资源简介

(共22张PPT)
基因在染色体上
本节聚焦
01
科学家发现基因与染色体有哪些平行关系？
02
摩尔根如何证明基因位于染色体上？
03
摩尔根的果蝇杂交实验给我们哪些启示？
04
怎样从基因和染色体的层面解释孟德尔遗传规律？
一、萨顿的假说
1903年X月X日，晴，这是我第10001观察蝗虫的减数分裂，我发现一个很奇怪的事情，蝗虫的体细胞中有24条染色体，生殖细胞中只有12条，精卵结合形成的受精卵又是24条染色体。
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，每对染色体中的一条来自父方，另一条来自母方。并且与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
一、
萨顿的假说，基因与染色体的关系
一、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。即：基因在染色体上。基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
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。
1.
在体细胞中基因成对存在，染色体也是成对的。在配子中成对的基因只有一个，成对的染色体也只有一条。
2.
体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方；同源染色体也是如此。
3.
非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合。
4.
矮 茎
高 茎
×
减数
分裂
受 精
减数
分裂
高 茎
减数
分裂
高 茎
高 茎
高 茎
矮 茎
P
配子
F1
F1配子
F2
思考与讨论
矮 茎
高 茎
×
减数
分裂
受 精
减数
分裂
高 茎
减数
分裂
高 茎
高 茎
高 茎
矮 茎
P
配子
F1
F1配子
dd
DD
d
D
Dd
d
D
D
d
Dd
Dd
dd
DD
F2
思考与讨论
寻找证据的历程
孟德尔
19世纪末，孟德尔发现遗传规律
怀疑
美国生物学家摩尔根曾明确表示过不相信孟德尔的遗传理论，对萨顿的基因位于热暗色提上的学说更持怀疑态度，认为这是主观的臆测，缺少实验证据
二、
基因位于染色体上的实验证据
二、基因位于染色体上的实验证据
我能不能设计一个实验，看看生物的遗传与染色体到底是什么关系，用什么方法呢？基因又是怎么回事？
用什么作实验材料呢？这是个关键问题。
托马斯·亨特·摩尔根
科学研究方法：假说演绎法
材料选对了就等于实
验成功了一半
选择实验材料
那我该选择什么呢？
1910年5月的一天，在摩尔根的实验室中诞生了一只白色眼睛的雄性果蝇，而它的兄弟姐妹的眼睛都是红色的。显然它是一个变异体，后来它成为科学史上最著名的动物!
意外的发现… …
二、基因位于染色体上的实验证据
果蝇作为遗传学实验材料的优势：
个体小，体长3~4毫米；
容易饲养、繁殖能力强、繁殖速度快 ；
雌雄易区分，在低倍镜下就能观察；
染色体数目少，仅有3对常染色体和1对性染色体，且形态大小等均有明显差异，易于遗传学操作。
二、基因位于染色体上的实验证据
一、摩尔根的果蝇杂交实验——观察现象，提出问题
P
F1
F2
红（雌、雄）：白 (雄)=3:1
×
F1雌雄交配
白雄 782
红雌 2495
红雄 1011
红眼雌果蝇
白眼雄果蝇
红眼雄
红眼雌
就果蝇红眼和白眼这一对相对性状来看，F1全为红眼，F2中红眼和白眼的数量比是3:1；
说明果蝇的红眼和白眼是受一对等位基因控制的；红眼是显性性状；符合分离定律；
F2中白眼全是雄性，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？
果蝇体细胞染色体图解
雌雄果蝇体细胞中染色体组成有何异同？
3对常染色体+
3对常染色体+
XX
XY
二、基因位于染色体上的实验证据
果蝇成对的两个性染色体大小、形态相差悬殊。这个白眼基因会在哪个位置呢？
基因位于X染色体特有区段
基因位于X和Y染色体同源区段
基因位于Y染色体特有区段
分析各种情况，分别画出遗传图解
对实验现象的解释
×
白眼
（雄）
红眼
（雌）
P
… …
同源区段
非同源区段
若用w表示控制眼睛颜色的基因，红眼W,白眼w.
(XW , Xw ,Y)
(XW Xw,YW Yw)
( X , YW Yw)
只有当控制眼色的基因在X染色体上的特有区段时解释才合理
二、基因位于染色体上的实验证据
雌果蝇种类：
红眼（ＸＷＸＷ）
红眼（ＸＷＸw）
白眼（ＸWＸW）
雄果蝇种类：
红眼（ＸＷＹ）
白眼（ＸwＹ）
（二）经过推理、想象，提出假说
——控制白眼的基因在X染色体的特有区段上
二、基因位于染色体上的实验证据
P
F1
F2
×
对实验现象的解释
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）
3/4红眼（雌、雄） 1/4白眼（雄）
二、基因位于染色体上的实验证据
红眼
白眼
雌、雄
各占1/4
雌、雄
各占1/4
×
F1
XWXw
XwY
红眼
红眼
白眼
白眼
雌
雌
雄
雄
126
132
120
115
（五）得出结论——证明了基因在染色体上
（四）实验验证：与理论推测一致，完全符合假说，假说完全正确！
摩尔根等人亲自做了该实验，实验结果如下：
（三）设计测交实验，并预期结果——演绎推理
二、基因位于染色体上的实验证据
摩尔根是第一位运用“假说演绎法”证明基因在染色体的科学家。
二、基因位于染色体上的实验证据
摩尔根证明基因在染色体上呈线性排列
现代分子生物技术将基因定位在染色体上
荧光标记法
三、孟德尔遗传定律的现代解释
A
A
A
A
a
a
a
a
a
a
A
A
分裂
间期
减数
分裂Ⅰ
减数
分裂Ⅱ
减数
分裂Ⅱ
A
a
基因分离定律的实质是：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。
三、
孟德尔遗传规律的现代解释
三、孟德尔遗传定律的现代解释
分裂
间期
减数
分裂Ⅰ
减数
分裂Ⅱ
减数
分裂Ⅱ
A
a
B
b
a
a
A
A
b
b
B
B
B
B
a
a
A
A
b
b
A
b
a
B
B
a
A
b
自由组合定律的实质是：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。
基因在染色体上
萨顿的假说
假说核心：基因在染色体上
证据：基因与染色体存在明显的平行关系
基因位于染色体
上的实验证据
果蝇杂交实验
果蝇杂交实验基因分析图解
果蝇体细胞的染色体图解
基因在染色体上呈线性排列
孟德尔遗传规律的现代解释
四
课堂小结
1.(2022·广东惠州二模)下列关于基因在染色体上的相关科学史的说法错误的是(　)A.萨顿的假说提出是基于基因和染色体行为存在着明显的平行关系B.摩尔根等人将一个特定的基因和X染色体联系起来,证明基因在染色体上C.摩尔根等人通过大量的实验证明了基因在染色体上呈线性排列D.摩尔根等人通过荧光标记技术确定了基因在染色体上的具体位置
D　
解析:萨顿运用类比推理法,依据基因和染色体行为存在着明显的平行关系,提出基因在染色体上的假说;摩尔根等人将控制果蝇眼色基因的遗传与性别相关联,运用假说—演绎法证明基因在染色体上;摩尔根等人通过大量的实验证明基因在染色体上呈线性排列;现代分子生物学技术通过荧光标记实验确定了基因在染色体上的具体位置。
五、课堂练习
2.现有一种位于X染色体上的单基因遗传病,在某家族中父亲与女儿均患病、母亲与儿子正常。下列关于该病的叙述不正确的是(　)A.若该病为显性遗传,则女儿的致病基因只能来自父亲B.若该病为隐性遗传,女儿与一正常男性结婚建议生女孩C.若该病为隐性遗传,父母再生一个患病男孩的概率为1/2D.该病无论显、隐性遗传,该患病家族中四人基因型都不相同
C　
解析:根据题意分析,若该病为显性遗传,相关基因用A、a表示,则父亲基因型为XAY,母亲基因型为XaXa,女儿基因型为XAXa,因此女儿的致病基因只能来自父亲;若该病为隐性遗传,则父亲基因型为XaY,母亲基因型为XAXa,女儿基因型为XaXa,因此该女儿与一正常男性XAY结婚,建议生女孩(女孩都正常,男孩都患病);若该病为隐性遗传,则父亲基因型为XaY,母亲基因型为XAXa,再生一个患病男孩XaY的概率为1/4;根据以上分析可知,该病无论显、隐性遗传,该患病家族中四人基因型都不相同。
3.(2022·湖南岳阳三模)图甲为摩尔根等人研究并绘出的果蝇X染色体上几个基因的相对位置图,图乙为利用荧光标记各个基因,得到的基因在染色体上位置图,由图分析,正确的是(　　)
A.图甲和图乙都能说明一条染色体上有多个基因,且呈线性排列B.图甲中朱红眼基因和深红眼基因的遗传遵循自由组合定律C.图乙中方框内的四个荧光点所在的基因所含遗传信息一定不同D.图乙中从荧光点的分布来看,图中是两条含有染色单体的非同源染色体
解析:据图甲可知,一条染色体上有多个基因,基因在染色体上呈线性排列,据图乙不同荧光点的位置分布也可以说明基因在染色体上呈线性排列;图甲中朱红眼基因和深红眼基因位于同一条染色体上,不能自由组合;图乙中方框内的四个荧光点位置相同,说明这四个基因可能是相同基因(遗传信息相同),也可能是等位基因(遗传信息不同),因此,方框内的四个荧光点所在的基因所含遗传信息不一定不同;图乙为两条染色体,二者形态大小相似、基因位点相同,是一对同源染色体,同时每条染色体的同一位置有两个基因(荧光点),据此可推测染色体中有染色单体,因此图乙是一对含有染色单体的同源染色体。
A

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