基因在染色体上课件高一下学期生物人教版(2019)必修2

第二章基因和染色体的关系第2节基因在染色体上的假说与证据摩尔根黑转粉的终极追求-走向真理01萨顿的假说02基因位于染色体上的实验证据03孟德尔遗传规律的现代解释CONTENTS目录新课导入

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。讨论：1.对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测哪些染色体?因为基因在染色体上2.为什么不测定全部46条染色体?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。（22+X+Y）回到19世纪——

孟德尔发现了遗传的两大定律提出遗传因子概念基因在哪里呢？分离定律自由组合定律1909年，丹麦生物学家约翰逊将“遗传因子”改名为“基因”萨顿的假说假说的依据假说的内容提出假说运用的方法012n=24受精作用减数分裂精子12条染色体卵细胞12条染色体体细胞24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。减数分裂时同源染色体分离。一、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。一、萨顿的假说即染色体的行为和基因的行为高度一致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。1、萨顿的发现2、萨顿的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。3、依据基因和染色体的行为存在着明显的平行关系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染色体有相对稳定的结构。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。Rr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分析假说依据：基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。一、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类比推理萨顿一、萨顿的假说基因的行为染色体的行为体细胞中的存在形式配子中的存在形式在体细胞中的来源形成配子时的组合方式传递中的性质成对存在成对存在单个单个一个来自父方一个来自母方一条来自父方一条来自母方非等位基因自由组合非同源染色体自由组合杂交过程保持完整性、独立性在配子形成和受精过程中保持稳定性依据：基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。方法：类比推理减数分裂中基因和染色体的关系高茎高茎矮茎高茎D

dD

Dd

d

D

d

d

d×减数分裂受精减数分裂高茎减数分裂P配子F1F1配子高茎矮茎F2dDdDD

DDDdd思考：依据萨顿的理论，请在课本30页“思考讨论”图中的染色体上标出基因符号【思考探究】萨顿经推理得出的结论--基因在染色体上究竟是否正确？注意: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：根据两个或两类对象有部分属性相同，从而推出他们的其他属性也相同的科学研究方法。萨顿W.sutton(1877-1916)习1.下列各项中，不能说明基因和染色体行为存在平行关系的是A.基因和染色体在生殖过程中的完整性和独立性B.体细胞中基因、染色体成对存在，配子中二者都是成单存在的C.体细胞中成对的基因、同源染色体都是一个来自母方，一个来自父方D.等位基因分离，非同源染色体自由组合D习题检测萨顿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！你说的好有道理，但我不信。我有两个定律：1.**********,*************。2.***********,**********。我有一个假说：********，********，***********。你的假说我连标点符号都不信！孟德尔摩尔根

孟德尔的遗传理论和萨顿的假说遭到同时代的遗传学家摩尔根（T.H.Morgan)的强烈质疑。02实验材料—果蝇摩尔根的果蝇杂交实验—“假说-演绎法”基因与染色体的关系基因位于染色体上的实验证据二、基因在染色体上的实验证据

♀♂雌性体长约，雄性稍短。可显微观察肉眼直接观察野生型红眼果蝇突变型白眼果蝇突变型：卷翅突变型：残翅突变型：短翅二、基因在染色体上的实验证据果蝇体细胞染色体图解XY型性别决定方式：雌性：3对常染色体+XX雄性：3对常染色体+XY实验材料—果蝇个体小，易饲养；繁殖快，后代多；有易于区分的相对性状；染色体少(4对)，且大；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，如X、Y染色体同型染色体异型染色体

只有具性别分化（雌雄异体）的生物才有性染色体之分，如下生物无性染色体：①所有无性别之分的生物（如酵母菌等）均无性染色体。②虽有性别之分，但雌雄同株（或雌雄同体）的生物均无性染色体，如玉米、水稻、蚯蚓等。1、所有真核生物都有性染色体吗？

性别主要由性染色体决定，除此以外，有些生物性别的决定还与受精与否、基因的差别以及环境条件的影响有关系。如蜜蜂和龟等。2、性别都是由性染色体来决定的吗？二、基因在染色体上的实验证据摩尔根和他的学生在实验室里养了大群野生型红眼果蝇，几年里没发现白眼果蝇。野生果蝇的红眼基因纯合白眼雄果蝇说明野生果蝇的红眼基因是纯合的还是杂合的？1910年5月，在摩尔根果蝇室的大群野生型红眼果蝇中，出现了一只白眼雄果蝇。PF1F2红（雌、雄）：白(雄)=3:1×F1雌雄交配白雄782红雌2495红雄1011实验一红眼雌果蝇白眼雄果蝇红眼雄红眼雌F2中为什么白眼都是雄性的？白眼性状的表现总是与性别相关联？摩尔根的果蝇杂交实验观察实验，发现问题结果分析：a.F1全为红眼，说明

为显性；b.F2红眼和白眼的数量比为3:1，说明符合

定律，红眼和白眼受

等位基因控制。c.白眼性状的表现与_______相联系红眼分离性别一对研究过程方法：假说—演绎法1:1

:1

:1×白雄115红雌126红雄132白眼雄果蝇F1红眼雌果蝇白雌120回交实验

(1)观察现象，提出问题结果：1、白眼性状不只出现在雄性中。2、为什么白色性状和性别相关联？二、基因在染色体上的实验证据白色性状和性别相关联，大家由此可以会做出些什么推测呢？白眼基因位于性染色体上，那具体在哪个区段呢？XY同源区段?X非同源区段?Y非同源区段?白眼基因位于性染色体上。

(1)观察现象，提出问题X染色体特有Y染色体特有二、基因在染色体上的实验证据

（2）做出假说摩尔根设想：控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含它的等位基因。假说①：控制白眼的基因在Y染色体上，

而X染色体上不含有它的等位基因（基因位于D段）假说③：

控制白眼的基因在X和Y染色体上的同源区段（基因位于A、C段）假说②：控制白眼的基因位于X染色体上，Y染色体上无该基因的等位基因（基因位于B段）二、基因在染色体上的实验证据XYⅠⅡⅢ非同源区段：Ⅰ、Ⅲ

①基因只存在于X染色体（Ⅰ区段）上②基因只存在Y（Ⅲ区段）上X、Y同源区段的基因是成对存在的。同源区段：Ⅱ基因的表示方法X

X--雌性：X

Y-雄性：XY-雄性：X

X--雌性：X

Y-雄性：-性染色体1.如果基因在常染色体上：

—2.如果基因在性染色体上：

。3.如果常染色体和性染色体上都有基因：

。XAXaBbXAXaBb提出假说，解释问题摩尔根及其同事提出假说：控制白眼的基因（w）在X染色体上，而Y染色体上不含它的等位基因雌果蝇种类：红眼（ＸＷＸw、ＸＷＸＷ）白眼（ＸWＸW）雄果蝇种类：红眼（ＸＷＹ）白眼（ＸwＹ）×♀P♂F1F2♀♂♀♂红：白=3:1♂红眼白眼红眼

（2）做出假说假说一：控制白眼的基因只位于Y染色体上(基因在D段)。×比例1:1不能解释摩尔根的果蝇杂交实验结果。二、基因在染色体上的实验证据

红眼雌果蝇

XX白眼雄果蝇

XYw

P×F1

XX红眼雌

XYw白眼雄

（2）做出假说假说一：控制白眼的基因只位于Y染色体上(基因在D段)。×比例1:1不能解释摩尔根的果蝇杂交实验结果。1.常染色体上的基因直接写出其名称任务1：基因型的书写要求2.性染色体上的基因先写出性染色体名称，再将基因名称写在性染色体的右上角,没有就不写。二、基因在染色体上的实验证据

红眼雌果蝇

XX白眼雄果蝇

XYw

P×F1

XX红眼雌

XYw白眼雄二、基因在染色体上的实验证据到底是位于X染色体的非同源区段（基因在B段）位于X和Y染色体的同源区段上(基因在A、C段)？

（1）提出问题

（2）作出假说假说三：控制白眼的基因在X染色体和Y染色体上的同源区段，即Y染色体上也含有它的等位基因。（基因位于A、C段）假说二：控制白眼的基因只位于X染色体上(基因在B段)，Y染色体上没有它的等位基因。二、基因在染色体上的实验证据位于X和Y染色体的同源区段上(A、C段)。XWXW红眼（雌）×XwYw白眼（雄）XWYwXwXWYw红眼（

雄

）XWXw红眼（

雌

）×PF2F1配子配子XWXwXWYwXWXW红眼(雌）

XWXw红眼(雌)XWYw红眼(雄)XwYw白眼(雄

)只位于X染色体上(B段)。XWXW红眼（雌）×XwY白眼（雄）XWYXwXWY红眼（

雄

）XWXw红眼（

雌

）×PF2F1配子配子XWXwXWYXWXW红眼(雌）

XWXw红眼(雌)XWY红眼(雄)XwY白眼(雄

)

（2）作出假说二、基因在染色体上的实验证据XWXw红眼（雌）×XwY白眼（雄）XWYXwPF1配子XWXw红眼(雌）

XwXw白眼(雌)XWY红眼(雄)XwY白眼(雄

)Xw位于X和Y染色体的同源区段上(A、C段)。只位于X染色体上(B段)。测交(演绎推理)测交(演绎推理)1:1:1:1XWXw红眼（雌）×XwYw白眼（雄）XWYwXwPF1配子XWXw红眼(雌）

XwXw白眼(雌)XWYw红眼(雄)XwYw白眼(雄

)Xw1:1:1:1

（3）演绎推理二、基因在染色体上的实验证据红眼雌性红眼雄性白眼雌性白眼雄性126132120115怎么办?追加→实验XwXw

×XWY白眼(雌)红眼(雄)XwXw

×XWYW白眼(雌)红眼(雄)位于X和Y染色体的同源区段上(A、C段)只位于X染色体上(B段)PF1PF1红眼雌性白眼雄性126115√

（4）实验验证↓XWXw

XwY红眼(雌)白眼(雄)↓XWXw

XwYW红眼(雌)红眼(雄)二、基因在染色体上的实验证据决定果蝇眼色(红眼和白眼)基因位于X染色体上，而Y染色体不含其等位基因，亦证明基因位于染色体上。我就说基因在染色体上吧！你还不信！托马斯·亨特·摩尔根好好好，都听你的！沃尔特·萨顿

（5）得出结论二、基因在染色体上的实验证据托马斯·亨特·摩尔根演绎推理实验验证：测交实验验证。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：作出假说：假说—演绎法2.下列各项中，肯定含有Y染色体的是（）A.受精卵和初级精母细胞B.受精卵和次级精母细胞C.精子和男性口腔上皮细胞D.初级精母细胞和男性小肠上皮细胞D习题检测三、基因与染色体的关系●现象：一条染色体上应该有许多个基因。●推测：每种生物的基因数量远多于染色体数目。4对染色体，1.3万个基因23对染色体，26万个基因继续探究推测一条染色体上有许多个基因。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。红宝石眼黄身白眼截翅朱红眼深红眼棒状眼短硬毛果蝇X染色体上一些基因的示意图结论证明了一条染色体上有许多个基因。同时也说明了基因在染色体上呈线性排列。荧光标记法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，就可以知道基因在染色体上的位置三、基因与染色体的关系思考：用荧光标记法可显示基因在染色体上的位置，图片中同种颜色在同一条染色体上会有两个的原因是什么？观察的时期为有丝分裂中期，每条染色体上含有两条染色单体，其相同位置上的基因相同。思考讨论思考讨论问题：细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？不是。①真核生物的核基因都位于染色体上，而质基因位于线粒体等细胞器内；②原核生物的基因有的位于拟核区DNA分子上，有的位于细胞质的质粒上。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—演绎法类比推理法1、下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的是（）A.染色体是基因的主要载体B.基因在染色体上呈线性排列C.一条染色体上有多个基因D.染色体就是由基因组成的D习题检测03孟德尔遗传规律的现代解释基因分离定律的实质基因自由组合定律的实质细胞遗传学的研究结果表明，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。dBBaAD等位基因等位基因非同源染色体相同基因非等位基因同源染色体同源染色体1234等位基因：位于同源染色体上同一位置，控制相对性状的基因。非等位基因非等位基因：位于非同源染色体上或者同源染色体不同位置上的基因。AAAaAAaaaaaaAA分裂间期减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ减数分裂Ⅱ基因分离定律：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。实质:等位基因随同源染色体的分开而分离减数分裂Ⅰ后期

4.孟德尔遗传规律的现代解释四、孟德尔遗传规律的现代解释基因的分离定律的实质：

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，独立的随配子遗传给后代。Aa精原细胞初级精母细胞AaAa次级精母细胞AAaaAaAa精细胞等位基因分离的时间：减数分裂第一次分裂后期abBAAAaaBBbbAABBaabbBAabBAab精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精细胞AAaaBBbb初级精母细胞次级精母细胞精细胞bbAABBaaAbAbaBaB自由组合定律：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。4.孟德尔遗传规律的现代解释分裂间期实质:四、孟德尔遗传规律的现代解释基因的自由组合定律的实质AaBbABABABabababABABababaABbABABababAAbbaaBB或减数分裂第一次分裂后期①自由组合的原因：非等位基因随非同源染色体的自由组合而自由组合②自由组合的时间：2对等位基因位于1对同源染色体上时，还能自由组合吗？AaBb思考注意：（1）只有非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律。（2）真核生物细胞核基因遵循孟德尔的遗传规律，叶绿体、线粒体中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。（3）原核生物中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。孟德尔遗传规律的现代解释减数分裂Ⅰ后期①

时间：同源染色体的分离非同源染色体自由组合②

细胞学基础：等位基因的分离非等位基因的自由组合③

实质：总结归纳基因在染色体上萨顿假说摩尔根实验孟德尔遗传规律的现代解释基因和染色体的行为存在着明显的平行关系基因位于染色体上减数分裂过程中，等位基因随同源染色体的分开而分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合依据结论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课堂小结04基因位于常染色体orX染色体的判断2.已知显隐性—雌隐雄显XaXa

×

XAYXAX

a

显性XaY隐性F1：P：配子：XaXAY（1）若子代性状表现与性别无关，则基因位于常染色体上。（2）若子代雌性个体全为显，雄性个体全为隐，则基因位于X染色体上。（1）若正反交结果相同，则基因位于常染色体上。（2）若正反交结果不同，则基因位于X染色体上。1.未知显隐性—正反交XaXa

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XAYXAX

a

显性XaY隐性F1：P：配子：XaXAYXAXA

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Xa