2.2基因在染色体上课件-2026-2027学年高一下学期生物人教版必修2

基因在染色体上 The genes are on the chromosomes 学习目标 1、理解萨顿的假说 2、掌握摩尔根证明基因在染色体上的过程 3、掌握基因与染色体的位置关系 4、理解分离定律和自由组合定律的实质 2 Dd D d 遗传学 细胞学 同源染色体 等位基因 课堂导入 分离定律 减数分裂 3 学习任务一 基因 染色体 传递的稳定性 体细胞中的存在形式 配子中的存在形式 体细胞中的来源 形成配子时的行为 类比 推理 完整性和独立性 稳定的形态结构 成对 成对 成单 成单 一个来自父方一个来自母方 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 同源染色体分开 非同源染色体自由组合 基因和染色体行为存在着明显的平行关系 基因位于染色体上（假说） 萨顿的假说 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 高茎 矮茎 高茎 矮茎 减数分裂 有丝分裂 D d D D d d × 减数分裂 受精作用 减数分裂 高茎 P 配子 F1 F1配子 D d F2 矮茎 高茎 高茎 高茎 高茎 矮茎 D d d D D d d D d 减数分裂 D D d 用萨顿的假说解释孟德尔的一对相对性状的豌豆杂交实验 我不相信孟德尔，也不相信萨顿，我要用实验证明遗传和染色体的关系！ 托马斯·亨特·摩尔根 接下来又一位遗传学巨人登上历史舞台，就在孟德尔的豌豆杂交论文发表的那一年，摩尔根出生在美国一个中道没落的贵族家庭，和孟德尔深思熟虑的选择豌豆不同，摩尔根遇上果蝇显得非常偶然。 7 果蝇作为遗传学实验材料的优点： 实验材料—果蝇 ①易饲养 ②繁殖快、后代比较多 ④染色体数少 ③有易于区分的性状 果蝇这种小昆虫不需要大的饲养空间，只要几只牛奶瓶就够了，历史证明摩尔根是正确的或者说是幸运的，果蝇具有很多适于遗传学研究的特征，迄今为止果蝇研究在生命科学领域已取得了巨大成就，产生了6个诺贝尔生理学或医学奖。 8 从实验现象中发现问题 思考： 1、果蝇眼色遗传中，显性性状是？ 2、眼色基因遗传符合孟德尔的分离定律吗？ 3、用分离定律能解释白眼性状的表现总是与性别相关联？ 3/4 1/4 P × 红眼（雌） 白眼（雄） F1 红眼 （雌、雄交配） F2 红眼（雌、雄） 白眼（雄） 接下来又一位遗传学巨人登上历史舞台，就在孟德尔的豌豆杂交论文发表的那一年，摩尔根出生在美国一个中道没落的贵族家庭，和孟德尔深思熟虑的选择豌豆不同，摩尔根遇上果蝇显得非常偶然。 9 常染色体：与性别决定无关的染色体。(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ) 性染色体：与性别决定有关的染色体。 雄果蝇：XY 雌果蝇：XX 二、基因位于染色体上的实验证据 注：雌雄同株的植物没有性染色体。 10 基因在性染色体上写法：先写性染色体后写基因 雌果蝇基因型： (XWXW)或(XWXw) 雄果蝇基因型： 假说内容：控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上,而Y染色体不含有它的等位基因。 (XwXw) (XWY) (XwY) 红眼 白眼 白眼 红眼 X X X Y - - - 雌性： 雄性： 若用w表示控制眼睛颜色的基因，红眼W，白眼w。 二.基因位于染色体上的实验证据——提出假说、解释问题 学习任务二 1、依据摩尔根假说，用遗传图解释果蝇杂交实验？ 由于白眼的遗传和性别相关联，而且与x染色体的遗传相似，于是摩尔根及其同事设想，如果控制白眼的基因在x染色体上，而外染色体上不含有它的等位基因，上述遗传现象就可以得到合理的解释，大家想一想摩尔根针对果蝇的白眼性状总是与性别相关联的问题给出来的解释是不是相当于假说演绎法中的假说，由上图可以看出摩尔根等人的设想可以合理的解释实验现象，但我们知道一种假说是否正确，仅能解释已有的实验现象是不够的，还应该利用假说演绎法预测，另外设计的实验结果再通过实验来检验，那请大家想一想，你能否运用上述果蝇杂交实验的知识设计一个实验来验证他们的解释呢？ 12 测 交 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 XWY × XwXw XWX w 红雌 XwYW白雄 F1： P： 配子： 红眼（雄） 白眼（雌） XW Xw Y 测交1 测交2 学习任务三 演绎推理 13 红眼雌蝇 红眼雄蝇 白眼雌蝇 白眼雄蝇 126 132 120 115 实验结果： 测交1： 测交2： 子代中雌蝇均为红眼，雄蝇均为白眼。 得出结论： 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。 学习任务四 实验验证 作出假说： 实验验证： 测交结果与演绎推理的相符 得出结论： 基因在染色体上 若控制白眼基因（w）在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因 白眼性状的表现总是与性别相联系？ 提出问题： 假说---演绎法 基因位于染色体上的实验证据——假说-演绎法 从此，摩尔根成了 理论的坚定支持者 孟德尔 演绎推理： 基因与染色体的关系 结论：基因在染色体上呈线性排列。 摩尔根和他的学生们，设计测量出：第一个果蝇各种基因在染色体上排列图谱。 人只有23对染色体，却有约2.6万个基因。 一条染色体上应该有许多个基因。 果蝇只有4对染色体，携带的基因有1.3万多个； 短硬毛 棒状眼 深红眼 朱红眼 截翅 红宝石眼 白眼 黄身 注意：并非所有的基因都位于染色体上 （1）在真核生物中，细胞核基因位于染色体上， 细胞质基因位于线粒体和叶绿体的DNA上。 （2）在原核生物中，细胞内无染色体，其基因位 于拟核区的DNA或者质粒DNA上。 （3）病毒中有基因，但无染色体。 ③ ④ ① ② A B c D E A b c D e F g f g 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， 但不是控制一对相对性状的基因，如图中的A与A、D与D、g与g等。 非等位基因： 一是非同源染色体上的非等位基因，如B、b与F、f等，这些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，如E、e与B、c等，这些非等位基因不遵循孟德尔自由组合定律。 染色体上各基因的关系 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 同源染色体上的非等位基因能自由组合吗？ 染色体上各基因的关系 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。 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，等位基因会随着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。 D d 1 2 D d 1 2 D d D 1 D d 2 d D D d d 精原细胞 初级精母细胞 次级精母细胞 精细胞 基因分离定律的实质 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。 a b B A A A a a B B b b A A B B a a b b B A a b B A a b 精原细胞 初级精母细胞 次级精母细胞 精细胞 基因自由组合定律的实质 a b B A A A a a B B b b b b A A B B a a A b A b a B a B 精原细胞 初级精母细胞 次级精母细胞 精细胞 基因自由组合定律的实质 细胞核遗传与细胞质遗传 细胞核遗传：细胞核中基因决定的性状的遗传。核基因在染色体上，核基因遗传遵循遗传规律。 质基因遗传特点：只能由母亲（雌性）传递给后代 细胞质遗传：细胞质基因（线粒体基因和叶绿体基因）决定的性状的遗传。质基因不在染色体上，质基因遗传不遵循遗传规律。 问题探讨 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。 1.对人类基因组进行测序，为什么首先要确定哪些染色体? 2.为什么不测定全部46条染色体? 讨论 人有22对常染色体和1对性染色体，在常染色体中，每对同源染色体上分布的基因是相同的或是等位基因，只对其中一条测序就可以了；性染色体X和Y差别较大，基因也大不相同，所以都要测序。 因为基因位于染色体上，要测定某个基因的序列，首先要知道该基因位于哪条染色体上。 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 25 随堂练习 1．下列哪一论述不支持基因和染色体行为存在明显的平行关系这一观点（ ） A．基因在染色体上，等位基因位于同源染色体上 B．减数分裂形成配子时等位基因随同源染色体的分开而分离，进入不同的配子 C．体细胞中成对的基因和同源染色体都是一条来自父方，一条来自母方 D．原核生物细胞中没有染色体，但有基因的存在 D 2．摩尔根用一只白眼突变体的雄性果蝇进行一系列杂交实验后,证明了基因位于染色体上。其一系列杂交实验过程中,最早获得白眼雌果蝇的途径是（ ） A.亲本白眼雄果蝇×亲本雌果蝇 B.亲本白眼雄果蝇×F1雌果蝇 C.F2白眼雄果蝇×F1雌果蝇 D.F2白眼雄果蝇×F2雌果蝇 B 3．用白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交，通过眼睛颜色可判断子代果蝇的性别；用白眼雄果蝇和红眼雌果蝇杂交，通过眼睛颜色却不能判断子代果蝇的性别，用遗传图解说明这是为什么?用其他杂交组合，能否通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别呢? $