，你有其他方案吗？请你写出该方案的遗传图解并预测一下结果。 XWY × XwXw P： 红眼（♂） 白眼（♀） 配子： XW Xw Y XWX w 红眼（♀） XwY 白眼（♂） F1： 雌果蝇均为红眼,雄果蝇均为白眼。 摩尔根用假说演绎法，在果蝇杂交实验中证明： 从此，摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者 ——基因在染色体上。 [思考]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？ 摩尔根和他的学生们经过十多年的努力，发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，并绘出了第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置图。说明: 一条染色体上应该有许多个基因 基因在染色体上呈线性排列 问1：细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？ 不是。 ①真核生物的核基因都位于染色体上，而质基因位于线粒体等细胞器内； ②原核生物的基因主要位于拟核的DNA分子上。 问2：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”。 约翰逊 萨顿（类比推理法） 孟德尔（假说—演绎法） 摩尔根（假说—演绎法） 思考●讨论 18 1、1903年，萨顿关于“基因位于染色体上”的假说是如何提出来的（ ） A.运用假说——演绎法提出的 B.通过蝗虫实验运用类比推理法提出的 C.运用系统论分析法提出的 D.透过摩尔根的果蝇红、白眼杂交实验提出的 B 研究方法：类比推理法 2、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 【课堂检测】 d B B a A D 等位基因 等位基因 非同源 染色体 非等位基因 相 同 基 因 同源 染色体 同源 染色体 【知识回顾】 该图存在几对同源染色体？几对等位基因？ 2对；2对 分离定律的实质 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。 杂合子体细胞 A a a A 配子 配子 等位基因随同源染色体的分开而分离 自由组合定律的实质 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 a B b 杂合子体细胞 A b a B 配子 B A a b 配子 非同源染色体上的 非等位基因自由组合 d B B a A D 【知识回顾】 思考：B与D、d能自由组合吗？ 不能，应该是非同源染色体上的非等位基因自由组合。 3、据右图，下列选项中不遵循基因自由组合定律的是（ ） A与B自由组合的时期： 减数第一次分裂后期 A 4、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 5、猴的下列各组细胞中，肯定含有Y染色体的是（ ） A.受精卵 B.次级精母细胞 C.初级精母细胞 D.雄猴的神经元 E.精子 F.雄猴的肠上皮细胞 C D F 【课堂检测】 人有46条染色体，但是在揭示人类基因组遗传信息的人类基因组计划却只测定人的24条染色体的DNA序列。 对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测哪些染色体？ 为什么只测定24条染色体？ 问题探讨 基因在染色体上 ；一套非同源染色体携带着控制该种生物所有性状的一整套基因。（22条常染色体+XY） $$