資源簡介

(共39張PPT)
2.2 基因在染色體 上
教學(xué)目標(biāo)
從薩頓的假說到摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)，逐步認(rèn)識(shí)基因是有 物質(zhì)實(shí)體的，深入理解孟德爾遺傳規(guī)律的本質(zhì)，又進(jìn)一步理 解遺傳的物質(zhì)性。(生命觀念)
借助假說演繹法再現(xiàn)摩爾根的實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)自主提出假說、設(shè) 計(jì)實(shí)驗(yàn)并驗(yàn)證，提高科學(xué)探究能力。(科學(xué)思維)
認(rèn)同基因的物質(zhì)本質(zhì)、體會(huì)科學(xué)研究需要大膽質(zhì)疑和勤奮實(shí) 踐的科研精神。(社會(huì)責(zé)任)
01
02
03
1.對(duì)人類基因組進(jìn)行測(cè)序，為什么首先要確定哪些染色體
因?yàn)榛蛟谌旧w上，要測(cè)定某個(gè)基因序列，首先要確定該基因在哪條染色體上， 如果要測(cè)定人類基因組的基因序列，就要知道包含人類基因組的全部染色體組由哪些 染色體組成。
2.為什么不測(cè)定全部46條染色體
人有22對(duì)常染色體和1對(duì)性染色體，在常染色體中， 每對(duì)同源染色體上分布的基因 是相同基因或是等位基因，只對(duì)其中一條測(cè)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(cè)序。
常染色體22對(duì) 性染色體1 對(duì)
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(jì)劃卻只測(cè)定人的 24條染色體的DNA序列。
討論
薩頓假說
薩頓假說
1903年，美國科學(xué)家薩頓用蝗蟲細(xì)胞作材料，研究精子和卵細(xì)胞的形成過程。
按形態(tài)結(jié)構(gòu)來分，兩兩成對(duì)，共12對(duì)，每對(duì)染色體中一條來自父方，一條
來自母方。減數(shù)分裂時(shí)同源染色體分離。
精子 12條 染色體
卵細(xì)胞 12條 染色體
體細(xì)胞
24條染
色體
體細(xì)胞 24條 染色體
受精
發(fā)現(xiàn)
孟德爾假設(shè)的一對(duì)遺傳因子，也就是等位基因，它們的分離與減數(shù)分裂中同源
染色體的分離非常相似 。
假說
基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的，也就是說基因在染色體上。
薩頓假說
觀察
研究蝗蟲減數(shù)分裂及受精作用過程中染色體行為變化及親子代染色體數(shù)量關(guān)系
減數(shù)、 精 子 分裂 (12條)
減數(shù) 卵子
分裂 (12條 )
受 精 受精卵 有絲、 新個(gè)體
作用 (24條 ) 分裂 (24條，12 對(duì) )
父方
(24條 )
母方
(24條)
一半來自父方
一半來自母方
薩頓假說 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)基因與染色體有哪些平行關(guān)系呢
一對(duì)基因 遺傳學(xué) 分離定律 細(xì)胞學(xué) 一對(duì)同源染色體
體細(xì)胞：基因成對(duì)存在 Dd 染色體成對(duì)存在
等位基因分離 同源染色體分離
受精后一個(gè)來自父方
體細(xì)胞：一個(gè)來自母方
看不見的基因 平行關(guān)系
推理
基因在染色體上
一條來自父方
一條來自母方
看得見的染色體
配 子：成單存在 D d 成單存在
Dd
體 細(xì) 胞 ： YyRr
非等位基因自由組合 非同源染色體自由組合
自由組合定律
遺傳學(xué) 細(xì)胞學(xué) 兩對(duì)同源染色體
Yr) x 看不見的基因
薩頓假說
兩對(duì)基因
平行關(guān)系
推理
看得見的染色體
基因在染色體上
YRJ 6yR
配 子 ：
二二
二
比較項(xiàng)目 基因的行為
染色體的行為
傳遞中的特點(diǎn) 在雜交過程保持完整性和 獨(dú)立性
在配子形成和受精過程中，
也有相對(duì)穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)
存在 形式 體細(xì)胞中 成對(duì)
成對(duì)
配子中 只有成對(duì)的基因中的一個(gè)
只有成對(duì)的染色體中的一條
體細(xì)胞中的來源 成對(duì)的基因一個(gè)來自父方， 一個(gè)來自母方
同源染色體一條來自父方， 一條來自母方
形成配子時(shí)的分 配特點(diǎn) 等位基因分 離 ，非等位基 因自由組合
同源染色體分 離 ，非同源染色
體自由組合
基因與染色體行為的平行關(guān)系：
薩頓假說
薩頓假說 分析減數(shù)分裂中基因和染色體的關(guān)系
如果你認(rèn)為基因在染色體上，請(qǐng)你在圖中的染色體上標(biāo)注基因符號(hào)，解釋孟德爾一對(duì)相對(duì)性狀
的雜交實(shí)驗(yàn)(圖中染色體上的黑色黑線代表基因的位置)。
P 配子 F F 配子
D D
二
×
d d
D d 減數(shù) 分裂
減數(shù) 分裂
減數(shù) 分裂
D d d d
D
d
D
d
高 莖 矮 莖
高 莖 矮 莖
高 莖
高 莖
D d
高莖
受精
d
F
D
事實(shí)是否如此呢 為什么 不 一 定
這樣推理得出的結(jié)論并不具有邏輯的必然性，其正確與否還需要實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。
薩頓假說
2.基因和染色體的行為存在平行關(guān)系。從理論上支持基因在染色體上的假說，但
我更相信的是實(shí)驗(yàn)證據(jù)，
我要通過確鑿的實(shí)驗(yàn)找 到遺傳和染色體的關(guān)系。
我不相信孟
更難川相信，
家伙毛無事 的臆測(cè)!
摩爾根
基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)
果蠅作為材料的優(yōu)點(diǎn)
①有許多易于區(qū)分的相對(duì)性狀；
②培養(yǎng)周期短；
③成本低；
④易飼養(yǎng)；
⑤染色體數(shù)目少，便于觀察。
基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)
1 | 實(shí) 驗(yàn) 者 ：摩爾根
2|實(shí)驗(yàn)材料：果 蠅
請(qǐng)結(jié)合教材P30 果蠅的相關(guān)信息， 總結(jié)果蠅作為遺傳學(xué)的優(yōu)點(diǎn)。
觸角足 卷翅 黑體 無翅
常染色體 雌雄個(gè)體細(xì)胞中相同，不決定性別的染色體
3 對(duì) ：IIⅡ,ⅢⅢ,IVIV
性染色體 雌雄個(gè)體細(xì)胞中不相同，決定性別的染色體
基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)
(二)果蠅的染色體組成：
IV
Ⅱ 小
Ⅱ
雌性 X X )
→ 常染色體
性染色體
Ⅲ
Ⅲ
雄性
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅲ
IV
……
基因的表示方法：
如果基因在常染色體上：DD 、Dd 、dd
如果基因在性染色體上：先寫性染色體后寫基因。
基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)
非同源區(qū)段：I 、Ⅲ
①基因只存在于X染色體(I 區(qū) 段 ) 上
同源區(qū)段：Ⅱ
X、Y 同源區(qū)段的基因是成對(duì)存在的。
②基因只存在Y(Ⅲ 區(qū) 段 ) 上 —→ 雄性：X Y
雌性：XX
雄性： X Y
II
Y
雌 性 ：X x
雄性： X Y
Ⅲ
I
X
基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)
摩爾根和他的學(xué)生們?cè)诟鐐惐葋喆髮W(xué)建立的享譽(yù)學(xué)術(shù)界的果蠅室，其實(shí)只有26.8
平方米大，里面擠滿了8張實(shí)驗(yàn)臺(tái)。1908年摩爾根安排一個(gè)研究生在暗室里飼養(yǎng) 果蠅，希望能產(chǎn)生一種果蠅，他們的眼睛因不用而退化，這位學(xué)生讓果蠅在暗
無天日的世界里繁殖了68代，但研究毫無進(jìn)展，大約在1910年5月，在暗室里誕
①突然出現(xiàn)的白眼性狀是顯性還是隱性
②對(duì)于紅眼和白眼這一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳 遵不遵循孟德爾的分離定律呢
生了一只白眼雄果蠅。
科學(xué)事實(shí)
思考
思考1:如何才能知道白眼是顯性還是隱性
根據(jù)F,表現(xiàn)出來的性狀，可推出：
■紅眼為顯性性狀
■白眼為隱性性狀
思考2:如何才能知道紅眼和白眼這對(duì)相對(duì)
性狀的遺傳是否遵循孟德爾遺傳規(guī)律呢
符合分離定律
F
紅眼(雌) 紅眼(雌) 紅眼(雄)
1 : 1 : 1
34紅
紅眼(雌
紅眼(雌)
白眼(雄)
紅眼(雄)
白眼(雄) : 1
14白
基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)
× — 》X
P
F
思考3:如果基因位于染色體上，你認(rèn)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， F 代的雌蠅也會(huì) 出現(xiàn)白眼性狀
提出問題
為什么F 代的白眼性狀總是與性別相聯(lián)系
P
紅眼(雌
F
紅眼(雌)
F
紅眼(雌) 紅眼(雌)
1 : 1
34紅
紅眼(雄) 白眼(雄) : 1 : 1
基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)
白眼(雄)
紅眼(雄)
14白
×
》
假說②:控制白眼的基因在X 染色體和Y 染色體上，即Y 染色體上含有它 的等位基因。(基因位于A、C 段 )
假說③:控制白眼的基因在Y 染色體上，而X 染色體上不含有它的等位基
因。(基因位于D 段 )
假說①:控制白眼的基因(w) 位于X 染色體上，Y 染色體上無該基因的等
位基因。(基因位于B段 )
Y 的非同源區(qū)段
c X、Y的同源區(qū)段
X的非同源區(qū)段
基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)
D{
A{
B
基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)
染色體上基因的書寫方法：
(1)常染色體上的基因不需要標(biāo)注其所在染色體，只需寫出基因型，如AA;
(2)性染色體上的基因需要標(biāo)注其性染色體符號(hào)，將基因?qū)懺谛匀旧w符
號(hào)的右上角，如XAXA;
雌果蠅種類：
紅眼 (XWXw 、XwxW)
白眼 (XwXw)
紅眼 (XwY)
白眼 (XwY)
雄果蠅種類：
假說①:控制白眼的基因(w) 位于X 染色體上，Y 染色體上無該基因的等位基因。
(基因位于B段 )
xw-
紅眼(雌)
×
— → Xw Y —→ XWY
紅眼(雄)
P
Xxw
紅眼(雌)
XwY
白眼(雄)
XW
XWxw
紅眼(雌)
xWY
紅眼(雄)
配子 F F
配子
XW
Y
XWXw
紅眼(雌)
XWY
白眼(雄)
基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)
測(cè)交2 測(cè)交1中子一代：白眼(雌)×紅眼(雄)
P X"xw × XWY
白眼(雌) 紅眼(雄)
配 子 Xw XW Y
P 紅眼(雌) 配子 早 Xw F
白眼(雄)
XW Xw
XXw
白眼(雌)
摩爾根等人實(shí)施了測(cè)交，實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)果與推理的結(jié)果相同。
基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)
交 1 雜種子一代 隱性純合子
F
紅眼(雌) 白眼(雄)
XWY
紅眼(雄)
XYY
白眼(雄)
紅眼(雌)
Y
測(cè)
基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)
得出結(jié)論
摩爾根等人通過測(cè)交等方法，把一個(gè)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
IV
IⅡ Ⅲ
xw xW()
X X
XWY
4.得出結(jié)論
摩爾根成了孟德爾理論的堅(jiān)定支持者
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
白眼性狀的表現(xiàn)總是與性 別相聯(lián)系
溫顧摩爾根的果蠅實(shí)驗(yàn)
基因在染色體上
基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)
1.提出問題
2.作出假說
3.演繹推理
測(cè)交
基因與染色體的關(guān)系
果蠅只有4對(duì)染色體，攜帶的基因有1.3萬多個(gè)；
人只有23對(duì)染色體，卻有約2.6萬個(gè)基因。
一條染色體上應(yīng)該有許多個(gè)基因。
摩爾根和他的學(xué)生們，設(shè)計(jì)測(cè)量出： 第一幅果蠅 各種基因在染色體上的排列圖譜。
結(jié)論：基因在染色體上呈線性排列。
基因與染色體的關(guān)系
黃身
白眼
紅寶石眼 截翅
朱紅眼
深紅眼
棒狀眼
短硬毛
基因與染色體的關(guān)系
問題1: 細(xì)胞中的基因都位于染色體上嗎 為什么
不是。并非所有的基因都位于染色體上，染色體是基因的主要載體。
① 真核生物的核基因都位于染色體上，而質(zhì)基因位于線粒體等細(xì)胞器內(nèi)；
② 原核生物的基因有的位于擬核區(qū)DNA分子上，有的位于細(xì)胞質(zhì)的質(zhì)粒上。 問題2: 在基因研究中，下列成就分別是由哪些科學(xué)家來完成的
①提出“性狀是由遺傳因子決定的”觀點(diǎn)。 孟德爾 假說—演繹法
②把“遺傳因子”改為“基因”,并提出“等位基因”概念。 約翰遜
③ 提出“基因在染色體上”的假說。 薩頓 類比推理法
④用實(shí)驗(yàn)證明了“基因在染色體上”。摩 爾根 假說—演繹法
孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋
孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋
( 一 )等位基因：同源染色體的相同位置上控制相對(duì)性狀的基因
A a
2
非等位基因
同 源
染色體
非同源 染色體
B
d
4
B
D
3
同 源
染色體
相同基因
等位基因
等位基因
……
孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋 減數(shù)分裂 I 后期
(二)分離定律的實(shí)質(zhì)：等位基因隨同源染色體的分開而分離
A
A A 減數(shù)
分裂Ⅱ A
在雜合子的細(xì)胞中，位于一對(duì)同源染色體上的等位基因，具有一定的獨(dú)立性；在減數(shù)分裂形成 配子的過程中，等位基因會(huì)隨同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入兩個(gè)配子中，獨(dú)立的隨配子遺傳 給后代
a
a 減數(shù)
分裂Ⅱ
a
減數(shù)
分裂 I
a
A a 分裂
間期
AWAa - a
a B
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；
不 OPT H 可 生 HH91 小 不PHr 生 H
孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋 減數(shù)分裂 I 后期
( 三 ) 自 由 組 合 定 律 的 實(shí) 質(zhì) ：非同源染色體上的非等位基因自由組合
A
A A a a
b
A b
a
B
a a 減數(shù)
B-B
分裂川
在減數(shù)分裂過程中，同 源
減數(shù)
b
分裂川
分裂
間期
分 裂
減數(shù)
a
B
BBbb
b
A
A b
口 o
|
課堂小結(jié)
依據(jù)：基因和染色體存在著明顯的平行關(guān)系
薩頓假說
內(nèi)容：基因在染色體上
基因在染色體上
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 果蠅眼色遺傳與性別相聯(lián)系
實(shí)驗(yàn)假設(shè)：控制白眼的基因位于X染色體上，
摩爾根實(shí)驗(yàn) 而Y染色體上不含有它的等位基因
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：測(cè)交實(shí)驗(yàn)
結(jié)論：基因在染色體上呈線性排列
基因的分離定律的實(shí)質(zhì)
孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋
基因的自由組合定律的實(shí)質(zhì)
1. 基于對(duì)同源染色體和非同源染色體上相關(guān)基因的理解，判斷
下列相關(guān)表述是否正確。
(1) 位于一對(duì)同源染色體上相同位置的基因控制同一種性狀。 ( √ )
(2)非等位基因都位于非同源染色體上。 ( × )
課堂小練
2. 基因主要位于染色體上，下列關(guān)于基因和染色體關(guān)系的表述，錯(cuò)
誤的是 ( B )
A. 染色體是基因的主要載體
B. 染色體就是由基因組成的
C. 一條染色體上有多個(gè)基因
D. 基因在染色體上呈線性排列
課堂小練
課堂小練
3. 基因和染色體的行為存在平行關(guān)系。下列相關(guān)表述，錯(cuò)誤的是 ( D )
A. 復(fù)制的兩個(gè)基因隨染色單體分開而分開
B. 同源染色體分離時(shí)，等位基因也隨之分離
C. 非同源染色體數(shù)量越多，非等位基因組合的種類也越多
D. 非同源染色體自由組合，使所有非等位基因也自由組合
課堂小練
1. 用白眼雌果蠅和紅眼雄果蠅雜交，通過眼睛顏色可判斷子代果蠅的性
別；用白眼雄果蠅和紅眼雌果蠅雜交，通過眼睛顏色卻不能判斷子代果 蠅的性別，這是為什么 用其他雜交組合，能否通過眼睛顏色判斷子代 果蠅的性別呢
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。
課堂小練
2. 生物如果丟失或增加一條或幾條染色體，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重疾病甚至死
亡。但是在自然界，有些動(dòng)植物的某些個(gè)體是由未受精的生殖細(xì)胞(如 卵細(xì)胞)單獨(dú)發(fā)育來的，如蜜蜂中的雄蜂等。這些生物雖然體細(xì)胞中的 染色體數(shù)目減少了一半，但它們?nèi)阅苷Ｉ睢Ｄ闳绾谓忉屵@一現(xiàn)象
這些生物的體細(xì)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。
課堂小練
3.人的體細(xì)胞中有23對(duì)染色體，其中1~22號(hào)是常染色體，23號(hào)是性染
色體。現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多一條13號(hào)、18號(hào)或21號(hào)染色體的嬰兒， 都表現(xiàn) 出嚴(yán)重的病癥。據(jù)不完全調(diào)查，現(xiàn)在還未發(fā)現(xiàn)多一條(或幾條)其他常 染色體的嬰兒。請(qǐng)你試著作出一些可能的解釋。
人的體細(xì)胞中染色體數(shù)目的變異，會(huì)嚴(yán)重影響生殖、發(fā)育等各種生
命活動(dòng)，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。
謝謝大家

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