2-2基因在染色体上(教学课件)高中生物学人教版(2019) 必修二

一、萨顿的假说
1903年，萨顿用蝗虫细胞作材料，研究精子和卵细胞的形成过程。
2n=24
减数分裂
精子 12条染色体
受精作用
卵细胞 12条染色体
体细胞 24条染色体
蝗虫子代体细胞中的这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，另一条来自母方。
新知探究一 萨顿的假说
分离的时间： 减数分裂Ⅰ后期
2、基因的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。
非等位基因自由组合过程：
Aa Bb
A Aa a B Bb b
自由组合的原因：
随非同源染色体的 或
3对常染色体+ XY 异型
染色体 常染色体：与性别决定无关的染色体(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)
的类型 性染色体：与性别决定有关的染色体，如X、Y染色体
如：雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分。
2、摩尔根的果蝇杂交实验
从1909年开始，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？
二、基因在染色体上的实验证据
1 实验材料—果蝇 问题(1):果蝇作为实验材料的优点有哪些?
个体小，易饲养； 繁殖快，后代多； 相对性状多，易于区分； 染色体少且大，易观察；
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
雌 性
常染色体
雄
性
性染色体
3对常染色体+ XX 同型
细胞学
高茎
矮茎
萨顿 亲代
遗传学
高茎
矮茎
DD
dd
配子 受精卵 子代
受精作用
D
d
受精作用
看得见的
看不见的
染色体
基因
Dd
平行关系
推理
基因在染色体上
Dd
归纳总结
(1)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,即基因就 在 染色体上。
(2)依据:基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。
结论：一条染色体上应该有许多个基因 问题： 基因在染色体上是如何排列的呢？
摩尔根和他的学生们经过十多年的努
力，发明了测定基因在染色体上相对位置的
方法，并绘制了第一幅果蝇各种基因在染色
体上的相对位置图，同时也说明了：
基因在染色体上呈线性排列
基因线性排列是指基因是一个接着一个,之 间没有重复、倒退、分枝等现象。
第二章 第2节
回顾：孟德尔遗传规律与减数分裂
遗传学
细胞学
AaBb
AB Ab aB ab
孟德尔分离定律 在形成配子时，成对的遗传因子彼此 分离，分离后的遗传因子分别进入不 同的配子中，随配子遗传给后代。
减数分裂 在形成配子时，成对的同源染色体彼 此分离，配子中只得到一对同源染色 体的其中一条。
名人简史:萨顿，美国遗传学家。 1896年萨顿入堪萨斯大学，准备学习 工程，因其弟死于伤寒转学生物学。 他证明染色体成对存在，并且指出 染色体极可能就是孟德尔在其工作 中假设的遗传因子。1903年，他在另 一篇论文中坚持认为：染色体带有 基因；每一个性细胞只具有每一对 染色体中的一个，具有哪一个是随 机决定的。将遗传因子改名为基因。
而Y染色体上不含有它的等位基因
演 绎 演绎推理： 测交 法 得出结论： 基因在染色体上
正是他们的工作，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，从而用实验证明了基因在染 色体上。从此，摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者。
三、基因与染色体的数量关系
思考？
果蝇的体细胞有4对染色体，携带的基因有1.3万多个。 人的体细胞有23对染色体，携带的基因有2.6万多个。
活动:阅读教材P29关于萨顿的假说内容,回答下列问题。 问题(1):萨顿采用了什么研究方法? 提示:类比推理法。 问题(2):萨顿类比的对象是谁? 提示:将看不见的基因和看得见的染色体进行类比。 问题(3):萨顿的假说提出的依据是什么? 提示: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
1
:1
际 结的果实 ：验相该同12结，6果因与此基，1因3该2位结于果常无染法12色验0 体证上假1时说1结5，果但
通过本实验得到了白眼雌果蝇。
XWXw XwY
红眼(雌) 白眼(雄)
♀全为红眼、♂全为白眼
证明控制果蝇眼色的 基因（W）在X染色体上
回顾摩尔根的实验：
假 提出问题： 白眼性状的表现总是与性别相联系 说 作出假说： 控制白眼基因（w）在X染色体上，
不能。由表可知,无论基因在常染色体上还是在X染色体上,测交的结 果都相同,即无法将基因与X染色体关联起来。
摩尔根解释的验证
摩尔根等人的设想可以合理地解释实验现象。 但是判断一种设想或假说是否正确，仅能解释已 有的实验现象是不够的，还应运用假说-演绎法， 预测另外设计的实验结果，再通过实验来检验。 讨论
茎
用
矮 d d 减数 d
茎
分裂
d 高D d 茎
d
D
d高
茎
F2
d
d矮
茎
二、基因位于染色体的实验证据
基因真的位于染色体上吗？ 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。
萨顿的假说遭到同时代的遗传学家摩尔根的强烈质疑。
我我更不相相信信的孟是德实尔验，更 证据难我以要相信通萨过顿确毫凿无 的实事验实找根据到的遗臆传测和！ 染色体的关系！
来源 父方,一个来自 母方.
父方,一条来自 母方 .
分配
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的后期 自由组合.
请你在图中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。
P
配子 F1
F1配子
D
高 D D 减数 D
茎
分裂
D 高D D
×
受 精
D
作
d 高 减数 茎 分裂
雄果蝇基因型有： XWY（红眼） XwY（白眼）
运用上述假说，解释实验现象：
P XWXW红眼（雌） × XwY白眼（雄）
配子
XW
Xw
Y
F1 XWXw红眼（ 雌 ） × XWY红眼（ 雄 ）
F2 配子
XW
Y
XW XWXW红眼(雌 ） XWY红眼(雄)
Xw XWXw红眼(雌) XwY白眼(雄 )
?
假说是否正确
1.你能运用上述果蝇杂交实验的知识设计一个 实验，来验证他们的解释吗？
3、演绎推理、测交实验 测交（F1 × 隐性纯合子）
亲本 XWXw × XwY
XW Y♂× XwXw ♀
配子 XW Xw Xw Y
XW Y
Xw
后代 XWXw XwXw XWY XwY
红眼(雌) 白眼(雌) 红眼(雄)白眼(雄)
摩尔根实 1 : 1 :
非同源染色体自由组合 ③ 实质： 等位基因的分离
非等位基因的自由组合
课堂小结
内容：基因在染色体上
基 因 在
萨顿的假说
依据：基 显因的和平染行色关体系存在着明
染 色 体
摩尔根的实验 果蝇的杂交实验 结论：基因在染色体上
上 孟德尔遗传规 基因的分离定律的实质
律的现代解释 基因的自由组合定律的实质
思考
1.假设控制果蝇白眼的基因只位于Y染色体上,该假设能解释摩尔根的 果蝇杂交实验吗?为什么?
不能。若控制果蝇白眼的基因只位于Y染色体上,则在摩尔根果蝇杂
交实验的F1中,雄果蝇应为白眼。 2让F1中的红眼雌果蝇与白眼雄果蝇测交,能否证明摩尔根的假说成立 ?说出你的理由。
基因在X染色体上
基因在常染色体上
项目
基因
染色体
基因在杂交过程中保持 完整性 . 染色体在配子形成和受精过程中,具有 相对稳定 .
独立性 和 独立性 .
的形态结构
存在 在体细胞中基因 成对存在,在配 在体细胞中染色体 成对存在,在配子中只有成对 方式 子中只有成对的基因中的 一个 . 的染色体中的 一条 .
体细胞中成对的基因一个来自 体细胞中成对的染色体(同源染色体)一条来自
摩尔根的果蝇杂交实验——假说演绎法 (1) 观察实验、提出问题 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3∶1。
提出问题： 为什么白眼果蝇都是雄的？
（2）作出假说 控制眼色的基因（用w表示）
在X染色体上，而Y染色体上不 含有它的等位基因。
雌果蝇基因型有：XWXW（红眼） XWXw（红眼） XwXw（白眼）
随着现代生物学的发展,人们也发现了重叠 基因、跳跃基因等现象的存在，因此基因的 线性排列是相对的。
三 、孟德尔遗传规律的现代解释
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。
自由组合而自由组合。
自由组合的时间： 减数分裂Ⅰ后期
AA BB
aa bb
AA
bb aa
BB
A B
A B
ab ab Ab Ab aB aB
非同源染色体上的非等位基因自由组合。 同源染色体上的非等位基因，是连锁的，不能自由组合的
形成配子
总结归纳
孟德尔遗传规律的现代解释
① 时间： 减数分裂Ⅰ后期 ② 细胞学基础： 同源染色体的分离
三 、孟德尔遗传规律的现代解释
等位基因： 同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因
同源 染色体
非同源 染色体
同源 染色体
A
a
B
B
D
d
相
同
12
34
基
等位基因
非等位基因 等位基因
因
基因分离定律的实质
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。