2.2基因在染色体上第1课时课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

基因在染色体上 第1课时 减数分裂Ⅱ末期 基因在哪？ 1903年X月X日，晴，这是我第10001次观察蝗虫的减数分裂，我发现一个很奇怪的事情： 孟德尔假设的一对遗传因子，它们的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似…… 沃尔特·萨顿 萨顿站在巨人的肩膀上，他用蝗虫去做实验，发现蝗虫的体细胞是成对存在的染色体，形成配子的时候，染色体是减半的，刚好符合我们的减数分裂，产生配子的时候染色体数目减半，相当于它是去真正做了实验，看到了染色体在减数分裂过程中的变化，同时他当时已经知道孟德尔的遗传定律，他就发现，染色体的分离情况和孟德尔提出了分离定律和自由组合定律非常相似。 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。 D d Dd 减数分裂 在形成配子时，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。 回顾：孟德尔遗传规律与减数分裂 比如孟德尔的分离定律，说形成配子的时候，成对的遗传因子，对于这里的Dd来说，就是一对等位基因嘛，会分开，诶，我们减数分裂同源染色体也会分开，你甚至都可以直接把孟德尔分离定律中的遗传因子直接替换成同源染色体，就直接得到了我们减数分裂里的内容， 孟德尔自由组合定律 在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合，随配子遗传给后代。 yR Yr YyRr 减数分裂 在减数分裂形成配子时，成对的同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合。 YR yr 回顾：孟德尔遗传规律与减数分裂 推论：基因是由染色体携带着从亲本传给下一代的，基因就在染色体上 依据：基因和染色体行为存在明显的平行关系 而且不仅在分离定律有所体现，在自由组合定律里面也是有所体现，比如成对的分开，减数分裂里面就是。。。。。。 他提出的推论，总要有一些依据来支持或者说体现他的推论吧，他是基于什么呢，他认为基因和染色体行为存在明显的平行关系 是紧密联系在一起的，基因怎么变，染色体就会怎么变，而且在各个方面，各个时期都应该保持一致 比较项目 基因的行为 染色体的行为 ①独立性 ② 存在形式 体细胞中 配子中 ③体细胞中的 来源 ④形成配子时的分配特点 在杂交过程保持 ________________ 在配子形成和受精过程中，也有相对_________________ 成对 成对 成对的基因一个来自_____，一个来自_____ 同源染色体一条来自____，一条来自______ __ _______ 分离 _____ ________自由组合 _______________分离 _______________自由组合 完整性和独立性 稳定的形态结构 父方 母方 父方 母方 等位基因 非等位基因 同源染色体 非同源染色体 单个 单个 基因和染色体行为存在明显的平行关系 那么具体在哪些方面体现平行关系呢，看到书上， 完整性，颗粒遗传，不会融合 染色体不会消失， 成对的会分开，成对中的一个 配子中只含有1条染色体吗？不是，含有同源中的一条，都是非同源染色体 看不见的基因 看得见的染色体 平行关系 基因在染色体上 一、萨顿的假说 萨顿 一定正确吗？具有说服力吗？有没有更有说服力的方法 萨顿没有去验证这个推理，他又去做别的实验了 当时提出假说，没有去解释 把看不见的基因何看得见的染色体进行大胆的 我不相信孟德尔，更不相信萨顿毫无事实根据的臆测。 摩尔根 二、基因位于染色体上的实验证据 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！ 果蝇作为遗传学实验材料的优势？ 摩尔根反正就是有点叛逆，本来是想去打孟德尔的脸去的。 遗传到底与染色体有什么关系？ 每一个实验都要注意它的实验材料 二、基因位于染色体上的实验证据 二、基因位于染色体上的实验证据 果蝇作为遗传学实验材料的优势： ①个体小，容易饲养，成本低 ②繁殖能力强、生长周期短 ③染色体数目少，仅有3对常染色体和1对性染色体 ④有许多易于区分的相对性状 白眼 红眼 残翅 卷翅 孟德尔选择豌豆有闭花授粉、相对性状多啊，子代多等特点，大家觉得果蝇要去做这个实验应该具有什么特点 询问大家果蝇有什么优势？ 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。 在25℃左右温度下十几天就繁殖一代，一只雌果蝇一代能繁殖数百只。 果蝇容易饲养，繁殖快，室温下10多天就繁殖一代，一只雌果蝇能产生几百个后代（容易获得具有统计学意义的数据）。果蝇具有许多容易区分的相对性状。所以生物学家常用它作为遗传学研究的实验材料。 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。 在25℃左右温度下十几天就繁殖一代， 一只雌果蝇一代能繁殖数百只。 果蝇体细胞中染色体数目少且形状有明显差别 雌性尾部尖，环数多，尾部不黑，大 昆虫刚，双翅目 个体多，避免偶然事件 摩尔根和他的学生们在哥伦比亚大学建立的享誉学术界的果蝇室，其实只有26.8平方米大，里面挤满了8张实验台。1908年摩尔根安排一个研究生在暗室里饲养果蝇，希望能产生一种果蝇，他们的眼睛因不用而退化，这位学生让果蝇在暗无天日的世界里繁殖了68代，但研究毫无进展，大约在1910年5月，在暗室里诞生了一只白眼雄果蝇，而其他的果蝇眼睛都是红色的，很显然这是一只变异个体，这注定要成为科学史上那只举世瞩目的动物，摩尔根精心照料这只果蝇，在自己的第3个孩子出生时，摩尔根赶到医院，他妻子的第1句话竟然是那只白眼果蝇怎么样了？摩尔根的第3个孩子长得很好，但那只果蝇却很虚弱，摩尔根与之形影不离，晚上带它回家，白天又把他带回实验室。可能是被摩尔根的诚意感动，这只白眼雄果蝇为报答摩尔根的恩情，临死之前，抖擞精神与一只红眼雌果蝇交配，将突变基因传了下来。 二、基因位于染色体上的实验证据 野生型 突变型 死了都要爱 在多代遗传的大量红眼果蝇中偶然发现一只白眼果蝇（1910年5月，摩尔根夫人在红眼的果蝇群中发现了一只异常的白眼雄性果蝇），在摩尔根饲养的红眼果蝇中，红眼能稳定遗传多代，红眼应该是纯合的，白眼性状来自基因基因突变。 ①白眼是显性还是隐性？ × 野生红眼♀ 突变白眼♂ 纯合白雄和红雌杂交，后代只有红眼，说明红眼对白眼是显性性状。 ②如何才能知道红眼和白眼这对相对性状的遗传是否遵循孟德尔遗传规律呢？ F1自交，得到F2,性状分离比为3：1， 符合孟德尔的分离定律 红眼雌 2459 红眼雄 1011 白眼雄 782 二、基因位于染色体上的实验证据 ♀♂ 相互交配 提出问题：为什么白眼性状的表现，总是与性别相关联？ P F1 F2 红眼都是纯合，白眼这是突变的，很珍贵 他是冲着去打脸孟德尔的，所以按照孟德尔的思路，他就先去相信怎样才能确定白眼是显性还是隐性呢？去杂交， 果蝇杂交实际上是要 分离定律的核心是要出现性状分离，所以去随机交配，看看是不是出现性状分离 为什么白眼均是雄性呢？ 雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分。 提出问题控制眼色的基因可能在性染色体 慎重对待科学研究，不要丢失任何机会 雌果蝇的性染色体是同型 用XX表示 二、基因位于染色体上的实验证据 假设①：控制眼色的基因只位于Y的非同源区段 假设②：控制眼色的基因只位于X的非同源区段 假设③：控制眼色的基因位于X、Y同源区段 雄果蝇的性染色体是异型 用XY表示 ① ② ③ X、Y同源区段 Y的非同源区段 X的非同源区段 那要先搞懂果蝇的性别是怎么决定的 因为性染色体有两条，X和Y，所以当时又去查了一下背景，发现了果蝇的性别与Y染色体无关， 与X的条数有关 Y比X要大 接下来要把基因定位到染色体上去 14 X Y ＸAＸA ＸAＸa ＸaＸa ＸAＹ ＸaＹ 若用一对等位基因A/a表示控制某种性状的基因 二、基因位于染色体上的实验证据 基因在常染色体上 AA Aa aa 基因在X的非同源区段 X X X Y 基因在X、Y同源区段 ＸAＸA ＸAＸa ＸAＹA ＸAＹa ＸaＹa X X X Y 基因在Y的非同源区段 X X Ｘ Ｘ ＸＹA ＸＹa 纯合子 ＸaＸa 先不说另一种假设，就直接看摩尔根的 P F1 F2 × XWXW 红眼 XwY白眼 XW Y Xw 配子 XWY XWXw × XW Xw XW Y 配子 XWXW红眼 XWXw 红眼 XWY 红眼 XwY 白眼 红：白=3：1 且白的都是雄 二、基因位于染色体上的实验证据 全是红眼 假设控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上无相应的等位基因 红眼 红眼 如果假设合理，那就应该能解释已有的实验 假设很合理，可以解释已有的实验 如果在同源区段其实也有可能 那怎么办？对F1进行测交 XWXw XwXw XWY XwY 红眼 白眼 红眼 白眼 二、基因位于染色体上的实验证据 演绎推理，设计测交 红眼 × 白眼 XWXw XwY XWXw XwY 红眼 白眼 性状分离比？ 红雌：白雌：红雄：白雄 = 1：1：1：1 (正反交实验) 一开始的父本 来自F1 测交一 测交二 红眼 × 白眼 (回交实验) P F P F XWY XwXw 性状分离比 红雌：白雄 = 1：1 第一种情况无法判断，这种是不可行的 为什么第二种情况就直接是XAYA 二、基因位于染色体上的实验证据 实验验证 红眼 × 白眼 真实数据符合预期 红雌：白雌：红雄：白雄 = 1：1：1：1 红眼 × 白眼 真实数据符合预期 红雌：白雄 = 1：1 一个特定的基因（如决定果蝇眼睛颜色的基因） 一个特定的染色体（X染色体） 用实验证明了 基因在染色体上 第一种情况无法判断，这种是不可行的 为什么第二种情况就直接是XAYA 演绎推理： 设计测交（2次，互为正反交） 得出结论： 基因在染色体上 假设控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因 为什么白眼性状的表现总是与性别相关？ 提出问题： 作出假说： 假说 演 绎 法 回顾摩尔根的实验： 实验验证： 真实的进行测交 还不够严谨，只能说他们确实有紧密联系，还缺一些数量关系，染色体就是基因，染色体在基因上， $$