1.4.1基因位于染色体上的实验证据 课件 2025—2026学年高一下学期生物苏教版必修2

1.4.1 遗传的细胞基础 ——基因位于染色体上的实验证据 高中生物学 必修二《遗传和进化》 苏教版2019必修1 1866年孟德尔发现了遗传两大定律 1909年，约翰逊把孟德尔的遗传因子称为“基因” 【历史回顾】 萨顿的假说 　　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。 　　 发现孟德尔假设的一对遗传因子（即等位基因），其分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。 体细胞 24条 染色体 精子 12条 染色体 卵细胞 12条 染色体 按形态结构来分，两两成对，共12对， 每对染色体中一条来自父方，一条来自母方。 萨顿的假说 受精作用 受精卵 亲代 配子 子代 染色体行为 基因行为 DD dd D d Dd Dd 受精作用 看不见的 染色体 基因在染色体上 推理 基因 看得见的 平行关系 高茎 矮茎 高茎 矮茎 这种方法称为： 类比推理 类比推理是一种通过比较两个对象或事物之间的相似性，从而推断它们在其他方面也可能相似的思维方式。它基于“已知的相似性”来推测“未知的相似性”，是逻辑推理和认知过程中非常重要的一种方法。 萨顿的假说 比较项目 遗传因子（基因）的行为 染色体的行为 传递中 的性质 杂交过程中保持： ____________________________ 配子形成和受精作用： _____________________________ 体细胞中 存在形式 _________存在 _________存在 在配子中 存在形式 只有成对遗传因子中的________ 只有成对染色体中的________ 体细胞 中的来源 成对的遗传因子 一个来自______一个来自______　 同源染色体 一条来自______一条来自______ 形成配子 组合方式 控制不同性状的遗传因子：______________ 非同源染色体： ______________ 自由组合 完整性和独立性 也具有相对稳定的形态结构 成对 成对 一个 一条 父方 母方 父方 母方 自由组合 萨顿的假说 1.萨顿假说内容 基因（遗传因子）是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，也就是说基因就在染色体上。 2.萨顿假说的依据 基因和染色体的行为存在明显的平行关系。 3.研究方法 看不见的基因和看得见的染色体类比 类比推理 基因位于染色体的实验证据 我不相信孟德尔，更 难以相信萨顿毫无 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！ 基因真的位于染色体上吗？ 萨顿的假说遭到同时代的遗传学家摩尔根的强烈质疑。 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检验。 7 “材料选对了就等于实验成功了一半” 果蝇 昆虫纲双翅目，体长3~4mm。在制醋和腐烂水果的地方常常可以看到。 常用作遗传学研究的实验材料。 寻找证据之路 …… 实验材料 果蝇的优点 果蝇作为实验材料的优点 ①易培养，繁殖快，后代数量多 ④相对性状多且易于区分 ③染色体数少（4对），易于观察 白眼和红眼果蝇 雌性：XX 雄性：XY ②易于遗传操作 长翅 残翅 果蝇的优点 红眼 野生型果蝇（纯合子） 白眼雄果蝇 果蝇的优点 摩尔根的果蝇杂交实验 观察实验，提出问题 × ♀ P ♂ F1 F2 雌雄自由交配 ♀♂ ♀ 2459 ♂ 986 ♂ 982 红眼 白眼 红眼 红眼 白眼 1、如何判断果蝇的显隐性性状? 眼色性状的表现总是与性别相关联 F2中红眼∶白眼＝3∶1⇒符合分离定律 2、此实验现象是否符合分离定律? 3、摩尔根果蝇杂交实验的结果与孟德尔豌豆杂交实验的结果相比，有什么不同点? F1全为红眼⇒红眼为显性性状 白眼只在雄性中出现 11 性染色体 X Y Ⅰ Ⅱ Ⅲ (1)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 ——伴Y遗传（限雄遗传） ——伴X遗传（伴X显、伴X隐 ） Ｘ、Ｙ同源区段的基因是成对存在的。 (2)在同源区段Ⅱ 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： - 做出假设： 基因位于性染色体上 12 摩尔根的果蝇杂交实验 分析问题，提出假说 X Y Ⅰ Ⅱ Ⅲ 假说①：控制白眼的基因是在Y染色体上， X染色体上没有它的等位基因。 假说②：控制白眼的基因是在X染色体上， Y染色体上没有它的等位基因。 假说③：控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上。 13 果蝇的性别与Y染色体无关，与X染色体的条数有关，X染色体1条是雄性，2条是雌性。 XY 雄性 X0 雄性 XX 雌性 XXY 雌性 Y染色体上没有眼睛颜色的基因 假说①：控制白眼的基因是在Y染色体上， X染色体上没有它的等位基因。 假说②：控制白眼的基因是在X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因。 假说③：控制白眼的基因在 X、Y染色体的同源区段上。 √ 摩尔根的果蝇杂交实验 分析问题，提出假说 控制白眼的基因（用w表示） 控制白眼的基因是在X染色体上,Y染色体上没有它的等位基因。 × ♀ P ♂ F1 F2 自由交配 ♀♂ ♀ ♂ 红 ：白 = 3 : 1 ♂ 红眼 白眼 红眼 15 F1 XWXW 红眼♀ Xw Y 白眼♂ × Y XW 配子 Xw XWXw 红眼♀ XWY 红眼♂ 1 : 1 亲本 红眼雌XWXw与 白眼雄XwY 红眼雄XWY与 白眼雌XwXw杂交 符合 如何验证假说？ 设计测交实验，F1与隐性纯合子杂交。 F1 F1 XWXw 红眼♀ Xw Y 白眼♂ × Y XW 配子 Xw XWXw 红眼♀ XWY 红眼♂ 1 : 1 : 1 : 1 亲本 Xw XwXw白眼♀ Xw Y 白眼♂ 演绎推理 红眼雌XWXw与白眼雄XwY F1 F1 XWY 红眼♂ XwXw 白眼♀ × Y XW 配子 Xw XWXw 红眼♀ XwY 白眼♂ 1 : 1 亲本 演绎推理 红眼雄XWY与白眼雌XwXw杂交 摩尔根的果蝇杂交实验 实验验证 红眼雌性 红眼雄性 白眼雌性 白眼雄性 126 132 120 115 实验一：红眼雌与白眼雄 假说F1: 红眼雌 白眼雄 P F1 XWXw XwY × XWXw 红眼雌 XwXw 白眼雌 XWY 红眼雄 XwY 白眼雄 符合 摩尔根的果蝇杂交实验 实验验证 实验二：红眼雄与白眼雌 假说符合 假说 F1: 红眼雄 白眼雌 P F1 XWY XwXw × XWXw 红眼雌 XWXw 红眼雌 XwY 白眼雄 XwY 白眼雄 红雌：白雄=1：1 基因位于染色体的实验证据 得出结论 控制白眼的基因是在X染色体上,Y染色体上没有它的等位基因。 摩尔根通过实验观察，把一个特定的基因和一条特定的染色体联系起来，最终确定了基因在染色体上的结论。从孟德尔理论的怀疑者成为孟德尔理论坚定的支持者。 假说——演绎法 果蝇杂交实验遗传图解 XWXW红眼（雌） × XwY白眼（雄） XW Y Xw XWY红眼（雄） XWXw红眼（雌） × P F2 F1 配子 Xw XW Y XW XWXW红眼（雌） XWXw红眼（雌） XWY红眼（雄） XwY白眼（雄） 回顾摩尔根的果蝇实验 把一个特定的基因和一条特定的染色体——X染色体联系起来，证明了基因在染色体上。摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者。 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 得出结论 基因在染色体上 提出问题 白眼性状的表现总是与性别相联系 演绎推理 测交 基因与染色体的关系 果蝇有4对染色体，携带的基因大约有1.3万个；人有23对染色体，携带的基因大约有2.6万。基因与染色体可能有怎样的对应关系呢？ 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。一条染色体上应该有许多个基因；同时说明基因在染色体上呈线性排列。 荧光标记将基因定位在染色体上 短硬毛 棒状眼 深红眼 朱红眼 截翅 红宝石眼 白眼 黄身 每种生物的基因数量，都要远远多于其染色体的数目。 24 1.并非所有的基因都位于染色体上，染色体是基因的主要载体。 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原核生物的基因有的位于拟核区DNA分子上，有的位于细胞质的质粒上。 2.在基因与染色体的关系研究中，科学家们的贡献。 孟德尔 摩尔根 萨顿 假说—演绎法 假说—演绎法 类比推理法 用实验证明了“基因在染色体上”。 提出“性状是由遗传因子决定的”观点。 提出“基因在染色体上”的假说。 基因与染色体的关系 约翰逊 把“遗传因子”改为“基因”，并提出“等位基因”概念。 基因分离定律的实质 a A a 杂合子体细胞 A 等位基因随同源染色体 的分开而分离 配子 配子 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。 26 基因自由组合定律的实质 A b a B B A a b 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 配子 配子 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。 27 小结 基因在染色体上 萨顿的假说 基因和染色体存在着明显的平行关系 内容：基因在染色体上 依据： 摩尔根的实验 果蝇的杂交实验 结论：基因在染色体上 孟德尔遗传规律的现代解释 基因的分离定律的实质 基因的自由组合定律的实质 28 $