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 第2节 基因在染色体上 萨顿的假说 基因位于染色体的实验证据 孟德尔遗传规律的现代解释 本节聚焦: 遗传学家 摩尔根 Morgan 回顾旧知 19世纪，孟德尔运用假说-演绎法发现了遗传学的两大定律 孟德尔所假设的一对遗传因子在哪里呢？ 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，发现孟德尔假设的这一对遗传因子，它们的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似…… 分离定律—遗传因子 D d Dd 减数分裂—染色体 SZ-LWH 一、萨顿的假说 萨顿的假说 内容 原因 基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的 基因和染色体的行为存在着明显的平行关系 表现 基因的行为 染色体的行为 传递过程 存在 体细胞 配子 体细胞中 来源 形成配 子时 保持完整性和独立性 有相对稳定的形态结构 成对 成对 成对基因中的一个 成对染色体中的一条 成对的基因分别来自父方和母方 同源染色体也是如此 等位基因分离 非等位基因自由组合 同源染色体分开 非同源染色体自由组合 SZ-LWH 一、萨顿的假说 请依据萨顿的理论，在课本30页“思考讨论”的图中标注基因符号 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 SZ-LWH 基因(看不见) D d Dd 染色体(看得见) 基因在染色体上 推理 平行关系 萨顿经类比推理得出的结论：“基因在染色体上”只是推测，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 正因为类比推理的非必然性，萨顿的假说遭到了同时代的遗传学家摩尔根(T.H.Morgan)的强烈质疑，他立志通过确凿的实验找到遗传和染色体的关系 SZ-LWH 二、基因位于染色体上的实验证据 1.实验材料： 果蝇 它作为遗传学实验材料的优点 ①易饲养，成本低 ②繁殖快，后代多 ③有许多易于区分的相对性状 ④染色体数目少，便于观察 SZ-LWH 二、基因位于染色体上的实验证据 1909年起，摩尔根便开始潜心研究果蝇的遗传行为。他在实验室里养了许多野生型果蝇，都是红眼的，并没有其它眼色的，直到1910年5月的一天，他在实验室却偶然发现一只白眼雄果蝇 ①突然出现的白眼性状是显性还是隐性？ ②这一对相对性状的遗传是否遵循孟德尔的分离定律呢？ 思考： 果蝇的红眼和白眼是一对相对性状 2.摩尔根的果蝇杂交实验 SZ-LWH 二、基因位于染色体上的实验证据 3 1 P × 白眼(雄) 红眼(雌) F1 红眼 F2 白眼(雄) 红眼(雌、雄) （雌、雄交配） ①F1的结果说明红眼是显性性状 ②F2的比例关系说明果蝇眼色的遗传符合分离定律，红眼和白眼受一对等位基因控制 ③F2中的白眼果蝇只有雄性，说明白眼性状的表现与性别相关联，这是为什么呢？ SZ-LWH 二、基因位于染色体上的实验证据 果蝇的染色体组成 ♀ Ⅱ Ⅲ Ⅳ X X ♂ Ⅱ Ⅲ Ⅳ X Y 果蝇的体细胞中有4对染色体，3对是常染色体(与性别决定无关)，1对是性染色体(与性别决定有关)，雌性用XX表示，雄性用XY表示 基因的表示方法 在常染色体上: 在性染色体上: DD、Dd、dd 性染色体加基因 Y染色体特有: X和Y染色体共有： X染色体特有: X X - - X Y - - XY X X - - X Y - - 所有的生物都有性染色体吗？ SZ-LWH 二、基因位于染色体上的实验证据 按照萨顿的假说: 基因在染色体上，而且白眼的遗传总是和性别相关联。摩尔根及同事便设想控制眼色的基因(用W和w表示)在性染色体上，据此提出了以下假说： ①控制白眼的基因在Y染色体特有区段上 ②控制白眼的基因在X染色体特有区段上 ③控制白眼的基因在X、Y染色体共有区段上 SZ-LWH 二、基因位于染色体上的实验证据 假说①控制白眼的基因在Y染色体特有区段上 红眼雌果蝇 X X P F1 × 白眼雄果蝇 X Yw 比例 X X 红眼雌 X Yw 白眼雄 1 : 1 实际上F1全部是红眼，解释不通 SZ-LWH P F1 F2 × XWXW XwY XW Y Xw 配子 XWY XWXw × Xw XW Y XW XWXW(雌) XWXw(雌) XWY(雄) XwY(雄) 3/4红眼(雌、雄) 1/4白眼(雄） 配子 × XWXW XwYw XW Yw Xw XWYw XWXw × Xw XW Yw XW XWXW(雌) XWXw(雌) XWYw(雄) XwYw(雄) 3/4红眼(雌、雄) 1/4白眼(雄） 配子 假说②控制白眼的基因在X染色体特有区段上 假说③控制白眼的基因在X、Y染色体共有区段上 上述假说②和③均能解释实验现象，需要进一步验证。后来摩尔根设计让F2中的白眼雄果蝇与F1中红眼雌果蝇交配，但不管是根据假说②还是假说③，推理出来的结果均是一样的，所以通过这样的实验无法验证假说。于是他又利用上述实验中所得的白眼雌果蝇与纯合红眼雄果蝇测交，根据两假说推理出的结果如图所示： 红眼雄 白眼雌 P F1 XWY XwXw × XWXw 红眼雌 XwY 白眼雄 1 ： 1 比例 红眼雄 白眼雌 P F1 XWYW XwXw × XWXw 红眼雌 XwYW红眼雄 后代全部为红眼 最终实验结果显示纯合红眼雄与白眼雌交配得到了红雌 ：白雄 = 124：120，证实了假说2是正确的 SZ-LWH 二、基因位于染色体上的实验证据 【得出结论】控制果蝇白眼性状的基因位于X染色体特有区段上，即基因在染色体上 摩尔根通过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，从而用实验证明了基因在染色体上。从此，摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者 基因与染色体的关系 摩尔根等人发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法 果蝇X染色体上一些基因的示意图 黄 身 白眼 红宝石眼 截翅 朱红眼 深红眼 棒状眼 短鞭毛 结论: 一条染色体上有许多个基因，基因在染色体上呈线性排列 SZ-LWH 二、基因位于染色体上的实验证据 演绎推理： 预测测交实验的结果 得出结论： 基因在染色体上 白眼性状的表现为什么总是与性别相联系? 提出问题： 作出假说： 控制白眼的基因(w)在X染色体的特有区段上 实施实验： 结果与预测一致 回顾摩尔根的果蝇杂交实验实验：假说-演绎法 问题: 细胞中的基因都位于染色体上吗？ 不是。只有真核生物的细胞核基因位于染色体上，其细胞质基因位于线粒体等细胞器内；而原核生物中的基因主要位于拟核DNA上 SZ-LWH d B B a A D 1 2 3 4 三、孟德尔遗传规律的现代解释 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等位基因，不同对的遗传因子就是位于非同源染色体上的非等位基因 等位基因 非同源染色体 相 同 基 因 同源染色体 同源染色体 非等位基因 非等位基因 SZ-LWH 三、孟德尔遗传规律的现代解释 分离定律的实质： 等位基因具有一定的独立性，形成配子时会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代 A a a A 杂合子体细胞 配子 自由组合定律的实质： 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，减数分裂过程中它们会随非同源染色体自由组合 a b A a B b A b a B B A 杂合子体细胞 配子 配子 SZ-LWH 1.(2025·南宁高一检测)摩尔根在果蝇野生型个体与白眼突变体杂交实验中发现F1全为红眼，F2出现了白眼雄果蝇，以下对此实验过程及现象的分析，总结正确的是（　 ） A.控制果蝇红眼与白眼的基因位于常染色 体上 B.亲代红眼与F1雌性个体基因型相同的概 率为50% C.F1雌雄交配 F2出现白眼雄性，该现象称为性状分离 D.F1红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配，后代雌蝇全是红眼 即时巩固 练习册P49 C SZ-LWH 2.(2025·贵港高一检测)基因型为AaBb的个体，在一次排卵时发现该卵细胞的基因型为Ab，则在形成该卵细胞时，随之产生的极体的基因型为（　 ） A. Ab、ab、ab B. Ab、aB、aB C. Ab、aB、ab D. ab、AB、Ab 即时巩固 练习册P35 B SZ-LWH 3.下图表示果蝇的一个细胞，其中数字表示染色体，字母表示基因。下列叙述正确的是（　 ） A.从染色体情况看，该果蝇只能形成一种配子 B.基因e控制的性状在雌雄个体中出现的概率相等 C.形成配子时基因A、a与B、b之间能自由组合 D.只考虑3、4与7、8两对染色体时，该个体能形成四种配子，并且配子数量相等 即时巩固 练习册P35 D SZ-LWH $