2.2-基因在染色體上-課件【新教材】高一生物人教版(2019)必修二

1、GENE基因在染色體上Genes are on chromosomesCONTENTS01George Sarton薩頓的假說02Thomas Hunt Morgan基因位于染色體的實驗證據(jù)03Gregor Johann Mendel孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋04Problem consolidation習(xí)題鞏固01薩頓的假說Suttons hypothesis問題探討 人有46條染色體，但是旨在揭示人類基因組遺傳信息的人類基因組計劃卻只測定人的24條染色體的DNA序列。1.對人類基因組進行測序， 為什么首先要確定哪些染色體?2.為什么不測定全部46條染色體?討論 人有22對常染色體和1對性染色

2、體，在常染色體中，每對同源染色體上分布的基因是相同的或是等位基因，只對其中一條測序就可以了；性染色體X和Y差別較大，基因也大不相同，所以都要測序。 基因位于染色體上，要測定某個基因的序列，首先要知道該基因位于哪條染色體上。薩頓的假說1903年，美國科學(xué)家薩頓用蝗蟲細胞作材料，研究精子和卵細胞的形成過程。 發(fā)現(xiàn)孟德爾假設(shè)的一對遺傳因子（即等位基因），其分離與減數(shù)分裂中同源染色體的分離非常相似。體細胞24條染色體精子12條染色體卵細胞12條染色體按形態(tài)結(jié)構(gòu)來分，兩兩成對，共12對，每對染色體中一條來自父方，一條來自母方。薩頓的假說受精作用受精卵親代配子子代染色體行為基因行為DDddDdDdDd受精

3、作用看不見的染色體基因在染色體上推理基因看得見的 平行關(guān)系高莖矮莖高莖矮莖這種方法稱為：類比推理薩頓的假說比較項目遺傳因子（基因）的行為 染色體的行為傳遞中的性質(zhì)雜交過程中保持：_配子形成和受精作用：_ 體細胞中存在形式_存在_存在在配子中存在形式只有成對遺傳因子中的_只有成對染色體中的_體細胞中的來源成對的遺傳因子一個來自_一個來自_同源染色體一條來自_一條來自_形成配子組合方式控制不同性狀的遺傳因子：_非同源染色體：_自由組合完整性和獨立性也具有相對穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)成對成對一個一條父方母方父方母方自由組合薩頓的假說1.薩頓假說內(nèi)容 基因（遺傳因子）是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的，也就是

4、說基因就在染色體上。2.薩頓假說的依據(jù) 基因和染色體的行為存在明顯的平行關(guān)系。3.研究方法看不見的基因和看得見的染色體類比類比推理 類比推理得出的結(jié)論并不具有邏輯的必然性，其正確與否，還需要觀察和實驗的檢驗。類比推理法 這是科學(xué)研究中常用的方法之一 ，19世紀物理學(xué)家研究光的性質(zhì)時，曾經(jīng)將光與聲進行類比 。聲有直線傳播 、反射和折射等現(xiàn)象，其原因在于它有波動性。后來發(fā)現(xiàn)光也有直線傳播、 反射和折射等現(xiàn)象，因此推測光也可能有波動性。 上面介紹的薩頓的推理，也是類比推理。 他將看不見的基因與看得見的染色體的行為進行類比，根據(jù)其驚人的一致性，提出基因位于染色體上的假說。應(yīng)當注意的是，類比推理得出的結(jié)

5、論并不具有邏輯的必然性，其正確與否，還需要觀察和實驗的檢驗。02基因位于染色體的實驗證據(jù)Experimental evidence that genes are located on chromosomes基因位于染色體的實驗證據(jù) 我不相信孟德爾，更難以相信薩頓毫無事實根據(jù)的臆測！我更相信的是實驗證據(jù)我要通過確鑿的實驗找到遺傳和染色體的關(guān)系！基因真的位于染色體上嗎？薩頓的假說遭到同時代的遺傳學(xué)家摩爾根的強烈質(zhì)疑。 類比推理得出的結(jié)論并不具有邏輯的必然性，其正確與否，還需要觀察和實驗的檢驗。果蠅的優(yōu)點 遺傳學(xué)研究常用的實驗材料：果蠅（果蠅是昆蟲綱雙翅目的一種小型蠅類，體長34mm，在制醋和腐爛水

6、果的地方可以看到） 用一只牛奶瓶，放一些搗爛的香蕉，就可以飼養(yǎng)數(shù)百甚至上千只果蠅。個體小，易飼養(yǎng)。果蠅的優(yōu)點 遺傳學(xué)研究常用的實驗材料：果蠅（果蠅是昆蟲綱雙翅目的一種小型蠅類，體長34mm，在制醋和腐爛水果的地方可以看到）繁殖快，后代數(shù)量多。 在25左右溫度下十幾天就繁殖一代，一只雌果蠅一代能繁殖數(shù)百只。果蠅的優(yōu)點 遺傳學(xué)研究常用的實驗材料：果蠅（果蠅是昆蟲綱雙翅目的一種小型蠅類，體長34mm，在制醋和腐爛水果的地方可以看到）果蠅染色體數(shù)量少， 而且形狀有明顯差別。性染色體同型異型果蠅的優(yōu)點 遺傳學(xué)研究常用的實驗材料：果蠅（果蠅是昆蟲綱雙翅目的一種小型蠅類，體長34mm，在制醋和腐爛水果的地方

7、可以看到）果蠅有眾多容易區(qū)分的相對性狀，便于觀察和統(tǒng)計。紅眼白眼果蠅的優(yōu)點 遺傳學(xué)研究常用的實驗材料：果蠅（果蠅是昆蟲綱雙翅目的一種小型蠅類，體長34mm，在制醋和腐爛水果的地方可以看到）個體小，易飼養(yǎng)，繁殖快。后代數(shù)量多，便于統(tǒng)計。具有多對易于區(qū)分且穩(wěn)定遺傳的相對性狀。染色體數(shù)目少，便于觀察。 1910年5月的一天，在摩爾根的實驗室中誕生了一只白色眼睛的雄性果蠅，而它的兄弟姐妹的眼睛都是紅色的。 顯然它是一個變異體，敏銳的摩爾根抓住這條線索，從而敲開了基因研究世界的大門!假說演繹法她怎么盯著我看可能是喜歡我找她加微信應(yīng)該沒問題“美女加個微信”“啪”提出假說演繹推理實驗驗證發(fā)現(xiàn)問題假說演繹法：

8、在觀察和分析基礎(chǔ)上提出問題，通過推理和想象提出解釋問題的假說，根據(jù)假說進行演繹推理，再通過實驗檢驗演繹推理的結(jié)論。如果實驗結(jié)果與預(yù)期結(jié)論相符，就證明假說是正確的，反之則說明假說是錯誤的。這是現(xiàn)代科學(xué)研究中常用的一種科學(xué)方法，叫做假說演繹法。摩爾根的果蠅雜交實驗觀察實驗，提出問題PF1F2雌雄自由交配 2459986982紅眼白眼紅眼紅眼白眼眼色的顯性性狀什么？紅眼眼色遺傳是否遵循分離定律？是，F(xiàn)1自交后代的性狀分離比為31。 如果基因位于染色體上，你認為這種基因可能在性染色體還是常染色體？ 性染色體上，如果位于常染色體上F2代的雌蠅會出現(xiàn)白眼性狀。性染色體XY(1)非同源區(qū)段 基因只存在于X染

9、色體（區(qū)段）上基因只存在Y（區(qū)段）上 伴Y遺傳（限雄遺傳） 伴X遺傳（伴X顯、伴X隱 ） 、同源區(qū)段的基因是成對存在的。(2)在同源區(qū)段基因的表示方法X X-雌性：X Y-雄性：如果基因在常染色體上:如果基因在性染色體上:DD、Dd、dd先寫性染色體后寫基因XY-雄性：X X-雌性：X Y-雄性：-摩爾根的果蠅雜交實驗分析問題，提出假說XY假說：控制白眼的基因是在Y染色體上， X染色體上沒有它的等位基因。假說：控制白眼的基因是在X染色體上， Y染色體上沒有它的等位基因。假說：控制白眼的基因在 X、Y染色體的同源區(qū)段上。PF1F2雌雄自由交配 2459986982紅眼白眼紅眼紅眼：白眼=3：1摩

10、爾根的果蠅雜交實驗分析問題，提出假說假說：控制白眼的基因是在Y染色體上，X染色體上沒有它的等位基因?？刂瓢籽鄣幕颍ㄓ脀表示）PF1 紅眼雌果蠅 X X白眼雄果蠅 X Yw 比例 X X 紅眼雌 X Yw白眼雄1 : 1 PF1紅眼白眼紅眼不符合摩爾根的果蠅雜交實驗分析問題，提出假說控制白眼的基因（用w表示）假說：控制白眼的基因是在X染色體上,Y染色體上沒有它的等位基因。PF1F2自由交配 紅 ：白 = 3 : 1紅眼白眼紅眼紅 ：白 = 3 ：1PF1F2 紅眼雌果蠅 XWXW白眼雄果蠅 XwY 比例 XWXw紅眼雌 XWY紅眼雄 XWXW 紅雌 XWXw 紅雌 XWY 紅雄 XwY 白雄符

11、合摩爾根的果蠅雜交實驗分析問題，提出假說控制白眼的基因（用w表示）假說：控制白眼的基因在X、Y染色體的同源區(qū)段上。PF1F2自由交配 紅 ：白 = 3 : 1紅眼白眼紅眼紅 ：白 = 3 ：1PF1F2 紅眼雌果蠅 XWXW白眼雄果蠅 XwYw 比例 XWXw紅眼雌 XWYw紅眼雄 XWXW 紅雌 XWXw 紅雌 XWYw 紅雄 XwYw 白雄符合摩爾根的果蠅雜交實驗演繹推理，驗證假說控制白眼的基因（用w表示）假說：控制白眼的基因在X、Y染色體的同源區(qū)段上。假說：控制白眼的基因是在X染色體上,Y染色體上沒有它的等位基因。如何驗證假說？設(shè)計測交實驗，F(xiàn)1與隱性純合子雜交。如何選擇測交的兩個親本？

12、紅眼雌XWXw、紅眼雄XWY假說F1:分別與白眼雄XwY、白眼雌XwXw雜交紅眼雌XWXw、紅眼雄XWYw假說F1:分別與白眼雄XwYw、白眼雌XwXw雜交摩爾根的果蠅雜交實驗演繹推理，驗證假說紅眼雌XWXw、紅眼雄XWY假說F1:分別與白眼雄XwY、白眼雌XwXw雜交紅眼雌白眼雄PF1XWXwXwY XWXw紅眼雌 XwXw白眼雌 XWY紅眼雄XwY白眼雄紅雌：白雌：紅雄：白雄 = 1：1：1：1比例紅眼雄白眼雌PF1XWYXwXw XWXw紅眼雌 XWXw紅眼雌 XwY白眼雄XwY白眼雄紅雌 ：白雄 = 1 ：1比例假說：控制白眼的基因是在X染色體上,Y染色體上沒有它的等位基因。摩爾根的果

13、蠅雜交實驗演繹推理，驗證假說紅眼雌XWXw、紅眼雄XWYw假說F1:分別與白眼雄XwYw、白眼雌XwXw雜交紅眼雌白眼雄PF1XWXwXwYw XWXw紅眼雌 XwXw白眼雌 XWYw紅眼雄XwYw白眼雄比例假說：控制白眼的基因在X、Y染色體的同源區(qū)段上。紅眼雄白眼雌PF1XWYwXwXw XWXw紅眼雌 XWXw紅眼雌 XwYw紅眼雄XwYw白眼雄紅 ：白 = 3 ：1比例紅雌：白雌：紅雄：白雄 = 1：1：1：1摩爾根的果蠅雜交實驗實驗驗證紅眼雌性紅眼雄性白眼雌性白眼雄性126132120115實驗一：紅眼雌與白眼雄假說F1:紅眼雌白眼雄PF1XWXwXwY XWXw紅眼雌 XwXw白眼雌

14、 XWY紅眼雄XwY白眼雄假說F1:紅眼雌白眼雄PF1XWXwXwYw XWXw紅眼雌 XwXw白眼雌 XWYw紅眼雄XwYw白眼雄均符合摩爾根的果蠅雜交實驗實驗驗證實驗二：紅眼雄與白眼雌假說符合假說F1:紅眼雄白眼雌PF1XWYXwXw XWXw紅眼雌 XWXw紅眼雌 XwY白眼雄XwY白眼雄假說F1:紅眼雄白眼雌PF1XWYwXwXw XWXw紅眼雌 XWXw紅眼雌 XwYw紅眼雄XwYw白眼雄紅雌：白雄=1：1控制白眼的基因是在X染色體上,Y染色體上沒有它的等位基因?；蛭挥谌旧w的實驗證據(jù)得出結(jié)論控制白眼的基因是在X染色體上,Y染色體上沒有它的等位基因。 摩爾根通過實驗觀察，把一個特定

15、的基因和一條特定的染色體聯(lián)系起來，最終確定了基因在染色體上的結(jié)論。從孟德爾理論的懷疑者成為孟德爾理論堅定的支持者。 果蠅雜交實驗遺傳圖解XWXW紅眼（雌）XwY白眼（雄）XWYXwXWY紅眼（雄）XWXw紅眼（雌）PF2F1配子XwXWYXWXWXW紅眼（雌）XWXw紅眼（雌）XWY紅眼（雄）XwY白眼（雄）回顧摩爾根的果蠅實驗把一個特定的基因和一條特定的染色體X染色體聯(lián)系起來，證明了基因在染色體上。摩爾根成了孟德爾理論的堅定支持者。作出假說控制白眼基因（w）在X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因得出結(jié)論基因在染色體上提出問題白眼性狀的表現(xiàn)總是與性別相聯(lián)系演繹推理測交基因與染色體的關(guān)系

16、果蠅有4對染色體，攜帶的基因大約有1.3萬個；人有23對染色體，攜帶的基因大約有2.6萬。基因與染色體可能有怎樣的對應(yīng)關(guān)系呢？ 摩爾根和他的學(xué)生們經(jīng)過十多年的努力，發(fā)明了測定基因位于染色體上的相對位置的方法，并繪出了第一幅果蠅各種基因在染色體上的相對位置圖。一條染色體上應(yīng)該有許多個基因；同時說明基因在染色體上呈線性排列。熒光標記將基因定位在染色體上短硬毛棒狀眼深紅眼朱紅眼截翅紅寶石眼白眼黃身03孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋A modern interpretation of Mendelian laws of heredity孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋孟德爾根據(jù)豌豆遺傳現(xiàn)象，提出了遺傳因子假說186

17、6年弗萊明發(fā)現(xiàn)細胞染色體及細胞核分裂行為1882年薩頓發(fā)現(xiàn)染色體行為，提出薩頓假說，即遺傳因子就在染色體上1902年摩爾根利用果蠅的伴性遺傳現(xiàn)象，證明了基因在染色體上的假說1910年左右個體性狀遺傳研究第一次提出由遺傳因子這個物質(zhì)細胞遺傳研究性狀遺傳+細胞遺傳發(fā)現(xiàn)了染色體行為與孟德爾定律驚人的相似性證明了基因的存在和位置基因分離定律的實質(zhì)aAa雜合子體細胞A等位基因隨同源染色體的分開而分離配子配子 在雜合體的細胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨立性；在減數(shù)分裂形成配子的過程中，等位基因會隨同源染色體的分開而分離，分別進入兩個配子中，獨立的隨配子遺傳給后代?；蜃杂山M合定律的實質(zhì)

18、AbaBBAab非同源染色體上的非等位基因自由組合AaBb雜合子體細胞配子配子 位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的；在減數(shù)分裂過程中，同源染色體上的等位基因分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。小結(jié)基因在染色體上薩頓的假說基因和染色體存在著明顯的平行關(guān)系內(nèi)容：基因在染色體上依據(jù)：摩爾根的實驗果蠅的雜交實驗結(jié)論：基因在染色體上孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋基因的分離定律的實質(zhì)基因的自由組合定律的實質(zhì)04習(xí)題鞏固Problem consolidation拓展應(yīng)用 紅眼雌果蠅的基因型有XWXW和XWXw兩種類型，白眼雄果蠅的基因型為XwY。如果基因型為XWXW的紅眼雌果蠅與基

19、因型為XwY的白眼雄果蠅雜交，則子一代無論雌雄，全部為紅眼；如果基因型為XWXw的紅眼雌果蠅與基因型為XwY的白眼雄果蠅雜交，那么子代雌果蠅和子代雄果蠅都是既有紅眼，也有白眼，因此無法通過眼睛顏色判斷子代果蠅的性別。果蠅眼睛顏色的雜交實驗，共有紅眼雌果蠅（XWXW或XWXw）與紅眼雄果蠅（XWY）、紅眼雌果蠅（XWXW或XWXw）與白眼雄果蠅（XwY）、白眼雌果蠅（XwXw）與白眼雄果蠅（XwY）、白眼雌果蠅（XwXw）與紅眼雄果蠅（XWY）雜交等組合。只有白眼雌果蠅（XwXw）與紅眼雄果蠅（XWY）雜交的子代，紅眼全為雌性，白眼全為雄性，可以通過眼睛顏色判斷子代果蠅的性別。1.拓展應(yīng)用 這些生物的體細胞中的染色體數(shù)目雖然減少了一半，但仍具有一整套非同源染色體，這一套染色體攜帶著控制該種生物所有性狀的一整套基因。 人的體細胞中染色體數(shù)目的變異，會嚴重影響生殖、發(fā)育等各種生命活動，未發(fā)現(xiàn)其他常染色體數(shù)目變異的嬰兒，很可能是發(fā)生這類變異后的受精卵不能發(fā)育，或發(fā)育至胚胎早期就死亡了的緣故。2.3.習(xí)題鞏固1.已知果蠅的體細