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(共43张PPT)
第2节
第2章　基因和染色体的关系
必修2：遗传与进化
基因在染色体上
2
1
3
运用结构与功能观,理解自由组合定律的实质
运用假说—演绎法,分析萨顿假说和摩尔根的果蝇杂交实验
认同摩尔根等科学家尊重事实、敢于质疑他人又否定自我的科学精神
基因和染色体究竟是什么关系呢？
孟德尔遗传规律的现代解释
基因位于染色体上的实验证据
萨顿的假说
目标一
目标二
目标三
目
录
CONTENTS
1903年X月X日，晴，这是我第10001次观察蝗虫的减数分裂，我发现一个很奇怪的事情：
孟德尔假设的一对遗传因子，它们的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似……
沃尔特·萨顿
1
假说依据：
基因和 存在着明显的 关系。
染色体的行为
平行
R
r
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
YyRr
Y
y
YR
Yr
yR
yr
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
2
假说内容：
项目 基因 染色体
独立性 基因在杂交过程中保持_____性和_____性 染色体在配子形成和受精过程中，具有________的形态结构
存在 方式 在体细胞中基因_____存在，在配子中只有_____________ ________ 在体细胞中染色体_____存在，在配子中只有_____________________
来源 体细胞中成对的基因一个来自_____，一个来自_____ 体细胞中成对的染色体(即______染色体)一条来自_____，一条来自_____
分配 ____________在形成配子时自由组合 ______________在减数分裂Ⅰ的后期自由组合
完整
独立
相对稳定
成对
成对的基因中
的一个
成对
成对的染色体中的一条
父方
母方
同源
非等位基因
非同源染色体
父方
母方
分析减数分裂中基因和染色体的关系
任务一
1.根据萨顿的假说，请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(图中染色体上白色横线代表基因的位置，相关基因用D、d表示)。
D D
d d
d
D
D d
D
d
D
d
D D
d d
D d
D d
这样推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否还需要实验的验证。
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！
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。
不一定
2.基因和染色体的行为存在平行关系。从理论上支持基因在染色体上的假说，但事实是否如此呢？为什么？
摩尔根
(1)体细胞中基因成对存在，配子中只含一个基因。(　　)
(2)性染色体上的基因都与性别决定有关。(　　)
(3)白眼残翅雌果蝇(bbXrXr)能形成bbXrXr类型的次级卵母细胞。(　　)
(4)果蝇细胞内的基因都位于染色体上。(　　)
(5)在减数分裂过程中，等位基因彼此分离的同时，非等位基因自由组合。
(　　)
×
×
√
×
×
1.(2023·泉州高一联考)萨顿依据“基因和染色体的行为存在明显的平行关系”，提出“基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代”的假说，下列不属于他所依据的“平行”关系的是
A.基因在杂交过程中保持完整性和独立性；染色体在配子形成和受精过
程中，也有相对稳定的形态结构
B.基因和染色体在体细胞中都是成对存在的，在配子中都只含有成对中的一个(条)
C.受精卵中基因同染色体一样一半来自父方，一半来自母方
D.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后期也自由组合
√
受精卵中的核基因同染色体一样一半来自父方，一半来自母方，质基因几乎全来自母方，不属于萨顿所依据的“平行”关系，C符合题意。
2.(2022·吉林长春高一期末)下列属于基因和染色体行为存在平行关系证据的是
A.基因有完整性和独立性，但染色体结构会发生变化，从染色体转变成
染色质
B.原核生物细胞中没有染色体，但有基因的存在
C.成对的基因和同源染色体都是一个来自父方，一个来自母方
D.基因和染色体都分布在细胞核中
√
孟德尔遗传规律的现代解释
基因位于染色体上的实验证据
萨顿的假说
目标一
目标二
目标三
目
录
CONTENTS
1
实验者:________
请结合教材P30果蝇的相关信息，总结果蝇作为遗传学的优点。
触角足
卷翅
黑体
无翅
果蝇作为材料的优点
①有许多易于区分的相对性状；
②培养周期短；
③成本低；
④易饲养；
⑤染色体数目少，便于观察。
摩尔根
2
实验材料:________
果蝇
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。
科学事实
①突然出现的白眼性状是显性还是隐性？
②对于红眼和白眼这一对相对性状的遗传
遵不遵循孟德尔的分离定律呢？
思考
X
Y
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
非同源区段：
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：
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：
-
Ⅰ、Ⅲ
Ⅱ
F2
F1
P
1
1
1
1
:
:
:
×
×
白眼(♂)
红眼(♀)
红眼(♀)
红眼(♂)
红眼♀
红眼♀
红眼♂
白眼♂
分析实验现象：
1.眼色的显性性状是？
2.眼色遗传是否遵循分离定律？
红眼
是，F1自交后代的性状分离比为3∶1
提出问题：
白眼性状为什么与性别相关联？
（1）观察现象、提出问题
3
探究过程
方法：假说—演绎法
分析实验现象:
①果蝇的红眼、白眼是一对相对性状。F1全为红眼,说明红眼是_____性状。
②F2中红眼∶白眼=3∶1,符合分离定律,红眼和白眼受_____等位基因控制。
③白眼性状只出现在雄性中,与_____相联系。
F2
F1
P
1
1
1
1
:
:
:
×
×
白眼(♂)
红眼(♀)
红眼(♀)
红眼(♂)
红眼♀
红眼♀
红眼♂
白眼♂
3
探究过程
方法：假说—演绎法
（1）观察现象、提出问题
显性
一对
性别
提出问题：
白眼性状为什么与性别相关联？
假说一：控制眼色的基因只在Y染色体上。
假说二：控制眼色的基因只在X染色体上。
假说三：控制眼色的基因在X、Y染色体同源区上。
如果按照萨顿的假说：基因在染色体上,那么,控制
白眼的基因是在常染色体上还是在性染色体上呢
如果在性染色体体上存在哪些可能？如何验证？
（2）提出假说， 解释问题
P：
F1：
F2：
红（雌、雄）
白 (雄)
3/4
1/4
红眼 （雌、雄）
×
F1雌雄交配
×
摩尔根
如果只位于Y染色体上，则F1中应有白眼雄果蝇出现。
P：
F1：
F2：
红（雌、雄）
白 (雄)
3/4
1/4
红眼 （雌、雄）
×
F1雌雄交配
假说二：控制眼色的基因只在X染色体上
项 目 雌果蝇 雄果蝇 基 因 型 XWXW XWXw XwXw XWY XwY
表 型 _____ _____ _____ _____ _____
红眼
红眼
白眼
红眼
白眼
填写表中各种果蝇的基因型及表型:
P
F1
F2
×
XWXW
XwY
XW
Y
Xw
配子
XWY
XWXw
×
Xw
XW
Y
XW
XWXW（雌）
XWXw（雌）
XWY（雄）
XwY（雄）
3/4红眼（雌、雄） 1/4白眼（雄）
对杂交现象的解释
配子
——遗传图解
假说二：控制眼色的基因只在X染色体上
（2）提出假说，解释问题
XWXw × XwY
XWX w
XwY
F1：
P：
配子：
红眼（雌） 白眼（雄）
XW Xw
Xw
Y
XwXw
XWY
红雌
白雌
红雄
白雄
XWY × XwXw
XWX w
红雌
XwY
白雄
F1：
P：
配子：
红眼（雄） 白眼（雌）
XW
Xw
Y
测交方案1
测交方案2
（3）演绎推理
还有其他测交方案吗？
雌果蝇均为红眼,雄果蝇均为白眼。
假说二：控制眼色的基因只在X染色体上
红眼雌蝇 红眼雄蝇 白眼雌蝇 白眼雄蝇
126 132 120 115
实验结果：
子代中雌蝇均为红眼，雄蝇均为白眼。
得出结论：控制果蝇白眼的基因只位于X染色体上，而Y染色体不含其等位基因，基因在染色体上。
测交方案1
测交方案2
(4)实验验证，得出结论
P
F1
F2
×
XWXW
XwYw
XW
Yw
Xw
配子
XWYw
XWXw
×
Xw
XW
Yw
XW
XWXW（雌）
XWXw（雌）
XWYw（雄）
XwYw（雄）
3/4红眼（雌、雄） 1/4白眼（雄）
对杂交现象的解释
配子
如何设计验证是假说二还是假说三？
测交实验
——遗传图解
假说三：控制眼色的基因在 X、Y染色体同源区上
(2)提出假说 解释问题
XWXw × XwYw
XWX w
XwYw
F1：
P：
配子：
红眼（雌） 白眼（雄）
XW Xw
Xw
Yw
XwXw
XWYw
红雌
白雌
红雄
白雄
XWY W × XwXw
XWX w
红雌
XwY W
F1：
P：
配子：
红眼（雄） 白眼（雌）
XW
Xw
Y W
测交方案1
测交方案2
演绎推理
假说三：控制眼色的基因在X、Y染色体同源区上
红雄
XY的同源区段 雌雄均红眼
与实验结果不一致
演绎推理
测交
得出结论
基因在染色体上
白眼性状的表现总是与性别相联系
提出问题
假说
演
绎
法
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
实验验证
测交结果
回顾摩尔根的果蝇杂交实验实验：假说-演绎法
从此，摩尔根成了 孟德尔 理论的坚定支持者。
（1）现象：每种生物的基因数量远多于染色体数目
X
X
4对染色体，1.3万个基因
23对染色体，2.6万个基因
（2）推测：一条染色体上有许多个基因
（3）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。
4
进一步探究
资料：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。
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。
√
3．(2023·福建泉州高一期中)摩尔根研究控制果蝇白眼的基因在染色体上的位置时经历了若干过程，下列叙述依次为(　　)
①白眼性状是如何遗传的，为何与性别有关
②控制白眼的基因仅位于X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因
③对F1红眼雌果蝇进行测交
A．①为假说，②为推论，③为实验验证
B．①为观察，②为假说，③为推论
C．①为问题，②为假说，③为实验验证
D．①为推论，②为假说，③为实验验证
4.摩尔根研究果蝇的眼色遗传实验过程如图所示。下列叙述中错误的是
A.果蝇的眼色遗传遵循分离定律
B.摩尔根和孟德尔的豌豆杂交实验一样，
都采用了“假说—演绎”的研究方法
C.F2的红眼雌果蝇中纯合子占1/2
D.选用自然界中的红眼雄果蝇与白眼雌
果蝇进行实验不可以确定基因所在位置
√
孟德尔遗传规律的现代解释
基因位于染色体上的实验证据
萨顿的假说
目标一
目标二
目标三
目
录
CONTENTS
1
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， 会随_____________的分开而 ，分别进入两个配子中，独立的随配子遗传给后代。
等位基因
同源染色体
分离
D
d
1
2
D
d
1
2
D
d
D
1
D
d
2
d
d
D
D
d
A
a
精原细胞
初级精母细胞
A
a
A
a
次级精母细胞
A
A
a
a
A
a
A
a
精细胞
（1）等位基因的概念：
位于同源染色体上同一位置，控制相对性状的基因。如A和a
注意：A和A、a和a叫做相同基因
（2）等位基因分离的原因：
随同源染色体的分离而分离
（3）等位基因分离的时间：
减数分裂Ⅰ后期
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_______________________彼此分离的同时，__________________________自由组合。
同源染色体上的等位基因
非同源染色体上的非等位基因
2
基因的自由组合定律的实质
A
a
B
b
A
B
A
B
A
B
a
b
a
b
a
b
A
B
A
B
a
b
a
b
a
A
B
b
A
B
A
B
a
b
a
b
A
A
b
b
a
a
B
B
或
①自由组合的原因：
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：
减数分裂Ⅰ后期
基因自由组合定律的实质
任务二
(1)图中属于等位基因的有______________________。
(2)图中非等位基因有___________________________
___________________________________________。
A与a、B与b、C与c
A(或a)和C(或c)、
B(或b)和C(或c)、A(或a)和B(或b)
(3)上述非等位基因中，能自由组合的是_______________________________。
A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)
(4)不考虑同源染色体非姐妹染色单体间的互换，该生物能产生____种配子，分别是___________________________。
ABC、ABc、abC、abc
4
如图是某生物细胞内染色体和基因的分布图，①和②、③和④是两对同源染色体，请回答下列问题：
(1)同源染色体上等位基因的分离与非同源染色体上的非等位基因间的自由组合同时进行，都发生在减数分裂Ⅰ后期。
(2)同源染色体上每对等位基因的遗传均遵循基因的分离定律。
(3)减数分裂时自由组合的是非同源染色体上的非等位基因(即两对等位基因必须位于两对同源染色体上)，而不是所有的非等位基因，因为同源染色体上的非等位基因的遗传不遵循基因的自由组合定律。
(4)真核生物的细胞核基因位于染色体上，细胞质基因位于叶绿体和线粒体的DNA上；真核生物细胞质中的基因与原核生物中的基因在遗传过程中均不遵循孟德尔的两个遗传规律。
关于基因自由组合定律的几点说明
√
5．下列关于孟德尔遗传规律的叙述，错误的是(　　)
A．同源染色体分离导致等位基因分离
B．一对遗传因子就是位于一对同源染色体上的等位基因
C．同源染色体上的非等位基因自由组合
D．非同源染色体上的非等位基因自由组合
解析：在减数分裂过程中，同源染色体分离导致其上的等位基因分离，非同源染色体自由组合，位于非同源染色体上的非等位基因也进行自由组合。
√
6．(2023·广东广州高一期末)根据右图所示基因在染色体上的分布情况判断，下列选项不遵循基因的自由组合定律的是(　　)
解析：A、a与D、d位于一对同源染色体上，不遵循基因的自由组合定律，A符合题意；
A、a与B、B，A、a与C、c，C、c与D、d均位于两对同源染色体上，在遗传过程中均遵循基因的自由组合定律，B、C、D不符合题意。
拓展延伸　　长句特训　　　　　　与高考接轨
(1)一个基因型为AaDd的个体，基因的分布如上题图所示，则该个体自交，后代的基因型及比例是________________________________。
(2)位于性染色体上的等位基因在遗传时是否遵循分离定律？控制两对相对性状的两对等位基因一定遵循自由组合定律吗？______________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
AADD∶AaDd∶aadd＝1∶2∶1
位于性染色体上的等位基因在遗传时遵循分离定律。不一定；控制两对相对性状的两对等位基因若位于同一对同源染色体上，则不遵循基因的自由组合定律
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：
基因位于染色
体上的证据
果蝇的杂交实验
结论：基因在染色体上呈线性排列
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

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