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 学习目标 1.比较基因与染色体行为的异同，根据基因和染色体的平行关系，推出基因在染色体上。 2.运用假说一演绎法，模拟摩尔根证明基因在染色体上的实验过程。 3.阐明孟德尔遗传规律的实质。 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。相对性状的遗传进行了研究。 为什么不测定全部46条染色体？ 每对同源染色体的形态、大小相同，结构相似，上面分布的基因是相同的或者是等位基因，所以只对其中1条进行测序就可以了;而性染色体X和Y的差别很大，基因也大为不同，所以两条性染色体都需要测序， 问题探讨 萨顿的假说 当孟德尔的遗传规律被重新发现以后，有一个问题始终没有解决: 孟德尔所假设的遗传因子（基因），究竟是不是物质的实体? 如果是，又存在于细胞中什么位置? 1903年，美国遗传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。 George Sarton 24条 24条 减数分裂 减数分裂 精子 卵细胞 受精卵 24条 子代 24条 一条来自母方 一条来自父方 发现问题： 孟德尔假设的一对遗传因子（等位基因）的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。 萨顿的假说 基因成对 存在 染色体成对 存在 只有成对基因中的一个 只有成对染色体中的一条 成对的基因 一个来自父方，一个来自母方。 成对的染色体一条来自父方，一条来自母方。 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 有相对稳定的结构。 萨顿的假说 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后期自由组合 萨顿的假说 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 高 茎 高 茎 矮 茎 高 茎 × 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 D D D d D d d d D d 依据萨顿假说，请在课本30页“思考讨论”图中的染色体上标出基因符号 萨顿的假说 萨顿的假说一定正确吗？ 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 孟德尔遗传理论 萨顿假说 摩尔根 T.H.Morgan (1866-1945) 果蝇实验 我是一个文明有风度的黑粉！ 萨顿的假说 1、实验材料：果蝇 白眼果蝇 红眼果蝇 基因位于染色体上的实验证据 个体小，易饲养； 繁殖快，后代多； 相对性状，易于区分； 染色体少（4对）易观察。 1909年起，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。摩尔根和他的学生在实验室里培养了许多野生型红眼果蝇，没发现其它眼色果蝇。1910年5月的一天，摩尔根在实验室中偶然发现一只白眼雄果蝇。白眼性状是如何遗传的？ 雌性： 雄性： 雌性： 雄性： 拓展：基因在染色体上的不同位置，个体基因型的表示方法 如果基因在常染色体上: DD、Dd、dd 如果基因在性染色体上: 需将基因符号写在性染色体符号的右上角。 X Y Ⅰ Ⅱ Ⅲ ①基因只存在于X染色体（Ⅰ区段）上 Ｘ、Ｙ同源区段的基因是成对存在的。 (1)非同源区段：Ⅰ、Ⅲ ②基因只存在Y（Ⅲ区段）上 (2)同源区段：Ⅱ X X - - X Y - XY - 雄性： X X - - X Y - - 基因位于染色体上的实验证据 ①观察现象、提出问题 分析实验现象： 1.眼色的显性性状是？ 2.眼色遗传是否遵循分离定律？ 问题： 白眼性状的出现为什么总是与性别相联系？ 白眼性状是如何遗传的？ F1全为红眼，说明红眼对白眼是显性 F2红眼和白眼的数量比是3:1，符合分离定律 基因位于染色体上的实验证据 观察现象， 提出问题 分析问题，作出假说 演绎推理， 预测结果 实验检验，得出结论 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。 雌性：X-X- 雄性：XY- 雌性：X-X- 雄性：XY- 雌性：X-X- 雄性：X- Y- 基因位于染色体上的实验证据 观察现象， 提出问题 分析问题，作出假说 演绎推理， 预测结果 实验检验，得出结论 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。 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 假说1错误 基因位于染色体上的实验证据 观察现象， 提出问题 分析问题，作出假说 演绎推理， 预测结果 实验检验，得出结论 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。 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 基因位于染色体上的实验证据 观察现象， 提出问题 分析问题，作出假说 演绎推理， 预测结果 实验检验，得出结论 假说3： 控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上。 红 ：白 = 3 ：1 P F1 F2 × 红眼雌果蝇 XWXW 白眼雄果蝇 XwYw 比例 XWXw红眼雌 XWYw 红眼雄 × XWXW 红雌 XWXw 红雌 XWYw 红雄 XwYw 白雄 可以解释 基因位于染色体上的实验证据 ③演绎推理（设计测交实验） 【测交方案① 】F1红眼（♀） × 白眼（♂） 假说二：控制白眼的基因仅位于X染色体上，而Y染色体上不含它的等位基因。 假说三： 控制白眼的基因位于X和Y的同源区段上 结果相同。 测交方案①不能证明“Y染色体不含有眼色基因”。 基因位于染色体上的实验证据 ③演绎推理（设计测交实验） 【测交方案②】F1红眼（♂） × 白眼（♀） 假说二：控制白眼的基因仅位于X染色体上，而Y染色体上不含它的等位基因。 假说三： 控制白眼的基因位于X和Y的同源区段上 结果相同。 测交方案②不能证明“Y染色体不含有眼色基因”。 基因位于染色体上的实验证据 ③演绎推理（设计测交实验） 【测交方案③】野生型红眼（♂）× 白眼（♀） 假说二：控制白眼的基因仅位于X染色体上，而Y染色体上不含它的等位基因。 假说三： 控制白眼的基因位于X和Y的同源区段上 XWY XwXw 白眼（♀） 野生红眼（♂） × XWXw Y XW Xw XwY 配子 红眼(♀) 白眼(♂) 测交后代 XWXw YW XW Xw XwYW 配子 红眼(♀) 红眼(♂) 测交后代 XWYW XwXw 野生红眼（♂） × 白眼（♀） 结果不同。 测交方案③能证明“Y染色体不含有眼色基因”。 基因位于染色体上的实验证据 ④实验验证（测交实验） 子代中雌蝇均为红眼，雄蝇均为白眼。 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。 ⑤得出结论 孟德尔 萨顿 摩尔根 实验证据：遗传因子（基因）遗传规律 观察到减数分裂 染色体的行为规律 假说：基因在染色体上 实验证据：将基因定位在染色体上 假说-演绎法 类比推理 假说-演绎法 基因位于染色体上的实验证据 短硬毛 棒状眼 深红眼 朱红眼 截翅 红宝石眼 白眼 黄身 1.真核生物基因的载体有 染色体、线粒体、叶绿体 拟核、细胞质（质粒） 2.原核生物基因的载体有 基因在染色体上呈_________。 染色体是基因的__________， ________________也是基因的载体。 根据基因的存在部位，可将其分为 和 。 线性排列 主要载体 核基因 质基因 线粒体、叶绿体 荧光标记法 基因位于染色体上的实验证据 现代分子生物学技术能够用特定的分子，与染色体上的某一个基因结合，这个分子又能被带有荧光标记的物质识别，通过荧光显示（荧光分子标记技术），就可以知道基因在染色体上的位置。 1、现象：每种生物的基因数量远多于染色体数目 X X 4对染色体，1.3万个基因 23对染色体，2.6万个基因 2、推测：一条染色体上有许多个基因 3、证明方法： 摩尔根和他的学生发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，并绘制出第一个果蝇各种基因在染色体上相对位置图。 4、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。 基因位于染色体上的实验证据 d B B a A D 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 1 2 3 4 等位基因： 同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因 非等位基因：位于同源染色体的不同位置上或非同源染色体上的基因 孟德尔遗传规律现代解释 2、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，独立地随配子遗传给后代。 D d D d D d D D d d d D D d 等位基因的分离发生在减数分裂Ⅰ后期 同源染色体分离，等位基因分离 染色单体分开，相同基因分离 等位基因的分离发生在减数分裂Ⅱ后期（互换） 孟德尔遗传规律现代解释 3、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。 孟德尔遗传规律现代解释 基因在染色体上 基因和染色体存在着明显的平行关系 内容： 依据： 结论： 基因的分离定律的实质 等位基因随同源染色体的分开而分离 基因的自由组合定律的实质 萨顿假说 实验验证: 实验现象: 实验假设: 果蝇眼色遗传与性别相联系 控制白眼的基因位于X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因 测交实验 摩尔根实验 孟德尔遗传规律的现代解释 基因在染色体上呈线性排列 基因在染色体上 非同源染色体上的非等位基因自由组合 课堂总结 1. 基因主要位于染色体上，下列关于基因和染色体关系的表述，错误的是（ ） A. 染色体是基因的主要载体 B. 染色体就是由基因组成的 C. 一条染色体上有多个基因 D. 基因在染色体上呈线性排列 复习巩固 答案:B 2. 基因和染色体的行为存在平行关系。下列相关表述，错误的是（ ） A. 复制的两个基因随染色单体分开而分开 B. 同源染色体分离时，等位基因也随之分离 C. 非同源染色体数量越多，非等位基因组合的种类也越多 D. 非同源染色体自由组合，使所有非等位 基因也自由组合 答案:D 复习巩固 $