2.2基因在染色体上课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

第2章：基因和染色体的关系 第2节　基因在染色体上 孟德尔遗传规律：基因的传递规律+减数分裂：染色体的行为变化→接下来，将继续探讨基因和染色体的关系 2个故事、2个人物 1 01 萨顿的假说 第一个故事 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。他发现孟德尔假设的一对遗传因子的分离与减数分裂中同源染色体的 分离非常相似。 一、萨顿的假说 体细胞 24条 染色体 精子 12条 染色体 卵细胞 12条 染色体 受精 体细胞 24条染色体 按形态结构来分，两两成对，共12对，每对染色体中的一条来自父方，另一条来自母方。 也就是等位基因 根据发现，提出假说 1.内容： 2.依据： 3.方法： 分离定律—遗传因子 D d D d 减数分裂—染色体 基因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。 基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。 类比推理 一、萨顿的假说 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 推论 4 探究活动1：阅读课本29页，完成表格填写。 一、萨顿的假说 比较项目 基因的行为 染色体的行为 传递中的性质 存在形式 体细胞中 配子中 体细胞中的 来源 形成配子时的分配特点 在杂交过程中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 成对 成对 只有成对的基因中的一个 只有成对的染色体中的一条 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 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 具体来看，四个方面 形成配子时的行为变化/组合方式 成对 成单 5 一、萨顿的假说 基因成对 存在 只有成对的基因中的一个 成对的同源染色体一条来自父方，一条来自母方。 成对的基因一个来自父方，一个来自母方。 基因行为 染色体行为 体细胞 染色体成对 存在 只有成对染色体中的一条 配子 来源 P 配子 F1 P 配子 F1 ♂ ♀ D d Dd DD ♂ dd ♀ × × 配子形成和受精过程中染色体也有相对稳定的结构。 杂交过程中基因保持完整性和独立性。 传递性质 直观体会 6 一、萨顿的假说 R r 非等位基因在形成配子时自由组合 基因行为 染色体行为 行为 变化 非同源染色体在减数分裂Ⅰ后期自由组合 YyRr Y y YR Yr yR yr 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 看不见的 染色体 基因在染色体上 类比推理 基因 看得见的 平行关系 7 探究活动2：在图中的染色体上标注基因符号，解释孟德尔的杂交实验。 一、萨顿的假说 高 茎 高 茎 矮 茎 高 茎 D d D D d d D d d d × 减数 分裂 受 精 减数 分裂 高 茎 减数 分裂 P 配子 F1 F1配子 高茎 矮茎 F2 d D d D D D D D d d 体验假说 尝试完成 杂交实验图中的染色体上 8 02 基因位于染色体上的实验证据 很好地解释了→基因真的位于染色体上吗？理论推理，缺乏？实验证据 证明？ 一系列实验，其中最能说明问题的实验有3个，课本实验、F1红雌与白雄、白雌与纯红雄 二、基因在染色体上的实验证据 果蝇实验 摩尔根 Thomas Hunt Morgan (1866-1945) 孟德尔遗传理论 萨顿假说 大型真香现场 曾经→后来实验证明了，坚定支持者 二、基因在染色体上的实验证据 果蝇作为实验材料的优点（视频） 二、基因在染色体上的实验证据 优点 常见：果蝇是昆虫纲双翅目的一种小型蝇类，体长3~4 mm，在制醋和有水果的地方常常可以看到。 个体小，易饲养 繁殖快:在室温下10多天就繁殖一代 后代多：一只雌果蝇一生能产生几百个后代 具有易于区分的相对性状 染色体少，易观察（4对） 果蝇 X X X Y 雌雄果蝇体细胞染色体示意图 “材料选对了就等于实验成功了一半”果蝇作为遗传实验材料的优点4个 12 同型 雌性 雄性 性染色体 常染色体 3对常染色体+ 3对常染色体+ XX XY 异型 染色体 的类型 常染色体：雌雄个体细胞中相同，不决定性别的染色体(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ) 性染色体：雌雄个体细胞中不相同，决定性别的染色体，如X、Y 注意：雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分。 果蝇的染色体组成 X Y Ⅰ Ⅱ Ⅲ 非同源区段：Ⅰ、Ⅲ ①基因只存在于X染色体（Ⅰ区段）上 ②基因只存在于Y染色体（Ⅲ区段）上 ③基因存在于X、Y染色体同源区段（Ⅱ）上 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： - 同源区段和非同源区段 注意：基因型的书写方法，性染色体大写，基因右上角 如果常染色体和性染色体上都有基因： 研究过程 二、基因在染色体上的实验证据 一天，摩尔根偶然在一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇。 白眼性状是如何遗传的？ 红眼果蝇 白眼果蝇 这是一只变异个体 著名动物 大明星 15 研究过程 ① 观察现象，提出问题 A.红眼对白眼是显性。 B.F2中红眼和白眼的数量比是3:1，符合分离定律，表明果蝇的红眼和白眼受一对等位基因控制。 问题： 白眼性状的表现为何总是与性别相联系？ 二、基因在染色体上的实验证据 3/4 1/4 P × 白眼（雄） 红眼（雌） F1 红眼 F2 白眼（雄） 红眼（雌、雄） （雌雄交配） 摩尔根的果蝇杂交实验 相同之处 特殊之处 F2中白眼果蝇均为雄性。怎么解释？ 16 研究过程 ② 提出假说，解释问题 二、基因在染色体上的实验证据 摩尔根及其同事提出假说：控制白眼的基因（w）在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因 雌果蝇种类： 红眼（ＸＷＸw 、ＸＷＸＷ） 白眼（ＸWＸW） 雄果蝇种类： 红眼（ＸＷＹ） 白眼（ＸwＹ） 写出雌、雄性果蝇的基因型： P F1 F2 红眼（雌、雄） 白眼（雄） 3/4 1/4 红眼 × 红眼（雌） 白眼（雄） ＸwＹ ＸＷＸＷ ＸＷＸw 、ＸＷＹ ＸＷＸw、ＸＷＸＷ、ＸＷＹ ＸwＹ 雌配子 雄配子 XＷ Xw XＷ Y XＷXＷ XＷXw XＷY XwY （雌雄交配） 推测：白眼基因位于性染色体上。看摩尔根及其同事 你还能提出其他设想吗？试着用你的设想去解释实验现象，看看是否合理 17 研究过程 ② 提出假说，解释问题 二、基因在染色体上的实验证据 XWXW红眼（雌） × XwY白眼（雄） XW Y Xw XWY红眼（ 雄 ） XWXw红眼（ 雌 ） × P F2 F1 配子 配子 XW Xw XW Y XWXW红眼(雌) XWXw红眼(雌) XWY红眼(雄) XwY白眼(雄 ) 18 研究过程 ③ 演绎推理(纸上谈兵) 二、基因在染色体上的实验证据 1 1 1 1 1 1 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 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 XWY × XwXw 合理→正确 课本思考.讨论 设计测交实验，预测实验结果 用F1中红眼雌果蝇与白眼雄果蝇进行测交实验；再选用其中的白眼雌果蝇与红眼雄果蝇交配, 19 研究过程 二、基因在染色体上的实验证据 子代性状 红眼雌蝇 红眼雄蝇 白眼雌蝇 白眼雄蝇 数量 126 132 120 115 比例 1 1 1 1 测交实验的结果： 测交方案1 测交方案2 子代性状 红眼雌性 白眼雄性 数量 234 230 比例 1 1 ④ 实验验证 合理→正确 谁进行的？ 摩尔根等人 子代中雌蝇均为红眼，雄蝇均为白眼。 20 二、基因在染色体上的实验证据 ⑤ 得出结论 结论：控制果蝇眼色(红眼和白眼)的基因在X染色体上，而Y染色体上不含其等位基因，亦证明基因位于染色体上。 摩尔根通过实验观察，把一个特定的基因（控制白眼的基因w）和一条特定的染色体（X染色体）联系起来，最终确定了基因在染色体上的结论。摩尔根从孟德尔理论的怀疑者成为孟德尔理论坚定的支持者。 研究过程 21 托马斯·亨特·摩尔根 演绎推理： 实验验证： 设计测交实验，预测实验结果。 得出结论： 基因在染色体上。 控制白眼的基因（w）在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因。 白眼性状的表现为何总是与性别相关联？ 提出问题： 作出假说： 假说—演绎法 二、基因在染色体上的实验证据 进行测交实验。 回顾摩尔根的实验 所运用的研究方法 基因和染色体的关系 基因和染色体在数量上还存在什么关系？ 显然，一条染色体上应该有许多个基因。 X X 4对染色体，1.3万多个基因 23对染色体，基因大约有2.6万个 继续探究： 每种生物基因的数量，都要远远多于这种生物染色体的数目。例如 23 基因和染色体的关系 继续探究： 果蝇X染色体上的一些基因 ● 摩尔根和他的学生们经过十多年的努力 ● 发明了测定基因在染色体上相对位置的方法 ● 并绘出了第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置图 ● 同时也说明了基因在染色体上呈线性排列 思考：细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？ 不是。 依次排列 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。 24 细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？ 基因定位 不是 真核生物的基因 细胞核基因：位于染色体上 细胞质基因：位于叶绿体和线粒体中 原核生物的基因 拟核DNA 细胞质基因：位于质粒上 病毒：无细胞结构，无染色体，基因不位于染色体上 03 孟德尔遗传规律的现代解释 相关概念 三、孟德尔遗传规律的现代解释 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 孟德尔所说的一对遗传因子就是位于___对__________上的________，不同对的遗传因子就是位于____________上的___________； 一 同源染色体 等位基因 非同源染色体 非等位基因 等位基因： 同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因 同源染色体的相同位置上控制相同性状的基因 同源染色体上的不同位置的基因或位于非同源染色体上的基因 相同基因： 非等位基因： D d 1 2 D d 1 2 D d D 1 D d 2 d d D D d 在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定独立性；在减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子传给后代。 基因分离定律的实质 三、孟德尔遗传规律的现代解释 什么基因分离/自由组合，为什么？ 细胞学基础？ 发生的具体时期 ？减数第一次分裂后期 28 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。 基因自由组合定律的实质 三、孟德尔遗传规律的现代解释 三、孟德尔遗传规律的现代解释 基因自由组合定律的适用条件： ①只适用于有性生殖生物的性状遗传；（对无性生殖、克隆均不适用） ②只适用于真核生物的性状遗传； （不适用于原核生物） ③只适用于细胞核遗传； （不适用于细胞质遗传） ④只适用于非同源染色体上的非等位基因，而不是同源染色体上的非等位基因。 ⑤这是关于两对或两对以上相对性状的遗传定律。 即时训练 根据如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 END 32 $