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

第二章 第二节 基因在染色体上 1 1、控制生物遗传性状的是？ 2、发现并命名“遗传因子”的科学家？ 3、谁将“遗传因子”定义为“基因”？ 课前知识回顾： ——“遗传因子（基因）”知多少？ 新课探究 ——“遗传因子（基因）”在哪里？ 遗传因子 孟德尔 约翰逊 一 萨 顿 的 假 说 Part One 一、萨顿的假说 2n=24 受精作用 减数分裂 精子 12条染色体 卵细胞 12条染色体 体细胞 24条染色体 1. 假说内容：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因 在染色体上。 4 2. 假说依据：基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。 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 受精作用 受精卵 亲代 配子 子代 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 萨顿 遗传学 细胞学 这种方法称为： 类比推理 萨顿的假说 高茎 矮茎 × 减数 分裂 受精 减数 分裂 高茎 减数 分裂 P 配子 F1 F1配子 D D D d D d D d d d d D 高茎 高茎 矮茎 高茎 d d D d D D D d 请用萨顿的假说解释孟德尔的一对相对性状杂交实验 高茎用D表示，矮茎用d表示。 思考·讨论 萨顿经推理得出的结论--基因在染色体上究竟是否正确？ 注意: 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。 3. 类比推理法：根据两个或两类对象有部分属性相同，从而推出他们的其他属性也相同的科学研究方法。 萨顿 W.sutton (1877-1916) 正因为类比推理的非必然性，萨顿的假说遭到同时代的遗传学家摩尔根的强烈质疑。 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！ 摩尔根 他一直琢磨着设计一个实验，探究生物的遗传与染色体到底什么关系。 什么实验材料合适？ 考点一 S z L w h 二 基因在染色体上的实验证据 Part Two ①易饲养，繁殖快，后代数量多 ②相对性状多且易于区分 ③染色体数少（4对），易于观察 6+XY（雄） 6+XX（雌） 1 实验材料—果蝇 二、基因在染色体上的实验证据 常染色体：与性别决定无关的染色体。 性染色体：与性别决定有关的染色体。 如：雌雄同株的植物没有常染色体 和性染色体之分。 雄果蝇：XY 雌果蝇：XX 2、性染色体与常染色体： 果蝇有4对染色体，其中3对是 常染色体，1对是性染色体。 其中♀用XX表示，♂用XY表示。 二、基因在染色体上的实验证据 * 二、基因在染色体上的实验证据 1 根据哪一现象判断果蝇性状的显隐性？ 2 果蝇的眼色这对性状是否遵循分离定律？依据？ ①F1全为红眼⇒红眼为显性性状 ②F2中红眼∶白眼＝3∶1⇒符合分离定律 3 与孟德尔豌豆杂交实验结果相比，果蝇的眼色遗传有什么不同之处？ F2代中，白眼果蝇全部为雄性，雌性中无白眼 白眼性状的遗传为什么与性别相关联? 3、果蝇的杂交实验 观察现象 提出问题 假设一： 控制眼色的基因只在Y染色体上 假设二： 控制眼色的基因只在X染色体上 假设三： 控制眼色的基因在 X、Y染色体同源区上 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? 做出假设 02 摩尔根 Ⅰ Ⅱ Ⅲ X Y 3、果蝇的杂交实验 二、基因在染色体上的实验证据 雌果蝇基因型： (XAXA)或(XAXa) 雄果蝇基因型： (XaXa) (XAY) (XaY) 红眼 白眼 白眼 红眼 02 假设二：控制眼色的基因只在X染色体上 做出假设 二、基因位于染色体上的实验依据 3、果蝇的杂交实验 Ⅰ Ⅱ Ⅲ X Y × 红眼（♀） P F1 F2 F1自由交配 3 : 1 白眼（♂） 红眼（♀、 ♂ ） 红眼（♀、 ♂ ） 白眼（♂） 基因位于染色体上的实验证据 XAXA红眼（雌） × XaY白眼（雄） P XA Y Xa 配子 XAY红眼（雄） XAXa红眼（雌） F1 F2 配子 XA Y XA Xa XAXA红眼（雌） XAXa红眼（雌） XAY红眼（雄） XaY白眼（雄） 红（雌、雄）：白 (雄)=3:1 红雌：红雄：白 雄=2:1:1 演绎推理 ，实验验证 03 测交亲本 XaY 白眼雄果蝇 XAXa 红眼雌果蝇 × 测交子代 XAXa 红眼雌 XaXa 白眼雌 XAY 红眼雄 XaY 白眼雄 红：白 = 1:1 雌：雄 = 1:1 实验一 XAY 红眼雄果蝇 XaXa 白眼雌果蝇 × XAXa 红眼雌 XaY 白眼雄 测交亲本 测交子代 实验二 二、基因位于染色体上的实验依据 3、果蝇的杂交实验 演绎推理 ，实验验证 03 分析结果，得出结论 04 控制果蝇白眼的基因只位于X染色体上， 而Y染色体上不含有它的等位基因 二、基因位于染色体上的实验依据 3、果蝇的杂交实验 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 实验二：红眼雄与白眼雌 红雌：白雄=1：1 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 回顾摩尔根的实验： 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 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。 XAXA红眼（雌） × XaYa白眼（雄） P XA Ya Xa 配子 XAYa红眼（雄） XAXa红眼（雌） F1 F2 配子 XA Ya XA Xa XAXA红眼（雌） XAXa红眼（雌） XAY红眼（雄） XaY白眼（雄） 思考： 控制果蝇眼色的基因位于的X-Y同源区段(Ⅰ)是否可以解释摩尔根的杂交实验现象？ 【知识拓展】 实 验 该 如 何 进 行 ？ 【知识拓展】 排除果蝇眼色的基因位于X-Y同源区段的遗传图解 红眼雄果蝇和白眼雌果蝇进行实验 ①若仅位于X染色体上遗传图解如下： ②若基因位于X-Y同源区段遗传图解如下： XaXa × XAY ↓ XAXa XaY 白眼(雌) 红眼(雄) 红眼(雌) 白眼(雄) XaXa × XAYA ↓ 白眼(雌) 红眼(雄) XAXa XaYA 红眼(雌) 红眼(雄) 杂交实验结果为：红眼雌果蝇和白眼雄果蝇。 支持“基因位于X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因”的假说。 [思考1]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。以上现象说明什么结论？ 一条染色体上应该有许多个基因 [思考3]一条染色体上应该有许多个基因，那基因在染色体上是如何排列的呢？ 三、基因在染色体上 每种生物的基因数量，都要远远多于其染色体的数目。 基因在染色体上呈线性排列 人有46条染色体，但是旨在揭示人类基因组遗传信息的人类基因组计划却只测定人的24条染色体的DNA序列。 讨论：对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测哪些染色体？ 因为基因在染色体上。要测定某个基因序列，首先要确定该基因在哪条染色体上，如果要测定人类基因组的基因序列，就要知道包含人类基因组的全部染色体组由哪些染色体组成。 人染色体扫描电镜图片 问题探讨 23 人有46条染色体，但是旨在揭示人类基因组遗传信息的人类基因组计划却只测定人的24条染色体的DNA序列。 讨论：人类基因组进行测序时只测定了人的24条染色体的DNA序列，为什么不测定全部46条染色体？ 人体有22对常染色体和1对性染色体。在常染色体中每一对通源染色体形态、大小相同结构相似，DNA碱基序列也基本相同，因此测其中的一条就可以。性染色体大小不同，基因差别很大，都要测序。 人染色体扫描电镜图片 问题探讨 24 早期基因研究历程 孟德尔（1845） 性状由遗传因子决定。 约翰逊（1909） 萨顿（1913） 将遗传因子改为基因，提出等位基因概念。 基因在染色体上（假说）。 摩尔根（1914） 基因在染色体上（实验证实）。 摩尔根及其他科学家 一条染色体上有许多个基因。 基因在染色体上呈线性排列。 从数量上 从位置上 三 孟德尔遗传规律的现代解释 Part Three 等位基因：位于同源染色体的同一位置上，控制 着一对相对性状的两个基因，如图中的B与b，F与f。 相同基因：虽位于同源染色体的同一位置上， 如A与A、D与D等。 非等位基因： 一是非同源染色体上的非等位基因，遵循孟德尔自由组合定律； 二是同源染色体上的非等位基因，不遵循孟德尔自由组合定律。 ③ ④ ① ② A B c D E A b c D e F g f g 孟德尔所说的一对遗传因子就是位于一对同源染色体上的一对等位基因， 不同对遗传因子就是位于非同源染色体上的非等位基因。 四、孟德尔遗传规律的现代解释 2、基因分离定律的实质 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，独立的随配子遗传给后代。 分离的时间： 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分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 3、基因自由组合定律的实质 A a B b A B A B A B a b a b a b A B A B a b a b a A B b A B A B a b a b A A b b a a B B 或 自由组合的时间： 减数第一次分裂后期 2对等位基因位于1对同源染色体上时，还能自由组合吗？ A a B b 思考 注意： （1）只有非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律。 （2）真核生物细胞核基因遵循孟德尔的遗传规律，叶绿体、线粒体中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。 （3）原核生物中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。 摩尔根发现了基因的连锁和互换定律——遗传学第三大定律 A A a a B B b b A A a a B B b b A、B基因连锁 B、b基因互换 4. 基因连锁互换 4. 基因连锁互换 A a B b A A B B a a b b 分裂 间期 减数 分裂Ⅰ A B B A a a b b 减数 分裂Ⅱ 减数 分裂Ⅱ A B a b A B a b （1）连锁 2对等位基因位于1对同源染色体上 A和B、a和b连锁，可以产生AB、ab两种配子 4. 基因连锁互换 A a B b 分裂 间期 减数 分裂Ⅰ 减数 分裂Ⅱ 减数 分裂Ⅱ A B A b a a b B A B a A a b b B （2）互换 2对等位基因位于1对同源染色体上 B和b发生互换，可以产生AB、Ab、aB、ab四种配子 A A B a b b B a 基因在染色体上的位置 产生配子 自交后代基因型 连锁 互换 4种： AB、Ab、aB、ab 2种： AB、ab 9种： AaBb、AaBB、AABb、AABB、Aabb、AAbb、aaBb、aaBB、aabb 3种： AaBb、AABB、aabb 4. 基因连锁互换 4种： AB、Ab、aB、ab 9种： AaBb、AaBB、AABb、AABB、Aabb、AAbb、aaBb、aaBB、aabb 课堂小结 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 35 四 基因位于常染色体orX染色体的判断 Part Four 1. 已知显隐性— XaXa × XAY XAX a 显性 XaY 隐性 F1： P： 配子： Xa XA Y （1）若子代性状表现与性别无关，则基因位于常染色体上。 （2）若子代雌性个体全为显，雄性个体全为隐，则基因位于X染色体上。 雌隐雄显 37 （1）若正反交结果相同，则基因位于常染色体上。 （2）若正反交结果不同，则基因位于X染色体上。 2. 未知显隐性—正反交 XaXa × XAY XAX a 显性 XaY 隐性 F1： P： 配子： Xa XA Y XAXA × XaY XAX a 显性 XAY 显性 F1： P： 配子： XA Xa Y 38 2.生物如果丢失或增加一条或几条染色体，就会出现严重疾病甚至死亡。但是在自然界，有些动植物的某些个体是由未受精的生殖细胞（如卵细胞）单独发育来的，如蜜蜂中的雄峰等。这些生物虽然体细胞中的染色体数目减少了一半，但它们仍能正常生活。你如何解释这一现象？ 3.人的体细胞中有23对染色体，其中1-22号是常染色体，23号是性染色体。体现已经发现多一条13号、18号或21号染色体的婴儿，都表现出严重的病症。据不完全调查，现在还未发现多一条（或几条）其他常染色体的婴儿。请你试着作出一些可能的解释。 这些生物虽然体细胞中的染色体数目减少了一半，但它们仍具有一整套非同源染色体，这一套染色体携带着控制该种生物所有性状的一整套基因。 可能是发生这类变异后的受精卵不能发育，或胚胎早期就死亡了。 【课堂练习】 本节结束！ $