2.2-基因在染色体上-课件【新教材】高一生物人教版(2019)必修二

1、GENE基因在染色体上Genes are on chromosomesCONTENTS01George Sarton萨顿的假说02Thomas Hunt Morgan基因位于染色体的实验证据03Gregor Johann Mendel孟德尔遗传规律的现代解释04Problem consolidation习题巩固01萨顿的假说Suttons hypothesis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

2、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。 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。萨顿的假说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。 发现孟德尔假设的一对遗传因子（即等位基因），其分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。体细胞24条染色体精子12条染色体卵细胞12条染色体按形态结构来分，两两成对，共12对，每对染色体中一条来自父方，一条来自母方。萨顿的假说受精作用受精卵亲代配子子代染色体行为基因行为DDddDdDdDd受精

3、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这种方法称为：类比推理萨顿的假说比较项目遗传因子（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

4、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 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。类比推理法 这是科学研究中常用的方法之一 ，19世纪物理学家研究光的性质时，曾经将光与声进行类比 。声有直线传播 、反射和折射等现象，其原因在于它有波动性。后来发现光也有直线传播、 反射和折射等现象，因此推测光也可能有波动性。 上面介绍的萨顿的推理，也是类比推理。 他将看不见的基因与看得见的染色体的行为进行类比，根据其惊人的一致性，提出基因位于染色体上的假说。应当注意的是，类比推理得出的结

5、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。02基因位于染色体的实验证据Experimental evidence that genes are located on chromosomes基因位于染色体的实验证据 我不相信孟德尔，更难以相信萨顿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！基因真的位于染色体上吗？萨顿的假说遭到同时代的遗传学家摩尔根的强烈质疑。 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。果蝇的优点 遗传学研究常用的实验材料：果蝇（果蝇是昆虫纲双翅目的一种小型蝇类，体长34mm，在制醋和腐烂水

6、果的地方可以看到） 用一只牛奶瓶，放一些捣烂的香蕉，就可以饲养数百甚至上千只果蝇。个体小，易饲养。果蝇的优点 遗传学研究常用的实验材料：果蝇（果蝇是昆虫纲双翅目的一种小型蝇类，体长34mm，在制醋和腐烂水果的地方可以看到）繁殖快，后代数量多。 在25左右温度下十几天就繁殖一代，一只雌果蝇一代能繁殖数百只。果蝇的优点 遗传学研究常用的实验材料：果蝇（果蝇是昆虫纲双翅目的一种小型蝇类，体长34mm，在制醋和腐烂水果的地方可以看到）果蝇染色体数量少， 而且形状有明显差别。性染色体同型异型果蝇的优点 遗传学研究常用的实验材料：果蝇（果蝇是昆虫纲双翅目的一种小型蝇类，体长34mm，在制醋和腐烂水果的地方

7、可以看到）果蝇有众多容易区分的相对性状，便于观察和统计。红眼白眼果蝇的优点 遗传学研究常用的实验材料：果蝇（果蝇是昆虫纲双翅目的一种小型蝇类，体长34mm，在制醋和腐烂水果的地方可以看到）个体小，易饲养，繁殖快。后代数量多，便于统计。具有多对易于区分且稳定遗传的相对性状。染色体数目少，便于观察。 1910年5月的一天，在摩尔根的实验室中诞生了一只白色眼睛的雄性果蝇，而它的兄弟姐妹的眼睛都是红色的。 显然它是一个变异体，敏锐的摩尔根抓住这条线索，从而敲开了基因研究世界的大门!假说演绎法她怎么盯着我看可能是喜欢我找她加微信应该没问题“美女加个微信”“啪”提出假说演绎推理实验验证发现问题假说演绎法：

8、在观察和分析基础上提出问题，通过推理和想象提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确的，反之则说明假说是错误的。这是现代科学研究中常用的一种科学方法，叫做假说演绎法。摩尔根的果蝇杂交实验观察实验，提出问题PF1F2雌雄自由交配 2459986982红眼白眼红眼红眼白眼眼色的显性性状什么？红眼眼色遗传是否遵循分离定律？是，F1自交后代的性状分离比为31。 如果基因位于染色体上，你认为这种基因可能在性染色体还是常染色体？ 性染色体上，如果位于常染色体上F2代的雌蝇会出现白眼性状。性染色体XY(1)非同源区段 基因只存在于X染

9、色体（区段）上基因只存在Y（区段）上 伴Y遗传（限雄遗传） 伴X遗传（伴X显、伴X隐 ） 、同源区段的基因是成对存在的。(2)在同源区段基因的表示方法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：-摩尔根的果蝇杂交实验分析问题，提出假说XY假说：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：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：控制白眼的基因在 X、Y染色体的同源区段上。PF1F2雌雄自由交配 2459986982红眼白眼红眼红眼：白眼=3：1摩

10、尔根的果蝇杂交实验分析问题，提出假说假说：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。控制白眼的基因（用w表示）PF1 红眼雌果蝇 X X白眼雄果蝇 X Yw 比例 X X 红眼雌 X Yw白眼雄1 : 1 PF1红眼白眼红眼不符合摩尔根的果蝇杂交实验分析问题，提出假说控制白眼的基因（用w表示）假说：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。PF1F2自由交配 红 ：白 = 3 : 1红眼白眼红眼红 ：白 = 3 ：1PF1F2 红眼雌果蝇 XWXW白眼雄果蝇 XwY 比例 XWXw红眼雌 XWY红眼雄 XWXW 红雌 XWXw 红雌 XWY 红雄 XwY 白雄符

11、合摩尔根的果蝇杂交实验分析问题，提出假说控制白眼的基因（用w表示）假说：控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上。PF1F2自由交配 红 ：白 = 3 : 1红眼白眼红眼红 ：白 = 3 ：1PF1F2 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 白雄符合摩尔根的果蝇杂交实验演绎推理，验证假说控制白眼的基因（用w表示）假说：控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上。假说：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。如何验证假说？设计测交实验，F1与隐性纯合子杂交。如何选择测交的两个亲本？

12、红眼雌XWXw、红眼雄XWY假说F1:分别与白眼雄XwY、白眼雌XwXw杂交红眼雌XWXw、红眼雄XWYw假说F1:分别与白眼雄XwYw、白眼雌XwXw杂交摩尔根的果蝇杂交实验演绎推理，验证假说红眼雌XWXw、红眼雄XWY假说F1:分别与白眼雄XwY、白眼雌XwXw杂交红眼雌白眼雄PF1XWXwXwY XWXw红眼雌 XwXw白眼雌 XWY红眼雄XwY白眼雄红雌：白雌：红雄：白雄 = 1：1：1：1比例红眼雄白眼雌PF1XWYXwXw XWXw红眼雌 XWXw红眼雌 XwY白眼雄XwY白眼雄红雌 ：白雄 = 1 ：1比例假说：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。摩尔根的果

13、蝇杂交实验演绎推理，验证假说红眼雌XWXw、红眼雄XWYw假说F1:分别与白眼雄XwYw、白眼雌XwXw杂交红眼雌白眼雄PF1XWXwXwYw XWXw红眼雌 XwXw白眼雌 XWYw红眼雄XwYw白眼雄比例假说：控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上。红眼雄白眼雌PF1XWYwXwXw XWXw红眼雌 XWXw红眼雌 XwYw红眼雄XwYw白眼雄红 ：白 = 3 ：1比例红雌：白雌：红雄：白雄 = 1：1：1：1摩尔根的果蝇杂交实验实验验证红眼雌性红眼雄性白眼雌性白眼雄性126132120115实验一：红眼雌与白眼雄假说F1:红眼雌白眼雄PF1XWXwXwY XWXw红眼雌 XwXw白眼雌

14、 XWY红眼雄XwY白眼雄假说F1:红眼雌白眼雄PF1XWXwXwYw XWXw红眼雌 XwXw白眼雌 XWYw红眼雄XwYw白眼雄均符合摩尔根的果蝇杂交实验实验验证实验二：红眼雄与白眼雌假说符合假说F1:红眼雄白眼雌PF1XWYXwXw XWXw红眼雌 XWXw红眼雌 XwY白眼雄XwY白眼雄假说F1:红眼雄白眼雌PF1XWYwXwXw XWXw红眼雌 XWXw红眼雌 XwYw红眼雄XwYw白眼雄红雌：白雄=1：1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。基因位于染色体的实验证据得出结论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。 摩尔根通过实验观察，把一个特定

15、的基因和一条特定的染色体联系起来，最终确定了基因在染色体上的结论。从孟德尔理论的怀疑者成为孟德尔理论坚定的支持者。 果蝇杂交实验遗传图解XWXW红眼（雌）XwY白眼（雄）XWYXwXWY红眼（雄）XWXw红眼（雌）PF2F1配子XwXWYXWXWXW红眼（雌）XWXw红眼（雌）XWY红眼（雄）XwY白眼（雄）回顾摩尔根的果蝇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，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。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得出结论基因在染色体上提出问题白眼性状的表现总是与性别相联系演绎推理测交基因与染色体的关系

16、果蝇有4对染色体，携带的基因大约有1.3万个；人有23对染色体，携带的基因大约有2.6万。基因与染色体可能有怎样的对应关系呢？ 摩尔根和他的学生们经过十多年的努力，发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，并绘出了第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置图。一条染色体上应该有许多个基因；同时说明基因在染色体上呈线性排列。荧光标记将基因定位在染色体上短硬毛棒状眼深红眼朱红眼截翅红宝石眼白眼黄身03孟德尔遗传规律的现代解释A modern interpretation of Mendelian laws of heredity孟德尔遗传规律的现代解释孟德尔根据豌豆遗传现象，提出了遗传因子假说186

17、6年弗莱明发现细胞染色体及细胞核分裂行为1882年萨顿发现染色体行为，提出萨顿假说，即遗传因子就在染色体上1902年摩尔根利用果蝇的伴性遗传现象，证明了基因在染色体上的假说1910年左右个体性状遗传研究第一次提出由遗传因子这个物质细胞遗传研究性状遗传+细胞遗传发现了染色体行为与孟德尔定律惊人的相似性证明了基因的存在和位置基因分离定律的实质aAa杂合子体细胞A等位基因随同源染色体的分开而分离配子配子 在杂合体的细胞中，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。基因自由组合定律的实质

18、AbaBBAab非同源染色体上的非等位基因自由组合AaBb杂合子体细胞配子配子 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。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04习题巩固Problem consolidation拓展应用 红眼雌果蝇的基因型有XWXW和XWXw两种类型，白眼雄果蝇的基因型为XwY。如果基因型为XWXW的红眼雌果蝇与基

19、因型为XwY的白眼雄果蝇杂交，则子一代无论雌雄，全部为红眼；如果基因型为XWXw的红眼雌果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交，那么子代雌果蝇和子代雄果蝇都是既有红眼，也有白眼，因此无法通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。果蝇眼睛颜色的杂交实验，共有红眼雌果蝇（XWXW或XWXw）与红眼雄果蝇（XWY）、红眼雌果蝇（XWXW或XWXw）与白眼雄果蝇（XwY）、白眼雌果蝇（XwXw）与白眼雄果蝇（XwY）、白眼雌果蝇（XwXw）与红眼雄果蝇（XWY）杂交等组合。只有白眼雌果蝇（XwXw）与红眼雄果蝇（XWY）杂交的子代，红眼全为雌性，白眼全为雄性，可以通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。1.拓展应用 这些生物的体细胞中的染色体数目虽然减少了一半，但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。 人的体细胞中染色体数目的变异，会严重影响生殖、发育等各种生命活动，未发现其他常染色体数目变异的婴儿，很可能是发生这类变异后的受精卵不能发育，或发育至胚胎早期就死亡了的缘故。2.3.习题巩固1.已知果蝇的体细