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（2019）必修2

必修2:遗传与进化 第2章 基因和染色体的关系 第2节 基因在染色体上 认同摩尔根等科学家尊重事实、敢 于质疑他人又否定自我的科学精神 运用假说—演绎法，分析萨顿 假说和摩尔根的果蝇杂交实验 运用结构与功能观，理解 自由组合定律的实质 1 h (3) 目标一 萨顿的假说 目录 CONTENTS 目标二 基因位于染色体上的实验证据 目标三 孟德尔遗传规律的现代解释 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 …… 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： 》》一、萨顿的假说 12条 受精 12条 配子 24条 染色体 24条 染色体 体细胞 24条 染色体 受精卵 两两配对，共12 对，每对都是一 条来自父方， 一 条来自母方 沃尔特 · 萨顿 蝗虫 》一、萨顿的假说 1 | 假说依据：基因和 染色体的行为 存在着明显的平 行 关系。 同源染色 体分离 非同源染色 体自由组合 ii |: ii li YyRr y R r yr Yr yR 非同源染色体在减数 分裂 I 后期自由组合 非等位基因在形成 配子时自由组合 非等位基因 自由组合 等位基 因分离 染色体行为 基因行为 行 为 变化 YR Y 项目 基因 染色体 独立性 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，具有 相对稳定的形态结构 存在 方式 在体细胞中基因成对存在，在 配子中只有成对的基因中 的一个 在体细胞中染色体成对存在，在配子中 只有成对的染色体中的一条 来源 体细胞中成对的基因一个来自 父方，一个来自母方 体细胞中成对的染色体(即_同源染色体 )一条来自方，一条来自母方 分配 非等位基因在形成配子时自由 组合 非同源染色体在减数分裂I的后期自由 组合 》》一、萨顿的假说 2|假说内容： 》》一、萨顿的假说 任务一 分析减数分裂中基因和染色体的关系 1.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)。 配子 减数 DO 分裂 减数d 分裂 F₁ 配 子 D 减数 分裂 a F₁ DO'd 高茎 DD O O Dd O D a) D d O d d 高 茎 高 茎 P D=D O O 高 茎 矮 茎 矮茎 高 茎 d- d 2.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? 不一定 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。 我不相信孟 更难川相信 家伙毛无事 的臆测! 》一、萨顿的假说 摩尔根 正 误 判 断 (1)体细胞中基因成对存在，配子中只含一个基因。( ×) (2性染色体上的基因都与性别决定有关。( ×) (3白眼残翅雌果蝇(bbXrXr)能形成bbXrX 类型的次级卵母细胞。( √) (4)果蝇细胞内的基因都位于染色体上。( ×) (5)在减数分裂过程中，等位基因彼此分离的同时，非等位基因自由组合。 ( × ) 》一、萨顿的假说 1. (2023 ·泉州高一联考)萨顿依据“基因和染色体的行为存在明显的平行关系”,提出“基 因是由染色体携带着从亲代传递给下一代”的假说，下列不属于他所依据的“平行”关 系的是 A.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，也有相对稳定的形态结构 B.基因和染色体在体细胞中都是成对存在的，在配子中都只含有成对中的一个(条) C 受精卵中基因同染色体一样一半来自父方， 一半来自母方 D.非等位基因在形成配子时自由组合；非同源染色体在减数分裂 I 后期也自由组合 解析 受精卵中的核基因同染色体一样一半来自父方， 一半来自母方，质基因几乎全 来自母方，不属于萨顿所依据的“平行”关系， C符合题意。 精练 ·提能力 2. (2022 ·吉林长春高一期末)下列属于基因和染色体行为存在平行关系证 据的是 A. 基因有完整性和独立性，但染色体结构会发生变化，从染色体转变成 染色质 B.原核生物细胞中没有染色体，但有基因的存在 C.成对的基因和同源染色体都是一个来自父方， 一个来自母方 D.基因和染色体都分布在细胞核中 精练 ·提能力 目标一 萨顿的假说 目录 CONTENTS 目标二 基因位于染色体上的实验证据 目标三 孟德尔遗传规律的现代解释 1 | 实验者：摩尔根 2 |实验材料： 果 蝇 请结合教材P30 果蝇的相关信息， 总结果蝇作为遗传学的优点。 果蝇作为材料的优点 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。 》》二、基因位于染色体上的实验证据 触角足 卷翅 黑体 无翅 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 ①突然出现的白眼性状是显性还是隐性? ②对于红眼和白眼这一对相对性状的遗传 遵不遵循孟德尔的分离定律呢? 》二、基因位于染色体上的实验证据 生了一只白眼雄果蝇。 科学事实 思考 基因的表示方法： 如果基因在常染色体上： DD、Dd、dd 如果基因在性染色体上：先写性染色体后写基因。 非同源区段：1 、Ⅲ 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 —→ 同源区段：Ⅱ X、Y 同源区段的基因是成对存在的。 雌性：X⁻X 雄性： XY 雄性：XY 》》二、基因位于染色体上的实验证据 IⅡ Y 雌性： XX 雄 性 ： XY Ⅲ I- X 1.眼色的显性性状是? 红眼 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 F₂ 红眼早 红眼早红眼 白 眼 1 : 1 : 1 : 1 白眼性状为什么与性别相关联? (1)观察现象、提出问题 分析实验现象： 》》二、基因位于染色体上的实验证据 3 | 探究过程 方法：假说—演绎法 提出问题： 红眼(早) 红眼( ) 红眼(早) 白眼(否) F₁ P (1)观察现象、提出问题 分析实验现象： ①果蝇的红眼、白眼是一对相对性状。 F₁ 全为红眼，说明红眼是显 性性状。 ②F₂ 中红眼：白眼=3:1,符合分离定 律，红眼和白眼受一 对等位基因控制。 ③白眼性状只出现在雄性中，与性 别相 联 系 。 F₂ 红眼早 红眼早 红眼 白 眼 1 : 1 : 1 : 1 》》二、基因位于染色体上的实验证据 3 | 探究过程 方法：假说—演绎法 白眼性状为什么与性别相关联? 提出问题： 红眼(早) 红眼( ) 红眼(早) 白眼(否) F₁ P (2)提出假说，解释问题 如果按照萨顿的假说：基因在染色体上，那么,控制 白眼的基因是在常染色体上还是在性染色体上呢? 如果在性染色体体上存在哪些可能?如何验证? 假说 一：控制眼色的基因只 在Y 染色体上。× 假说二：控制眼色的基因只在X 染色体上。摩尔根 假说三：控制眼色的基因在X、Y 染色体同源区上。 P: 早 × F₁: 红眼 (雌、雄) F₁ 雌雄交配 F₂: 如果只位于Y 染色体上，则F₁ 中应有白眼雄果蝇出现。 》》二、基因位于染色体上的实验证据 红(雌、雄) 3/4 白(雄) 1/4 项目 雌果蝇 雄果蝇 基 因 型 XWXW XWXw XWXw XWY XWY 表 型 红眼 红眼 白眼 红眼 白眼 P: 早 × F₁: 红眼 (雌、雄) F₁ 雌雄交配 F₂: 红(雌、雄) 3/4 假说二：控制眼色的基因只在X 染色体上 填写表中各种果蝇的基因型及表型： 》》二、基因位于染色体上的实验证据 白(雄) 1/4 (2)提出假说，解释问题— —遗传图解 假说二：控制眼色的基因只在X 染色体上 XWX w × XWY- XW Y XWXW ( 雌 ) XWY (雄) 3/4红眼(雌、雄) 1/4白眼(雄) XWX W ↓ XW 早 配子 X W 》》二、基因位于染色体上的实验证据 P 配子 F₁ F₂ Xw XWXw ( 雌 ) X W Y ( 雄 ) 对 杂 交 现 象 的 解 释 X WY ↓ X w Y O 十 蕾 假说二：控制眼色的基因只在X染色体上 (3)演绎推理 测交方案1 红 眼 ( 雌 ) 白 眼 ( 雄 ) P: XWXw X XwY XW Xw 白 眼 ( 雌 ) X XwXw Xw XWY 红 眼 ( 雄 ) XWY X W Y XWXw 红雌 白雄 雌果蝇均为红眼，雄果蝇均为白眼。 P: 配 子 ： F₁: 》》二、基因位于染色体上的实验证据 测交方案2 F₁: X WXw 红雌 还有其他测交方案吗? XwXw 白雌 X WY 红雄 XWY 白雄 配子： 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。 红眼雌蝇 红眼雄蝇 白眼雌蝇 白眼雄蝇 126 132 120 115 》》二、基因位于染色体上的实验证据 (4)实验验证，得出结论 实验结果： 子代中雌蝇均为红眼，雄蝇均为白眼。 测交方案1 测交方案2 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。 转换成直 突变型 短芒 短翅 黑身 紫眼 卷翅 野生型 长芒 长翅 灰身 红眼 直翅 基因在染色体上呈线性排列。 黄 身 白 眼 红宝石眼 截 翅 朱红眼 深红眼 棒状眼 短 硬 毛 一条染色体上有许多个基因； 》》二、基因位于染色体上的实验证据 果蝇X染色体上 一些基因示意图 结论2: 结论1: 3.(2023 · 福建泉州高一期中)摩尔根研究控制果蝇白眼的基因在染色体上的 位置时经历了若干过程，下列叙述依次为( ) ①白眼性状是如何遗传的，为何与性别有关 ②控制白眼的基因仅位于X 染色体上，Y 染色体上不含有它的等位基因 ③对F₁ 红眼雌果蝇进行测交 A.① 为假说，②为推论，③为实验验证 B.① 为观察，②为假说，③为推论 ①为问题，②为假说，③为实验验证 D.① 为推论，②为假说，③为实验验证 精练 ·提能力 》》三、孟德尔遗传规律的现代解释 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。 D D D d D D d d D d d 1 2. D d 1 2 1 2 精原细胞 初级精母细胞 次级精母细胞 (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 三、孟德尔遗传规律的现代解释 a a a a 精细胞 ta A 下 LA A A a A a 》》三、孟德尔遗传规律的现代解释 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。 Aa a 八 B Bbb a\ a byb b b B B A b b O a y a BB A B A9 B a a A A a a Aa a B B ₆ a B b 或 ①自由组合的原因：随非同源染色体的自 由组合而自由组合 ②自由组合的时间：减数分裂I 后期 A BXB a Va 入 bYb AVA bX a Va BXB A A a a A A a a B B b b b b B B 三、孟德尔遗传规律的现代解释 AVAaVa BYBbVb A a B b (3)上述非等位基因中，能自由组合的是A(或a)和C(或c)、B(或b和C(或c)。 (4)不考虑同源染色体非姐妹染色单体间的互换，该生物能产生 4 种配子，分别 是ABC 、ABc 、abC 、abc 请回答下列问题： (1)图中属于等位基因的有A与a、B与b、C与c (2)图中非等位基因有A (或a )和C (或c )、 如图是某生物细胞内染色体和基因的分布图，①和②、③和④是两对同源染色体， B(或b)和C(或c) 、A(或a)和B(或b) 》》三、孟德尔遗传规律的现代解释 任务二 基因自由组合定律的实质 o ◎ 精练 ·提能力 5.下列关于孟德尔遗传规律的叙述，错误的是( ) A. 同源染色体分离导致等位基因分离 B. 一对遗传因子就是位于一对同源染色体上的等位基因 C. 同源染色体上的非等位基因自由组合 D. 非同源染色体上的非等位基因自由组合 解 析 ：在减数分裂过程中，同源染色体分离导致其上的等位基因分离，非 同源染色体自由组合，位于非同源染色体上的非等位基因也进行自由组合。 解析：A、a 与D、d 位于一对同源染色体上，不遵循基因的自由组合定律， A符合题意； A、a与B、B,A、a 与C、c,C、c 与D、d 均位于两对同源染色体上，在遗 传过程中均遵循基因的自由组合定律，B、C、D 不符合题意。 ) 与 与 D A C C 6. (2023.广东广州高一期末)根据右图所示基因在染色体上的分布情况判断， 下列选项不遵循基因的自由组合定律的是( a d B a A B a C C d C D 精练 ·提能力 与 A D 与 A B (1)一个基因型为AaDd 的个体，基因的分布如上题图所示，则该个体自交， 后代的基因型及比例是 A ADD: A aDd: a add=1:2:1。 (2位于性染色体上的等位基因在遗传时是否遵循分离定律?控制两对相对 性状的两对等位基因一定遵循自由组合定律吗? 位于性染色体上的等位 基因在遗传时遵循分离定律。不一定；控制两对相对性状的两对等位基 因若位于同一对同源染色体上，则不遵循基因的自由组合定律 拓展延伸 长句特训 与 高 考 接 轨 精练 ·提能力 课堂小结 内容：基因在染色体上 萨顿的假说 依据：基因和染色体存在着明显的平行关系 果蝇的杂交实验 结论：基因在染色体上呈线性排列 基因的分离定律的实质 基因的自由组合定律的实质 基因位于染色 体上的证据 孟德尔遗传规 律的现代解释 基因在染色体上 $$