高中生物浙科版 (2019)必修2《遗传与进化》第二节 基因伴随染色体传递完整版课件ppt

这是一份高中生物浙科版 (2019)必修2《遗传与进化》第二节 基因伴随染色体传递完整版课件ppt，共37页。PPT课件主要包含了发生于＿＿＿期，基因与染色体的关系，摩尔根与果蝇，实验材料---果蝇，同源区段，非同源区段，基因在染色体上，对分离定律的分析，同源染色体，等位基因等内容，欢迎下载使用。

1902年，有两位科学家发现细胞核内染色体的传递方式与“遗传因子”的传递方式有着平行的关系，于是提出了“遗传因子”（即基因）位于染色体的假设，其后，摩尔根（,1866-1945)还假定基因也存在于性染色体上，这个假设圆满地解释了果蝇伴性遗传现象。
遗传学从个体--细胞--遗传因子--染色体--分子水平研究
1903年，美国遗传学家萨顿（Walter Stanbrugh Suttn, 1877-916)在研究蝗虫精子和卵细胞形成的过程中发现，孟德尔假设的遗传因子，即基因分离和组合的行为与减数分裂中染色体的行为之间存在着平行关系。
萨顿假说---类比推理法
萨顿提出了细胞核内的染色体可能是基因载体的假说，即遗传的染色体学说， 说明基因在染色体上。圆满的解释了孟德尔遗传定律，使人们进一步认识到孟德尔定律的重要意义，但是该假说没有得到实验证据的支持。
自由组合定律（细胞学基础）
　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
同源染色体分离非同源染色体自由组合
1个精原细胞→__个__种精子：_______________1个卵原细胞→__个__种卵细胞：_______________1个雄性个体→_______种精子：_______________1个雌性个体→_______种卵细胞：_______________
AB、ab或aB、Ab
AB或ab或aB或Ab
AB、ab、aB、Ab
（n：等位基因的对数）
AB︰ab︰aB︰Ab
假说—遗传的染色体学说（萨顿）
第一，基因与染色体都作为独立的遗传单位，都保持独立性和完整性
第二，等位基因在体细胞中是成对存在的，同源染色体在体细胞中也是成对存在的
第三，形成配子时，等位基因分离，进入不同的配子；减数分裂时，同源染色体分离，进入不同的配子
第四，形成配子时，非等位基因自由组合，减数分裂时，非同源染色体自由组合
提出假说（即遗传的染色体学说）：
细胞核内的染色体可能是基因的载体，即基因在染色体上。
萨顿等科学家的假说没有得到实验证据的支持，而美国遗传学家摩尔根的工作正好填补了这一空白
资料1 在20世纪初期 ， 生物学家已经在一些昆虫的细胞里发现了性染色体。
资料2 萨顿假说：基因可能在染色体上(1902-1903)
资料3：1910 年 5 月，摩尔根果蝇室的大群野生型红眼果蝇中出现了一只白眼雄果蝇，对于这只后来在科学史上非常出名的昆虫，摩尔根使它与野生型红眼雌蝇交配而留下了后代。
红眼（雌 、雄）3：白眼（雄）1
分析摩尔根的果蝇眼色遗传实验
目的要求：分析摩尔根的果蝇眼色遗传实验，体会遗传杂交实验的设计思路，获得基因在染色体上的实验证据。实验材料：果蝇：果蝇是昆虫纲双翅目的一种小型蝇类，体长3~4mm，在制醋和有水果的地方常常可以看到。因为果蝇易饲养，繁殖快，在室温下10多天就繁殖一代，一只雌果蝇一生能产生几百个后代，所以生物学家常用它作为遗传学研究的实验材料。
从1909年开始，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。自然界中野生果蝇的眼色都是红色。一天，他偶然在一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇。白眼性状是如何遗传的?他做了如图所示的实验。
他用这只白眼雄果蝇与红眼雌果蝇交配，结果F1不论雌雄都是红眼。他再让F1的雌、雄果蝇互交得到F2，在F2中红眼果蝇与白眼果蝇的数目比例是3: 1，并且雌果蝇全是红眼的，雄果蝇则有一半是红眼的，一半是白眼的。摩尔根还注意到，只有雄果蝇有白眼性状，雌果蝇没有此性状。在同一时期，一些生物学家已经在一些昆虫的细胞中发现了性染色体。果蝇的体细胞中有4对染色体，3对是常染色体，1对是性染色体。
在雌果蝇中，这对性染色体是同型的，用XX表示;在雄果蝇中，这对性染色体是异型的，用XY表示。由于白眼的遗传和性别相关联，而且与X染色体的遗传相似，于是，摩尔根及其同事设想，如果控制白眼的基因(用w表示)在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因. 上述遗传现象就可以得到合理的解释。
1. F2中红眼果蝇与白眼果蝇的数目比例是3: 1,这是否符合孟德尔遗传定律?符合孟德尔的分离定律2.根据摩尔根的假设，你能解释F2中雌、雄果蝇的不同性状表现吗?果蝇雌性为XX染色体，其中一条来自父方一条来自母方，红眼雌果蝇中有XWXW,XWXw,均表示为红眼性状。果蝇雄性为XY染色体，雄果蝇中有XWY，XwY，一半表现为白色，一半表现为红色。
3.请设计一个测交实验来验证摩尔根的假设，并预期测交实验的结果。设计实验：F1红眼雌果蝇和白眼雄果蝇测交结果预测：红眼雄果蝇：白眼雌果蝇：红眼雄果蝇：白眼雄果蝇=1:1:1:1摩尔根的实验结果与他的理论预期结果完全相符，这表明果蝇的白眼性状遗传确实与性别有关，而且控制该性状的基因确实位于性染色体上。正是他们的工作，把一个特定的基因和一条特定的染色体一X 染色体联系起来，从而用实验证明了基因在染色体上。从此，摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者。
1. 果蝇的白眼性状遗传确实与性别有关，而且控制该性状的基因确实位于性染色体上。
2. 又一次证明了Mendel 定律的正确性
历史上第一位将基因（白眼基因w)定位在一条特定的染色体(X染色体）上的科学家，为遗传的染色体学说作出了卓越的贡献。
现代分子技术将基因定位在在染色体上
果蝇某条染色体上的几个基因
以孟德尔的杂交实验为例，先分析分离定律。①按照遗传的染色体学说，假定控制一对相对性状的等位基因位于一对同源染色体上。如控制种子形状的一对等位基因R和r在某对同源染色体上。②圆形亲本(基因型为RR)经减数分裂产生的配子只含该对同源染色体中的一条，所有配子在这条染色体上都带有R基因。同样，皱形亲本(基因型为rr)所产生的配子都带有r基因。
遗传的染色体学说可以解释孟德尔定律
③F1(基因型为Rr)植株细胞内有一对分别来自父母的同源染色体，一条带有R基因，另一条带r基因。④F1植株的每个初级性母细胞所产生的四个配子中，两个带有R 基因，两个带有r基因，两类配子的比例为1∶1。结果：F1的雌、雄配子随机结合，产生的F2两种表现型的数量比为3:1，即产生了性状分离现象。
(1)控制一对相对性状的等位基因位于一对同源染色体上，控制另一对相对性状的等位基因位于另一对同源染色体上。(2)在减数分裂的过程中，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，处于非同源染色体上的非等位基因也自由组合。
结果：F1产生4种雌配子，4种雄配子；雌雄配子的结合是随机的。产生的F2出现性状分离，其表现型的数量比为9:3:3:1。
细胞遗传学的研究结果表明，孟德尔所说的一对遗传因子就是位于一对同源染色体上的等位基因，不同对的遗传因子就是位于非同源染色体上的非等位基因。人的体细胞只有23对染色体,却有3~3.5万个基因，基因与染色体可能有怎样的对应关系呢?结论:一条染色体上应该有许多个基因;基因在 染色体上呈线性排列
基因的分离定律的实质是: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，独立地随配子遗传给后代。基因的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。
分离定律和自由组合定律的比较
孟德尔遗传定律的适用范围
(1)适合于真核生物，因为真核生物具有染色体，基因的分离或自由组合是随着染色体的分离或自由组合而进行的。(2)适合于能进行有性生殖的生物。因为孟德尔遗传定律的细胞学基础是减数分裂，只有能进行有性生殖的生物才能进行减数分裂。(3)自由组合定律发生在非同源染色体上的非等位基因之间。
20世纪初，美国著名的遗传学家摩尔根及其同事通过果蝇的杂交实验，确立了基因在染色体上的连锁和互换定律，被后人称为遗传学第三定律。野生果蝇有两种体色，灰色为显性性状(G)， 黑色为隐性性状(g);果蝇的另一对相对性状为翅型，长翅为显性性状(L)， 残翅为隐性性状(l)。摩尔根用灰身长翅的雄果蝇(GGLL)与黑身残翅的雌果蝇(ggll)交配，F1全是灰身长翅(GgLl)。 他再将F1雌果蝇与双隐性黑身残翅雄果蝇(ggll) 进行测交，虽然也获得了4种表型，但大部分是与亲代性状完全相同的两类果蝇，即灰身长翅和黑身残翅两种亲本类型，并且它们的比例为1: 1。这一结果不符合孟德尔的自由组合定律。
因为按照自由组合定律，测交结果应该形成4种表现类型的果蝇，即灰身长翅、灰身残翅、黑身长翅和黑身残翅，且4种果蝇数目的比例应为1:1:1:1。 由此，摩尔根推断，灰身基因(G) 与长翅基因(L)在染色体上连锁在一起，黑身基因(g)与残翅基因(l) 连锁在一起。F1在形成配子时，这两对基因不能自由组合，两个位于同一染色体上的基因只能一起遗传而不能被拆开。
基因的连锁，很好地解释了灰身长翅和黑身残翅两亲本性状占测交后代的大多数且比例为1 : 1的现象。但对于占少数的重组类型，即黑身长翅和灰身残翅性状又如何解释呢?摩尔根提出了染色体上的连锁基因还可以发生交换的假设。灰身和长翅基因(G 和L)虽然在同一染色体上，但在配子形成过程中，同源染色体配对时会发生同源染色体片段之间的相互交换，使得同源染色体上的基因发生重组，导致新类型的产生。