2.2 基因在染色体上-2024-2025学年高一生物下学期同步授课课件（人教版2019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 问题探究 基因和染色体究竟是什么关系呢？ 温故知新 孟德尔分离定律： 在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，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。 减数分裂实质： 在减数分裂形成配子时，成对的同源染色体彼此分离，配子中只得到一对同源染色体的其中一条。 萨顿假说 萨顿的假说 基因成对 存在 染色体成对 存在 只有成对基因中的一个 只有成对染色体中的一条 成对的基因 一个来自父方，一个来自母方。 成对的染色体一条来自父方，一条来自母方。 基因在杂交过程中保持完整性和独立性。 染色体在配子形成和受精过程中 有相对稳定的结构。 假说只是一种猜想，是否正确还有待验证 根据萨顿的假说，请在图中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(图中染色体上白色横线代表基因的位置，相关基因用D、d表示)。 D D d d d D D d D d D d D D d d D d D d 任务一：思考.讨论 这样推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否还需要实验的验证。 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。 不一定 基因和染色体的行为存在平行关系。从理论上支持基因在染色体上的假说，但事实是否如此呢？为什么？ 摩尔根 1909年开始，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。1910年5月，他发现了一只白眼的突变果蝇。他开始用这只果蝇进行实验。 我是一个文明有风度的黑粉！ 基因位于染色体上的实验证据 结合以上视频和教材P30果蝇的相关信息，总结果蝇作为遗传学的优点。 ①有许多易于区分的相对性状； ②培养周期短； ③成本低； ④易饲养； ⑤染色体数目少，便于观察。 触角足 卷翅 黑体 无翅 资料 20世纪初期，生物学家已经在一些昆虫的细胞中发现了性染色体。果蝇的体细胞中有4对染色体，3对是常染色体，1对是性染色体。在雌果蝇中，这对性染色体是同型的，表示为XX；雄果蝇中，这对染色体是异型，表示为XY。生物的性别由性染色体决定。 常染色体 性染色体 基因位于染色体上的实验证据 X Y Ⅰ Ⅱ Ⅲ 非同源区段： 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。 同源区段： 基因的表示方法： X X - - 雌性： 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 先写性染色体后写基因。 XY - 雄性： X X - - 雌性： X Y - 雄性： - Ⅰ、Ⅲ Ⅱ 基因位于染色体上的实验证据 性染色体 在观察和分析基础上提出问题以后，通过推理和想象提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，推出预测的结果，再通过实验来检验。如果实验结果与预测相符，就可以认为假说是正确的，反之，则可以认为假说是错误的。 科学方法 假说——演绎法 观察实验，提出问题 分析问题，提出假说 演绎推理，预测结果 实验检验，得出结论 一对相对性状的杂交实验 对分离现象的解释 对分离现象解释的验证 分离定律 回顾 摩尔根的果蝇杂交实验 P： F1： F2： 红（雌、雄） 白 (雄) 3/4 1/4 红眼 （雌、雄） × F1雌雄交配 观察实验，发现问题 任务二：1.请写出果蝇杂交实验过程 —— △果蝇的眼色遗传是否符合分离定律? △判断果蝇眼色性状的显隐性关系 白眼性状为什么与性别相关联？ 如何解释这一现象？ 白眼对红眼是隐性性状 F2 3：1的性状分离比符合分离定律 提出假说，解释问题 由于白眼的遗传和性别相关联，而且与X染色体的遗传相似。 摩尔根及同事经过推理提出假说:控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上,Y染色体上不含有它的等位基因 遗传图解 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） 配子 演绎推理 XWXw × XwY XWX w XwY F1： P： 配子： 红眼（雌） 白眼（雄） XW Xw Xw Y XwXw XWY 红雌 白雌 红雄 白雄 XWY × XwXw XWX w 红雌 XwY白雄 F1： P： 配子： 红眼（雄） 白眼（雌） XW Xw Y 测交方案1 测交方案2 雌果蝇均为红眼,雄果蝇均为白眼。 测交 14 红眼雌蝇 红眼雄蝇 白眼雌蝇 白眼雄蝇 126 132 120 115 实验结果： 子代中雌蝇均为红眼，雄蝇均为白眼。 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。 测交方案1 测交方案2 实验验证，得出结论 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 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 实验验证 测交结果 回顾摩尔根的果蝇杂交实验实验：假说-演绎法 从此，摩尔根成了 孟德尔 理论的坚定支持者。 学以致用 如何验证控制眼色的基因不在 X、Y染色体同源区上？ P F1 F2 × XWXW XwYw XW Yw Xw 配子 XWYw XWXw × Xw XW Yw XW XWXW（雌） XWXw（雌） XWYw（雄） XwYw（雄） 3/4红眼（雌、雄） 1/4白眼（雄） 配子 假设控制眼色的基因在 X、Y染色体同源区上 如何验证 XWXw × XwYw XWX w XwYw F1： P： 配子： 红眼（雌） 白眼（雄） XW Xw Xw Yw XwXw XWYw 红雌 白雌 红雄 白雄 XWY W × XwXw XWX w 红雌 XwY W F1： P： 配子： 红眼（雄） 白眼（雌） XW Xw Y W 测交方案1 测交方案2 演绎推理 假说：控制眼色的基因在X、Y染色体同源区上 红雄 XY的同源区段 雌雄均红眼 与实验结果不一致 测交 资料：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。 结论1： 一条染色体上有许多个基因； 结论2： 基因在染色体上呈线性排列。 1、基因的分离定律的实质 在杂合子的细胞中，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。 独立地随配子遗传给后代。 D d D D d d D D d d D D d d 孟德尔遗传规律的现代解释 实质: 等位基因随同源染色体的分开而分离 减数分裂Ⅰ后期 2、基因的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彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 孟德尔遗传规律的现代解释 实质: 非同源染色体上的非等位基因自由组合 减数分裂Ⅰ后期 回顾问题探究 对人类基因组计划测序时，为什么首先要确定哪些染色体呢？为什么不直接测定46条染色体呢？ 因为人类有22对常染色体，1对性染色体。每对同源染色体上的分布的是相同基因或等位基因，所以只需要对其中1条进行测序，而X/Y染色体差别很大，基因差异也大，所以两条都要测。如果46条都测，耗资巨大，工作量也会增加，而且得到的绝大多数基因序列也都是重复的。 22 $$