资源简介

(共42张PPT)
第2章　基因和染色体的关系
基因在染色体上
第2节
人教版高中生物 必修2
1
阐述基因位于染色体上的实验证据(重、难点)。
2
对孟德尔遗传规律作出现代解释(重、难点)。
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
情境导入
体细胞
配子
Dd
基因成对
D
d
Dd
一个来自父方
一个来自母方
受精后
体细胞
成单
遗传学
等位基因分离
一对基因
染色体成对
成单
一条来自父方
一条来自母方
细胞学
同源染色体分离
一对同源染色体
分离定律
知识回顾
非等位基因自由组合
非同源染色体自由组合
yR
Yr
yr
YR
YyRr
体细胞
配子
自由组合定律
知识回顾
遗传学
两对基因
细胞学
两对同源染色体
>
<
目标一
萨顿的假说
1.1 萨顿提出假说
基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因在染色体上。
假说内容
基因行为（遗传学） 染色体行为（细胞学）
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
等位基因分离，
非等位基因自由组合
同源染色体分开，
非同源染色体自由组合
杂交过程保持完整性、独立性
在减数分裂和受精作用中保持相对稳定的形态结构
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
活动1
分析减数分裂中基因和染色体的关系
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？
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。
摩尔根
不一定
活动1
分析减数分裂中基因和染色体的关系
1.下列相关叙述错误的是
A.萨顿提出了基因位于染色体上的假说
B.萨顿发现了基因与染色体行为的平行关系
C.萨顿证明了基因位于染色体上
D.萨顿假说的提出并没有科学的实验依据作为支撑
√
解析　萨顿提出了“基因在染色体上”的假说，但并没有证明基因位于染色体上，该假说的提出在当时并没有科学的实验依据作为支撑。
2.(2022·北京八十中高一期中)萨顿假说认为“基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的”，下列关于此推测依据的叙述，不正确的是
A.基因和染色体在杂交过程中均能保持完整性和独立性
B.体细胞中基因和染色体均成对存在
C.生殖细胞中基因和染色体均单个存在
D.体细胞中基因的数目与染色体数目相等
解析　一条染色体含有多个基因，基因数目与染色体数目不相等，D错误。
√
>
<
目标一
基因位于染色体上的实验证据
2.1 果蝇作为实验材料的优点
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。
触角足
卷翅
黑体
无翅
果蝇体细胞染色体图解
2.2 摩尔根的果蝇杂交实验
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。
托马斯 · 亨特 · 摩尔根
白眼和红眼果蝇
P
×
红眼雌果蝇
白眼雄果蝇
F1
F1雌雄交配
红眼雄
红眼雌
F2
红（雌、雄）：白 (雄)=3:1
白雄 782
红雌 2495
红雄 1011
2.2 摩尔根的果蝇杂交实验
与孟德尔豌豆一对相对性状的杂交实验相比，果蝇眼色的遗传有何特殊之处？
果蝇的眼色遗传是否符合分离定律？
判断果蝇眼色性状的显隐性关系？
红眼对白眼为显性。
F2中，白眼果蝇均为雄性。
F2中，红 : 白≈3:1，符合分离定律
白眼性状的表现总是与性别相关联，该如何解释这一现象呢？
雄果蝇
雌果蝇
性染色体：
常染色体：
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
X、Y
3对常染色体 +
3对常染色体 +
XX
XY
2.3 作出假说
控制眼色的基因是在X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因。
(XWY)
红眼
(XwXw)
白眼
(XwY)
白眼
(XWXW)或(XWXw)
红眼
2.3 作出假说
雄果蝇
雌果蝇
控制眼色的基因是在X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因。
2.4 对杂交现象的解释
红眼（雌）
×
白眼（雄）
XW
Y
Xw
红眼（ 雄 ）
红眼（ 雌 ）
×
P
F2
F1
配子
配子
XW
Xw
XW
Y
XWXW 红眼 (雌)
XWXw 红眼 (雌)
XWY 红眼 (雄)
XwY 白眼 (雄 )
XWXW
XwY
XWY
XWXw
一种假说仅能解释已有的实验结果是不够的。还应该根据假说进行演绎推理，预测新的实验结果，再通过实验来进行检验。如果实验结果与预期相符，则支持假说。
约 3 : 1
请同学们，写一写各实验组的遗传图解
活动2
设计实验验证假说
实验1：F1红眼 (♀) × 白眼 (♂)
实验2：F1红眼 (♂) × 白眼 (♀)
实验3：野生红眼 (♂) × 白眼 (♀)
P F1 红眼（♀） × 白眼（♂）
XWXw
XWXw
XWY
XwY
Xw
Y
XW
Xw
XwXw
XwY
F1
配子
红眼(♀)
白眼(♀)
白眼(♂)
红眼(♂)
实验1
活动2
设计实验验证假说
与实验结果一致
实验2
P F1 红眼（♂） × 白眼（♀）
XWY
XwXw
XWXw
Y
XW
Xw
XwY
F1
配子
红眼(♀)
白眼(♂)
活动2
设计实验验证假说
与实验结果一致
实验3
活动2
设计实验验证假说
与实验结果一致
P 野生红眼（♂） × 白眼（♀）
XWY
XwXw
XWXw
Y
XW
Xw
XwY
F1
配子
红眼(♀)
白眼(♂)
实验2： F1红眼（♂） × 白眼（♀）
实验3： 野生红眼（♂） × 白眼（♀）
以上实验是否能够证明“Y染色体不含有眼色基因”呢？
XwY
或 XwYw
XWY
或 XWYw
XWY
或 XWYW
实验1： F1红眼（♀） × 白眼（♂）
活动2
设计实验验证假说
Y染色体上不含有眼色基因 Y染色体上含有眼色基因
请按照假设：①眼色基因在X、Y染色体上，②眼色基因只在X染色体上，对以上三个实验进行演绎推理，如果两种假设对某一亲本组合推理的结果不同，请将相应的亲本组合推理的遗传图解写在下边的方框中。
P
X
w
X
w
×
X
W
Y
白眼（♀）
↓
红眼（♂）
F
1
X
W
X
w
X
w
Y
红眼（♀）
白眼（♂）
（
1
:
1
）
P
X
w
X
w
×
X
W
Y
W
白眼（♀）
↓
红眼（♂）
F
1
X
W
X
w
X
w
Y
W
红眼（♀）
红眼（♂）
全为红眼果蝇，无白眼果蝇
活动2
设计实验验证假说
实验证据
F
1
X
W
X
w
X
w
Y
红眼（♀）
白眼（♂）
（
1
:
1
）
P
X
w
X
w
×
X
W
Y
白眼（♀）
红眼（♂）
活动2
设计实验验证假说
2.5 结论：基因在染色体上
红眼（♀） 白眼（♂）
人类历史上第一次将一个特定的基因（白眼基因w)和一条特定染色体（X染色体）联系起来，用实验证明了基因在染色体上。
将遗传学研究推向细胞水平。
2.6 生物学研究中的假说-演绎
现象：果蝇眼色的遗传总是与性别相关联。
假说：控制白眼的基因在X染色体上，而不在Y染色体上。
演绎：野生红眼雄果蝇的Y染色体上没有红眼基因，
测交结果为：红眼雌果蝇：白眼雄果蝇=1:1。
验证：测交结果红眼雌果蝇：白眼雄果蝇=1:1，证明假说成立。
萨顿的假说：基因由染色体携带着从亲代传递给下一代。
实验证据
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。
2.7 基因和染色体的关系
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.(2022·福建三明市第二中学高一期中)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
√
解析　根据F2的性状分离比为3∶1可知，果蝇的眼色受一对等位基因控制，其遗传遵循分离定律，A正确；
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，B正确；
亲本基因型分别为XWXW、XwY，F1红眼雌、雄果蝇的基因型分别为XWXw、XWY，F2的基因型为XWXW、XWXw、XWY、XwY，F2的红眼雌果蝇中纯合子(XWXW)占1/2，C正确；
选用自然界中的红眼雄果蝇与白眼雌果蝇进行实验可以确定基因所在位置，D错误。
4.用白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交，通过眼睛颜色可判断子代果蝇的性别；用其他杂交组合，能否通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别？ (填“能”或“不能”)，将各杂交组合的子代表型填在表格中。
项目 XWXW XWXw XwXw
XWY ____________ ___________________________________________ 雌果蝇均为红眼、雄果蝇均为白眼
XwY ____________ ____________________________ _____________
不能
雌雄均为红眼
雌果蝇均为红眼，雄果蝇中既有红眼也有白眼
雌雄均为红眼
雌、雄果蝇均既有红眼也有白眼
雌雄均为白眼
>
<
目标一
孟德尔遗传规律的现代解释
2.1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。
2.2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。
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)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
___________________________________________。
活动3
基因自由组合定律的实质
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___________________________。
(5)某二倍体生物，体细胞内具有n对等位基因，m对同源染色体（n>m）。不考虑同源染色体非姐妹染色单体间的互换，该个体约能产生多少种配子________。
ABC、ABc、abC、abc
2m
4
活动3
基因自由组合定律的实质
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。
核心归纳
关于基因自由组合定律的几点说明
5.(2022·福建宁德高一期中)某植物体细胞内三对基因在染色体上的位置情况如图所示，三对基因分别单独控制不同的相对性状。下列叙述正确的是
A.图中A、a和B、b的遗传遵循基因的自由组合定律
B.基因型为AaBb的个体自交后代会出现4种表型，比例为
9∶3∶3∶1
C.如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生染色体互换，则它可产生4种配子
D.三对基因的遗传均遵循基因的分离定律
√
解析　图中A和B、a和b基因位于一对同源染色体上，不遵循基因的自由组合定律，因此AaBb的个体自交后代不会出现9∶3∶3∶1的性状分离比，A、B错误；
图中A和B、a和b基因位于一对同源染色体上，如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生染色体互换，则它可产生AB和ab 2种配子，C错误；
据题意可知，三对等位基因分别单独控制不同的相对性状，三对等位基因的遗传均遵循基因的分离定律，D正确。
6.(2022·陕西高一期中)现有四个纯种果蝇品系，其中品系①的性状均为显性，品系②～④均只有一种性状是隐性，其余性状均为显性。这四个品系的隐性性状及控制该隐性性状的基因所在的染色体如下表所示。
品系 ① ② ③ ④
隐性性状 残翅 黑身 紫红眼
相应染色体 Ⅱ、Ⅲ Ⅱ Ⅱ Ⅲ
现要设计验证孟德尔遗传定律的第一步杂交实验，下列相关叙述正确的是
A.若通过观察体色验证基因的分离定律，可选择交配品系组合为②×④
B.若通过观察翅型验证基因的分离定律，必须选择交配品系组合①×②
C.若验证基因的自由组合定律，可选择观察体色与眼色两对相对性状
D.若验证基因的自由组合定律，可选择观察翅型和体色两对相对性状
√
解析　若通过观察体色验证基因的分离定律，可选择交配品系组合为①×③或②×③或③×④，选择②×④涉及两对等位基因，且不涉及体色的相对性状，A错误；
若通过观察翅型验证基因的分离定律，可选择交配品系组合为①×②或②×③或②×④，B错误；
要验证基因的自由组合定律，则控制两对相对性状的基因要位于不同对的同源染色体上，控制翅型和体色的基因都位于Ⅱ号染色体上，控制眼色的基因位于Ⅲ号染色体上，所以可选择观察体色与眼色两对相对性状来验证基因的自由组合定律，C正确；
控制翅型和体色的基因都位于Ⅱ号染色体上，因此选择翅型和体色即选择②×③不能验证基因的自由组合定律，D错误。
课堂小结

展开更多......

收起↑