資源簡介

(共28張PPT)
必修二《遺傳與進化》
第二章 基因和染色體的關系
2.2 基因在染色體上
Dd
D d
形成配子時，控制同一性狀的遺傳 因子彼此分 離。控制不同性狀的遺 傳因子自 由組合。
形成配子時，同源染色體 彼此分 離。非同源染色體 自由組合。
孟德爾的分離定律和自由組合定律
減數分裂過程中染色體行為
基因
溫故知新
一 、薩頓的假說
· 最初科學家們對于基 因和染色體的認知是獨立的。
· 薩 頓以蝗蟲為實驗材料，研究精子和卵細胞的形成過程。
發現孟德爾假設的一對遺傳因子的分離與減數分裂中同源染色體的分離 非常相似 。
精子 n=12
減數分裂
卵細胞 n=12
· 提 出假說：基因在染色體上。
受精卵 2n=24
受精作用
2n=24
1.薩頓的假說：
基因在染色體上。即基因是由 染色體攜帶著從親代傳遞給下 一代的。
2.依 據 ：
基因和染色體的行為存在明 顯的平行關系。
3.方 法 ：
類比推理法 類比推理得
出的結論一
定正確么
一 、薩頓的假說
分離定律—遺傳因子 減數分裂—染色體
D d
D d 等位基因分離 看不見的 基因
同源染色體分離
看得見的
染色體
推理
基因在染色體上
思考 · 討論
如果你也認同基因在染色體上，請你在圖中的染色體上標注基因符號。
P 配子 F F 配子
o
減數 分裂
減數
分裂
O
o
高 莖 矮 莖
O
高 莖
高 莖 矮 莖
高 莖 高 莖
減數 分裂
O O
O
O
類比推理法
—— 根據兩個對象在某些屬性
上相同或相似，通過比較而推斷 出他們在其他屬性上也相同的推 理 過 程 。
類比推理得出的結論正確與否，
還需要觀察和實驗的檢驗。
1.薩頓的假說：
基因在染色體上。即基因是 由染色體攜帶著從親代傳遞 給下 一 代的。
2.原 因 ：
基因和染色體的行為存在
明 顯 的平 行關 系 。
3.方 法 ：
類比推理法
類比推理得 出的結論一 定正確么
一 、薩頓的假說
我更相信實驗證據! 我要
通過確鑿的實驗找到遺傳
因子和染色體的關系!
· 1909年，摩爾根開始潛心研究果蠅的遺傳行為。
· 1910年5月，他發現了一只白眼的突變雄果蠅。 他開始用這只果蠅進行實驗。
正因為類比推理的結果不一定正確，
薩頓的假說遭到同時代的遺傳學家摩 爾根的強烈質疑。
果蠅體細胞染色體圖解
常染色體：與性別決定無關的染色體(Ⅱ、Ⅲ、 IV)
性染色體：與性別決定有關的染色體，如X、Y染色體
果蠅XY 型性別決定方式：雌性：3對常染色體+xX
雄性：3對常染色體+XY
千 IV o IV
Ⅱ Ⅲ Ⅱ Ⅲ Ⅱ Ⅲ Ⅱ C Ⅲ
X X 同 型 X Y 異 型
個體小，易飼養；
繁殖快 ， 后代多 ；
相對性狀，易于區分；
染色體，少且大；
二、基因位于染色體上的實驗證據
實 驗 材 料—果蠅
小
1.觀察實驗，發現問題
· 為什么F 中白眼只在雄性出現 (為 什么白眼性狀與性別關聯)
·如何解釋白眼性狀的該現象
結果分析：
a.F 全為紅眼，說明 紅眼 為顯性；
b.F 紅眼和白眼的數量比為3:1,
說明符合 分離 定律，紅眼和白
眼 受 一對 等位基因 控 制。
c. 白眼性狀的表現與 性別 相 聯 系
白眼(雄)
紅眼
(雌、雄交配)
P
紅眼(雌)
F
二、 基因位于染色體上的實驗證據 方法：假說演繹法
紅眼(雌、雄)
3/4
白眼(雄)
1/4
F
二、基因位于染色體上的實驗證據
P
紅眼(雌) 白眼(雄)
XWxW Xw
F 紅眼 XWXw 、XWY
F
XWXw 、XWxW 、XWY XwY
紅眼(雌、雄) 白眼(雄)
3/4 1/4
方法：假說演繹法
2.提出假說，解釋問題
“如果控制白眼的基因 (w) 在X染色 體上，而Y染色體上不含它的等位基 因，上述現象可以得到合理解釋” (教材P31)
紅 眼 雌 性： Xwxw xwX "
紅眼雄性： XWY
白眼雌性： XwXw
白 眼 雄 性： X " Y
P XW×W 紅眼(雌) × XwY 白 眼 ( 雄 ) 配子 XW → Xw Y
F
XWXw 紅眼(雌)
XWY 紅眼(雄)
配子 Xw
Y
XW XWXW 紅 眼 ( 雌 )
XWY 紅 眼 ( 雄 )
Xw XWXw 紅 眼 ( 雌 )
X w Y 白 眼 ( 雄 )
二、基因位于染色體上的實驗證據 從其設想可以合理的解釋實驗現象，但一
2.提出假說，解釋問題 的，還應能預測并實驗檢驗其其它現象。
種假說正確與否僅能解釋已有現象是不夠
果蠅雜交實驗分析圖解
相互交配
測交1
紅眼(雌) 白眼(雄)
P: XWXw X XwY
配 子 ： XW
F :XWXwXwXw XWY XWY
紅雌 白雌 紅雄 白雄
1 : 1 1 :1
紅 眼 ( 雄 ) XWY XW Y XWXw 紅雌 1 白 眼 ( 雌 )
XwXw
XwYW
白雄
1
二、 基因位于染色體上的實驗證據 XWXw 、XWY
3.演繹推理 設計測交實驗 (F 與隱性純合子交配),并預計結果。
P:
配子：
F1:
測交2
5、得出結論：
控制果蠅白眼的基因只位于X染色體上，而Y染色體不含 其等位基因，基因在染色體上。
紅眼雌蠅 紅眼雄蠅 白眼雌蠅
白眼雄蠅
126 132 120
115
子代中雌蠅均為紅眼，雄蠅均為白眼。后代比1:1.
二、 基因位于染色體上的實驗證據
測交2:
測交1:
4、實驗驗證
實驗結果：
提出問題：
作出假說：
演繹推理：
實驗驗證：
得出結論：
基因在染色體上
我就說基因在染色體
上吧!你還不信!
好好好，都聽你的!
托馬斯 · 亨特 · 摩爾根
白眼性狀的表現總是與性別相聯系
若控制白眼基因 ( w ) 在X 染色體上，而Y 染色體上不含有它的等位基因
設計測交實驗，預計測交結果
實驗結果與預測相符
從此，摩爾根成了 孟德爾理論的堅定 支持者
二、基因位于染色體上的實驗證據
假說演繹法
沃爾特 · 薩頓
補 充 ： 非同源區段(Ⅱ) 不具等位基因
同 源 區 段(I)
具 等 位 基 因
非同源區段(Ⅱ ) 不具等位基因
X Y
摩爾根假設的控制紅白眼的基因位于X 、Y染 色體的非同源區段。
●推測：一條染色體上應該有許多個基因。
●證明： 摩爾根和他的學生發明了測定基 因位于染色體上的相對位置的方 法，并繪制出第一個果蠅各種基 因在染色體上相對位置圖。
●結論：一條染色體上有許多個基因。
基因在染色體上呈線性排列。
黃身
白眼
紅寶石眼
截翅
朱紅眼
深紅眼
棒眼
短硬毛
三、基因與染色體的關系 繼續探究
●現象：每種生物的基因數量遠多于染色體數目。
23對染色體，26萬個基因
4對染色體，1.3萬個基因
KK》》
8Kirb 4
I8X
8
熒光標記法
同 源 非同源
染色體 染色體
B
A a
D性
1 2
非等位基因
四、孟德爾遺傳規律的現代解釋
1.等 位 基 因 ： 同 源染色體的相同位置上控制相對性狀的基因
非等位基因： 控制不同性狀的基因
同源
染色體
相同基因
等位基因
等位基因
B
d
……
4
3
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。
次級精母細胞 精細胞
等位基因分離的時間： 減數分裂第一次分裂后期
四、孟德爾遺傳規律的現代解釋 (教材P32)
a
a
初級精母細胞
A
AV
A+ ta
精原細胞
(A FA
a a
基因的分離定律的實質：
tA
A
a
a
位基因自由組合。
A9 Bf
A
BB
A9
AaYa Bf
a
Bflb)
BB ab
aya
a
A b
A b
AY
B ib
BXB
aya
BB
a
9B
四、 孟德爾遺傳規律的現代解釋
(教材P32)
基因的自由組合定律的實質：
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 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
非等位基因自由組合的時間： 減數分裂第一次分裂后期
A a
b
B
A9
a
基因和染色體的行為存在著明顯的平行關系
基因位于染色體上
果蠅眼色遺傳與性別相聯系
控制白眼的基因位于X染色體上，而Y染色 體上不含有它的等位基因
測交實驗
依據
結論
實驗現象
實驗假設
實驗驗證
薩頓假說
摩爾根實驗
減數分裂過程中，等位基因隨同源染色體的分開 而分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合
孟德爾遺傳規律 的現代解釋
基因在染色體上
課堂小結
課堂小測 如：細胞質基因、原核生物、病毒基因
(1)薩頓利用假說—演繹法，推測基因位于染色體上，且基因都位于 染色體上。 ( × )
(2)體細胞中基因成對存在，配子中只含1個基因(× )
(3)蝗蟲體細胞中的24條染色體，12條來自父方，12條來自母方( √ )
(4)摩爾根的果蠅雜交實驗運用了假說—演繹法( √ )
(5)摩爾根果蠅雜交實驗中， F 發生了性狀分離( √ )
(6)果蠅雜交實驗中，眼色遺傳與性別有關( √ )
優化設計(大本) 優化設計P61
(7)性染色體只存在于生殖細胞，常染色體只出現在體細胞。
(8)非等位基因隨非同源染色體自由組合說明核基因和染色體行為存在 平行關系。( √ )
(9)受精卵中成對的等位基因或同源染色體一半來自父方一半來自母方
(10)雌雄配子結合形成合子時，非同源染色體上的非等位基因自由組合(×)
(11)性染色體上的基因不一定都與性別決定有關。 ( √)
(10)雌雄配子結合形成合子時，非同源染色體上的非等位基因自由組合
P65特別提醒：基因的行為并非都遵循孟德爾遺傳規律。
題型一：基因位于染色體上的實驗證據
1. 摩爾根在野生型紅眼果蠅中偶然發現了一只白眼雄果蠅，他用這只果蠅與野生型 紅眼果蠅進行雜交(實驗 I), 結果F 全為紅眼。 F 雌雄果蠅相互交配，F 雌果蠅全 部為紅眼，雄果蠅中紅、白眼比例為1:1。這種現象不能用孟德爾的理論完全解釋 清楚。于是他繼續做了下表所示的實驗(Ⅱ、Ⅲ)。下列有關敘述錯誤的是 ( B )
組別 雜交組合
結果
Ⅱ F 紅眼干×白眼杏
紅眼早：紅眼杏：白眼早： 白眼 =1:1:1:1
Ⅲ 野生型紅眼否×白眼早(來自實驗Ⅱ)
紅眼早：白眼否=1:1
A. Ⅱ 可視為實驗I的測交實驗，其結果表明F 紅眼雌果蠅為雜合子
B.Ⅲ 是實驗I的反交實驗，正反交結果不同說明果蠅的眼色遺傳不符合分離定律 C.Ⅲ 的結果表明野生型紅眼雄果蠅的精子只有一半含有控制眼色的基因
D.I 、Ⅱ 、Ⅲ 能夠說明控制果蠅眼色的基因只位于X染色體上， Y 上沒有其等位基因
題型一：基因位于染色體上的實驗證據
2. 關于“摩爾根果蠅雜交實驗， F 白眼性狀總和性別相關聯”的解釋，有人認為控制白 眼的基因是位于X、Y 染色體的同源區段，設計以下實驗，下列正確的是( )
方法1:純合紅眼雌性個體×純合白眼雄性個體 →F
方法2:純合白眼雌性個體×純合紅眼雄性個體 →F1
結 論 ：
①若子代雌雄個體全表現為紅眼，則基因位于X 、Y染色體的同源區段；
②若子代雌性個體表現為紅眼，雄性個體表現白眼，則基因只位于X染色體上；
③若子代雄性個體表現為紅眼，則基因只位于X 染色體上；
④若子代雌性個體表現為紅眼，則基因位于X、Y 染色體的同源區段。
A. “方法1+結論①②”能夠完成上述探究任務
B. “方法1+結論③④”能夠完成上述探究任務
C. “方法2+結論①②”能夠完成上述探究任務
D. “方法2+結論③④”能夠完成上述探究任務
甲 乙 丙 丁
顯性 D: 高莖 Y: 黃色 R: 圓粒
隱性 d: 矮莖 y: 綠色
A. 圖甲、乙所表示個體減數分裂時，可以揭示基因的自由組合定律的實質
B. 圖丙個體自交，子代表現型比例為9:3:3:1,屬于假說 — 演繹的實驗驗證階段
C. 圖丁個體自交后代最多有四種表現型，其比例是9:3:3:1
D. 甲、乙、丙、丁都可以作為驗證基因分離定律的材料
題型二：孟德爾遺傳規律的實質
3. 下圖表示孟德爾揭示兩個遺傳定律時所選用的豌豆植株及其體內相關基因控制
的性狀、顯隱性及其在染色體上的分布。下列敘述不正確的是 (ABC)
y y
d iiD'
Y
d
rAR
y
d
配 子 ：
自 交F1基因型：
自 交F1表型：
題型三：基因連鎖、互換與細胞分裂
完全連鎖時
A
B
a
b
題型三：基因連鎖互換與細胞分裂
3. 基因型為AaBb 的雄性果蠅，體內一個精原細胞進行有絲分裂時，一對同
源染色體在染色體復制后彼此配對，非姐妹染色單體進行了交換，結果如右 圖所示。該精原細胞此次有絲分裂產生的子細胞，均進入減數分裂，若此過 程中未發生任何變異，則減數第一次分裂產生的子細胞中，基因組成為AAbb 的細胞所占的比例是 ( )
A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.1/16
A. 若雙親均為圖1,完全連鎖的情況下子代灰體紫眼：黑體紅眼=3:1
B. 若雙親均為圖2,完全連鎖的情況下子代灰體紅眼：黑體紫眼=3:1
C. 若雙親均為圖3,子代灰體紅眼：灰體紫眼：黑體紅眼：黑體紫眼=9:3:3:1
D. 若雙親均為圖1,但雌性個體產生配子時完全連鎖，雄性個體40%的精原細胞
發生互換，則子代灰體紅眼：灰體紫眼：黑體紅眼：黑體紫眼=59:16:16:9
題型三：基因連鎖互換與細胞分裂
4. 完全連鎖是指 一對染色體上的兩對等位基因間完全不發生互換；不完全連鎖是指 在減數分裂時可能發生互換，導致產生重新組合類型的配子。黑腹果蠅灰體 (A)
對黑體 (a) 為顯性，紅眼 (B) 對紫眼 (b) 互交配， 下列相關敘述錯誤的是 ( )
圖1 圖2
圖3
為顯性。現有基因型為AaBb 的個體相

展開更多......

收起↑