2.2基因在染色体上 课件-2023-2024学年高中生物人教版

第2章第2节人教版高中生物必修2受精作用受精卵亲代配子子代染色体行为基因行为DDddDdDdDd受精作用看不见的染色体基因在染色体上总结基因看得见的

平行关系高茎矮茎高茎矮茎一.萨顿的假说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！1909年摩尔根是实验学的崇拜者，崇信实验结果更胜于权威们的结论，主张量化研究和实验检验。二、基因在染色体上的实验证据我不相信孟德尔，更难以相信萨顿那家伙毫无事实根据的臆测！基因定位：将某一特定基因与某一特定染色体联系起来孟德尔遗传理论萨顿假说果蝇实验二、基因在染色体上的实验证据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3—4mm，在制醋和腐烂水果的地方可以看到）①具有

多对易于区分且稳定遗传的相对性状。②后代数量多，便于统计。③易饲养，繁殖快。④染色体数目少，便于观察。vs豌豆作为遗传模式材料的优势？二、基因在染色体上的实验证据体色灰体黑体黑檀体

黄体灰体黑檀体黄体眼红眼白眼棒眼白眼红眼翅型长翅短翅卷翅残翅短翅长翅卷翅残翅二、基因在染色体上的实验证据果蝇有很多容易区分的相对性状，便于观察和统计。1.果蝇的优点PF1F2红眼（雌、雄）白眼（雄）3/41/4红眼（雌、雄交配）×红眼（雌）白眼（雄）2.是否符合孟德尔遗传定律？如何解释？符合F2中红眼：白眼比是3︰1思考：F2红眼和白眼之间的数量比是3:1，所不同的是白眼性状的表现，总是与性别相联系。怎么解释？1.F1均为红眼说明什么？红眼为显性2.摩尔根的果蝇杂交实验①观察现象，提出问题二、基因在染色体上的实验证据2.摩尔根的果蝇杂交实验②提出假说，做出解释雌性雄性假设3：控制眼色基因位于X和Y染色体上(Ⅰ)。假设2：控制眼色基因只位于X染色体上(Ⅱ2)。假设1：白眼基因只位于Y染色体上(Ⅱ1)。非同源区段（Ⅱ1）同源区段（Ⅰ）非同源区段（Ⅱ2）二、基因在染色体上的实验证据2.摩尔根的果蝇杂交实验②提出假说假设1：白眼基因只位于Y染色体上(Ⅱ1)。××10112459782PF1F2红眼（雌）白眼（雄）红眼（雌）红眼（雄）白眼（雄）2:1:1红眼（雌、雄）不能解释摩尔根的果蝇杂交实验结果配子P×红眼雌果蝇XX

白眼雄果蝇XYw

XXYwXXXYw红眼雌果蝇白眼雄果蝇1:1F1二、基因在染色体上的实验证据2.摩尔根的果蝇杂交实验假设2：控制眼色基因只位于X染色体上(Ⅱ2)。××10112459782PF1F2红眼（雌）白眼（雄）红眼（雌）红眼（雄）白眼（雄）2:1:1红眼（雌、雄）

白眼雄果蝇XwY×红眼雌果蝇XWXWXWXwYXWXwXWYXWXwXWYXWXWXWYXWXwXwYP配子F1配子F2×红眼(雌)红眼(雄)红眼(雌)白眼(雄)二、基因在染色体上的实验证据②提出假说2.摩尔根的果蝇杂交实验假设3：控制眼色基因位于X和Y染色体上(Ⅰ)。××10112459782PF1F2红眼（雌）白眼（雄）红眼（雌）红眼（雄）白眼（雄）2:1:1红眼（雌、雄）

白眼雄果蝇XwYw

×红眼雌果蝇XWXWXWXwYwXWXwXWYwXWXwXWYwXWXWXWYwXWXwXwYwP配子F1配子F2×红眼(雌)红眼(雄)红眼(雌)白眼(雄)摩尔根果蝇杂交-正交二、基因在染色体上的实验证据②提出假说XwXw

×XWYXWX

w

红眼XwY白眼F1：P：配子：白眼红眼XwXWYXwXw

×XWYWXWX

w

红眼XwYW红眼F1：P：配子：白眼红眼XwXWYW摩尔根果蝇杂交-反交与摩尔根果蝇杂交实验结果不符合假设3：控制眼色基因位于X和Y染色体上(Ⅰ)。二、基因在染色体上的实验证据②提出假说配子XWYXWXwXWXW红眼（雌）XwY白眼（雄）XWXwYXWXw红眼（雌）XWY红眼（雄）XWXW红眼（雌）XWY红眼（雄）XWXw红眼（雌）XwY白眼（雄）P配子F1提出假说：控制白眼的基因（w）在X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因。二、基因在染色体上的实验证据②提出假说2.摩尔根的果蝇测交实验④验证实验，

得出结论

白眼雄果蝇XwY×红眼雌果蝇XWXwXWXwYXWXwXwYP配子F1红眼(雌)红眼(雄)XwXWYXwXw白眼(雌)白眼(雄)

白眼雌果蝇XwXw

×红眼雄果蝇XWYXWXwXWXwP配子F1红眼(雌)YXwY白眼(雄)进行测交-正交进行测交-反交二、基因在染色体上的实验证据结论：控制白眼的基因（w）只X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因。若白眼的基因在Y染色体上,且X染色体上没有红眼基因,白眼雄果蝇与红眼雌果蝇的杂交后代中雄果蝇全为白眼,与摩尔根的果蝇杂交实验结果不符。2、如果控制白眼的基因在Y染色体上，还能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗？二、基因在染色体上的实验证据不能若白眼的基因在Y染色体上,红眼的基因在X染色体上,不会出现白眼雄果蝇,与摩尔根的果蝇杂交实验结果不符;假说---演绎法从此，摩尔根成了

理论的坚定支持者孟德尔二、基因在染色体上的实验证据白眼性状的表现总是与性别相联系？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基因在染色体上提出问题：作出假说：演绎推理：验证假说，得出结论：设计测交果蝇X染色体上的一些基因结论1：一条染色体上有许多个基因结论2：基因在染色体上呈线性排列二、基因在染色体上的实验证据思考：染色体上所有基因都决定性状吗？不是，染色体有的基因不决定性状，例如端粒在基因研究中，下列成就分别是由哪些科学家来完成的？①提出“性状是由遗传因子决定的”观点。②把“遗传因子”改为“基因”，并提出“等位基因”概念。③提出“基因在染色体上”的假说。④用实验证明了“基因在染色体上”。孟德尔约翰逊摩尔根萨顿重要遗传学发展历程假说—演绎法假说—演绎法三

孟德尔遗传规律的现代解释类比推理法dBBaAD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等位基因：同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因1234三

孟德尔遗传规律的现代解释思考：同源染色体上同一位置上基因一定是等位基因吗？不一定，有可能是相同基因非等位基因：染色体的不同位置上控制不同性状的基因非等位基因

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。基因的分离定律的实质三

孟德尔遗传规律的现代解释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。基因的自由组合定律的实质三

孟德尔遗传规律的现代解释问题探讨人有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。对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测哪些染色体？讨论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。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由哪些染色体组成。DNA指纹检测人有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。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，每对同源染色体的形态、大小相同，结构相似，上面分布的基因相同或是等位基因，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，基因也大不相同，所以需要对两条性染色体都进行测序，因此人类基因组计划测定了22条常染色体和两条性染色体X和Y，共24条。如果测定全部46条染色体，耗资巨大，工作量会增加一倍，但得到的绝大多数基因序列都是重复的。DNA指纹检测问题探讨请同学们认真阅读教材P29-30萨顿假说内容，回答以下问题。（限时5分钟）1.萨顿的结论是什么？提出这一结论的依据是什么？2.如何理解基因与染色体存在明显的平行关系。3.如果你也认为基因在染色体上，请完成教材的P30“思考•讨论”萨顿的假说萨顿的假说科学家美国遗传学家萨顿实验材料蝗虫萨顿W.Sutton（1877-1916）萨顿研究的蝗虫Brachystolamagna萨顿论文中BrachystolaMagna的染色体方法类比推理法

由两个或两类对象在某些属性上相同的现象，推断出它们在另外的属性上也相同的一种推理方法。

观察研究蝗虫减数分裂及受精作用过程中染色体行为变化及亲子代染色体数量关系发现孟德尔假设的一对遗传因子，也就是等位基因，它们的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。父方(24条)母方(24条)精子(12条)卵子(12条)受精卵(24条)新个体(24条,12对)减数分裂减数分裂受精作用有丝分裂一半来自父方一半来自母方萨顿的假说原因基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。类比分析基因成对存在只有成对的基因中的一个成对的同源染色体一条来自父方，一条来自母方。成对的基因一个来自父方，一个来自母方。基因行为染色体行为体细胞染色体成对存在只有成对染色体中的一条配子来源P配子F1P配子F1♂♀DdDdDD♂dd♀××配子形成和受精过程中有相对稳定的结构。杂交过程中基因保持完整性和独立性。传递性质萨顿的假说Rr类比分析非等位基因在形成配子时自由组合基因行为染色体行为行为变化非同源染色体在减数分裂Ⅰ后期自由组合YyRrYyYRYryRyr等位基因分离非等位基因自由组合同源染色体分离非同源染色体自由组合萨顿的假说推论基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，也就是说基因在染色体上。【思考·讨论】分析减数分裂中基因和染色体的关系如果你认为基因在染色体上，请你在图中的染色体上标注基因符号，解释孟德尔一对相对性状的杂交实验（图中染色体上的黑色黑线代表基因的位置）。dP配子F1F1配子高茎矮茎受精高茎×减数分裂减数分裂减数分裂高茎高茎矮茎高茎F2DDddDDdDdDdDDDdDddd类比推理一定正确吗？具有说服力吗？有没有更科学的方法？过渡基因位于染色体上的实验证据--①方法：假说-演绎法孟德尔遗传理论萨顿假说果蝇实验方法假说-演绎法基因位于染色体上的实验证据--②果蝇作为遗传学实验材料的优点优点果蝇是昆虫纲双翅目的一种小型蝇类，体长3~4mm，在制醋和有水果的地方常常可以看到。（个体小）易饲养繁殖快：在室温下10多天就繁殖一代染色体数目少，便于观察后代子代个体多：一只雌果蝇一生能产生几百个后代生物学家常用它作为遗传学研究的实验材料。染色体组成3对常染色体：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各一对1对性染色体♀：同型，XX♂：异型，XY果蝇♀XXXY♂雌雄果蝇体细胞染色体示意图基因位于染色体上的实验证据--②果蝇作为遗传学实验材料的优点拓展由性染色体决定的XY型：人类以及所有的哺乳动物；某些种类的两栖类、鱼类；很多种类的昆虫；一些雌雄异株的植物雌性：XX人体的X染色体长于Y，而果蝇的Y染色体长于X雄性：XYZW型：家禽、蛾类、鸟类、一些两栖类和爬行类雄性：ZZ雌性：ZW摩尔根和他的学生们在哥伦比亚大学建立的享誉学术界的果蝇室，其实只有26.8平方米大，里面挤满了8张实验台。1908年摩尔根安排一个研究生在暗室里饲养果蝇，希望能产生一种果蝇，他们的眼睛因不用而退化，这位学生让果蝇在暗无天日的世界里繁殖了68代，但研究毫无进展，大约在1910年5月，在暗室里诞生了一只白眼雄果蝇，而他的兄弟姐妹的眼睛都是红色的，很显然这是一只变异个体，这注定要成为科学史上那只举世瞩目的动物，摩尔根精心照料这只果蝇，在自己的第3个孩子出生时，摩尔根赶到医院，他妻子的第1句话竟然是那只白眼果蝇怎么样了？摩尔根的第3个孩子长得很好，但那只果蝇却很虚弱，摩尔根与之形影不离，晚上带它回家，白天又把他带回实验室。可能是被摩尔根的诚意感动，这只白眼雄果蝇为报答摩尔根的恩情，临死之前，抖擞精神与一只红眼雌果蝇交配，将突变基因传了下来。基因位于染色体上的实验证据--③探究过程（背景）红眼果蝇白眼果蝇思考：白眼果蝇是如何遗传的呢？观察分析3/41/4F2F1P为什么F2代的白眼性状总是与性别相联系？提出问题根据F1表现出来的性状，可推出：红眼为显性性状白眼为隐性性状1111:::×符合分离定律×白眼(雄)红眼(雌)红眼(雌)红眼(雄)红眼(雌)红眼(雌)红眼(雄)白眼(雄)基因位于染色体上的实验证据--③探究过程1：提出问题实验一基因位于染色体上的实验证据--③探究过程2：作出假说摩尔根那个时代已有的理论基础：（2）性染色体和常染色体的知识（1）萨顿假说基因在染色体上性染色体：与性别决定有关。常染色体：与性别决定无关。果蝇体细胞染色体图(左♀右♂)常染色体性染色体基因位于染色体上的实验证据--③探究过程2：作出假说①位于常染色体Ⅱ、Ⅲ或Ⅳ上。④位于X和Y染色体的同源区段上。②只位于X染色体上。③只位于Y染色体上。基因位于染色体上的实验证据--③探究过程2：作出假说XYX非同源区段Y非同源区段X和Y同源区段如XYA

、XYa如XWXW

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W(w)A(a)如XBXB

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B(b)XW(w)XW(w)D(d)同源区段B(b)B(b)D(d)D(d)D(d)拓展：同源区段和非同源区段基因位于染色体上的实验证据--③探究过程2：作出假说建立假说1F1×红眼(雌)红眼(雄)②控制白眼的基因（w）只位于X染色体上，Y染色体上无该基因的等位基因。P×白眼(雄)红眼(雌