生物：必修2第二章基因和染色体的关系（新人教版）

(共83张PPT)
基因在染色体上
第2章 基因和染色体的关系
孟德尔的遗传定律中强调了遗传因子（基因）的变化，减数分裂中强调了染色体的变化，那它们有没有什么联系呢？
问题探讨
孟德尔的豌豆杂交实验
高茎
矮茎
P
F1
×
受精
配子
DD
dd
D
d
Dd
Dd
F1
Dd
配子
D
d
D
d
Dd
DD
Dd
Dd
dd
高茎
高茎
高茎
矮茎
F2
孟德尔的豌豆杂交实验
分离定律
在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；
在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。
将遗传因子换成同源染色体，把分离定律念一遍。
由此你联想到什么？
染色体与基因有一定的对应关系。
“遗传因子”与染色体
1、基因在杂交过程中保持完整性和独立性。染色体也具有相对稳定性。
2、体细胞中基因是成对的。染色体也是成对的。
3、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。
4、在形成配子时，非等位基因自由组合。非同源染色体也是自由组合
萨顿及其假说
美国细胞学家萨顿（W．Sutton，1877－1916）在他的《遗传和染色体》（1903年）一文中所概括的：父本和母本的染色体联合成对及它们在减数分裂中的分离构成孟德尔定律的基础。就是说，在雌雄配子形成和受精过程中，染色体的行为与孟德尔遗传因子（即基因）的行为是平行的 。他推论：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。
萨顿把细胞学和遗传学的资料结合起来，开创了细胞遗传学研究。
运用了类比推理的方法
实验证据（摩尔根与他的果蝇）
1926年发表《基因论》创立了现代遗传学的基因学说。
实验证据（摩尔根与他的果蝇）
P
红眼（雌） × 白眼（雄）
(XWXW) (XwY)
F1
红眼（雄雌）
(XWXw XWY)
(1XWXW：1XW Xw：1XWY:1XwY )
F2
×
3红眼（雌雄）： 1白眼（雄）
摩尔根首次把一个特定的基因（如决定果蝇眼睛颜色的基因）和一个特定的染色体联系起来，从而用实验证明染色体是基因的载体：基因在染色体上！
实验证据（摩尔根与他的果蝇）
新的疑问？
人只有23对染色体，却有无数基因，基因与染色体可能有这种对应关系吗？
孟德尔遗传规律的现代解释
分离规律
在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代
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时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子传给后代.
基因自由组合定律的实质
控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；
在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合
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。
人类ABO血型的遗传
人类 ABO血型系统是由复等位基因IA、IB、i控制的，IA、IB为显性基因，i为隐性基因。其中IA和IB之间无显隐关系（或者说是共显性）。
A型——IAIA或IAi
B型——IBIB或IBi
AB型——IAIB
O型——ii
一对父母的血型分别为B型和A型。
他们生的第一个孩子是男孩，
该男孩的血型是O型。
推测这对父母的基因型是什么？
如果这个孩子是女孩，血型是什么？
动动脑
你的
色觉
正常吗？
患者由于某些细胞色素系统具有某种缺陷，就有红色盲、 绿色盲、红绿色盲、黄蓝色盲和全色盲之分.
色盲：先天性的色觉障碍病症，失去正常人辨别某些颜色的能力。
色盲症发现的小故事
抗维生素D佝偻病
患者由于对磷、钙吸收不良而导致骨发育障碍。患者常常表现为X型（O型）腿、骨骼发育畸形（如鸡胸）、生长缓慢等症状。
红绿色盲和抗维生素D佝偻病都是常见的人类遗传病。
但红绿色盲患者男性远远多于女性；
而抗维生素D佝偻病患者女性远远多于男性。
为什么上述两种病在遗传表现上总是和性别相联系呢
我为什么是男孩？
同是受精卵发育的个体,为什么有的发育成雌性，有的发育成雄性？
我为什么是女孩？
果蝇体细胞染色体
染
色
体
性染色体
常染色体
与性别决定有关的染色体
与性别决定无关的染色体
雄性：XY 雌性：XX
XY型性别决定
正常男性的染色体分组图
正常女性的染色体分组图
x y
x x
思考题？
象红绿色盲这种由于致病基因位于性染色体上，所以遗传常常与性别相关联的现象叫伴性遗传。
为什么这些疾病，有的多发于男性，有的却多发于女性？伴性遗传还有哪些特点？
P34页资料分析
2、性别受性染色体控制而与基因无关吗？
4、红绿色盲基因是显性基
因还是隐性基因？
　1、 X、Y染色体是同源染色体吗
思考
3、红绿色盲基因位于X
染色体上，还是位于Y染
色体上？
人的正常色觉和红绿色盲(b)的基因型和表现型
XBXB
XBXb
XbXb
XBY
XbY
B
B
B
b
b
b
B
b
正常
正 常
（携带者)
色盲
正常
色盲
表现型
基因型
女
男
性 别
为什么红绿色盲男性患者远远多于女性患者
正常女性与男性色盲的婚配图解
XBXB
XbY
XBXb
XBY
XB
Y
Xb
女性正常 男性色盲
亲代
配子
子代
女性携带者
1 : 1
男性正常
男性的色盲基因只能传给女儿，
不能传给儿子。
女性携带者与正常男性的婚配图解
XBXb
XBY
XBXB
XBXb
XBY
XbY
XB
Xb
XB
Y
亲代
配子
子代
女性携带者
女性携带者
女性正常
男性色盲
男性正常
男性正常
1 : 1 : 1 : 1
男孩的色盲基因只能来自于母亲
这对夫妇生的一个男孩是色盲概率
1\2
思考：
1.女性携带者与男性色盲婚配
XBXb
XbY
配子
子代
XB
Xb
Xb
Y
XBXb
XbXb
XBY
XbY
女性携带者
男性正常
女性色盲
男性色盲
1 : 1 : 1 : 1
(女患父必患)
女儿色盲父亲一定色盲
2.女性色盲与男性正常婚配
XbXb
XBY
配子
子代
Xb
XB
Y
XBXb
XbY
女性携带者
男性色盲
1 : 1
(母患子必患)
母亲色盲儿子一定色盲
XbY
XbY
XBXb
I
II
III
1
2
1
2
3
4
1
2
3
4
色盲遗传家系图
5
6
男性的红绿色盲只能从母亲那里传来，以后只能传给女儿。（不是从男性传递到男性）。这种传递特点，在遗传学上叫做交叉遗传。
位于X染色体上的隐性基因（红绿色盲）的遗传特点：
1、交叉遗传
2、男性患者多于女性患者
一个色盲男孩的父母、外祖父母、祖母均正常，而祖父是色盲。那么，这个男孩的色盲基因是由谁传给他的？
答案：由外祖母传给男孩。
　 说明：一般的说，色盲基因是由男性通过他的女儿传给他的外孙(交叉遗传)，特殊情况是女性携带者也可以把色盲基因通过她的女儿传给她的外孙。
女性色盲，她的什么亲属一定患色盲？
A、父亲和母亲 B、儿子和女儿
C、母亲和女儿 D、父亲和儿子
答案：D
抗维生素D佝偻病：X显性伴性遗传(D)
表现型
基因型
女
男
性 别
XDXD
XDXd
XdXd
XDY
XdY
患病
正常
患病
（发病轻）
患病
正常
男性患者与正常女性结婚，后代发病情况？
位于X染色体上的显性基因的遗传特点：
2、部分女性患者（XDXd ）病症较轻
1、女性患者多于男性患者
伴性遗传在实践中的应用：
伴性遗传在生物界是普遍存在的。如血友病，芦花鸡羽毛上黑白相间的横斑条纹，以及雌雄异株植物（如杨、柳）中某些性状的遗传都是伴性遗传。
生产实践中的应用：芦花鸡性别的判定
芦花鸡羽毛上黑白相间的横斑条纹（芦花）是由Z染色体上显性基因B控制的。
芦花雌鸡与非芦花雄鸡交配
Zb
W
zBzb
zbw
♂
♀
芦花鸡 非芦花鸡
配子
子代
♂
♀
zbzb
zBw
X
亲代
ZB
从早期的雏鸡就可根据羽毛的特征区分雌性和雄性
性别决定和伴性遗传
一、性别决定：性染色体
1、XY型：
XY
XX
X
Y
X
XX
XY
2、ZW型：与XY型正好相反
二、伴性遗传：
2、色盲的主要婚配方式
3、伴X隐性遗传的特点：
1、概念：
（1）交叉遗传
（2）男性患者多于女性患者
亲代
配子
子代
4、伴X显性遗传的特点：
（2）部分女性患者病症较轻
（1）女性患者多于男性患者
三、伴性遗传在实践中的应用
1、人类精子染色体组成是------------------------------------（ ）
A、 44条+XY B 、22条+X或22条+Y
C、11对+X或11对+Y D、22条+Y
2、人的性别决定是在--------------------（ ）
A、胎儿形成时 B、胎儿发育时
C、形成受精卵时 D、受精卵分裂时
B
C
3、一对表现型正常的夫妇，其父亲均为色盲患者，他们所生的子女中，儿子患色盲的概率是 ------------------（ ）
A、25% B、50% C、75% D、100%
B
巩固练习
3 、假若某一性状总是从父亲直接传给儿子，又从儿子直接传给孙子，那么这一性状是由什么决定的------------------ ( )。
A、由常染色体决定的 B、由X染色体决定的
C、由Y染色体决定的 D、由性染色体决定的
C
III3的基因型是 ,III2的可能基因型是______________
I中与男孩III3的红绿色盲基因有关的亲属的基因型是 ,与该男孩的亲属关系是 ; II中与男孩III3的红绿色盲基因有关亲属的基因型是 ,与该男孩的亲属关系是 .
(3) I V1是色盲携带者的概率是＿＿。
I
II
III
IV
1
2
3
4
1
2
1
2
3
1
XbY
XBXb
XBXB或XBXb
例题：下图是某家系红绿色盲遗传图解。请据图回答。
男性正常
女性正常
男性色盲
女性色盲
1/8
外祖母
XBXb
母亲
色盲症的发现
道尔顿发现色盲的小故事
道尔顿在圣诞节前夕买了一件礼物----一双“棕灰色”的袜子，送给妈妈。妈妈却说：你买的这双樱桃红色的袜子，我怎么穿呢？
道尔顿发现，只有弟弟与自己看法相同，其他人全说袜子是樱桃红色的。
道尔顿经过分析和比较发现，原来自己和弟弟都是色盲，为此他写了篇论文《论色盲》，成了第一个发现色盲症的人，也是第一个被发现的色盲症患者。
后人为纪念他，又把色盲症叫道尔顿症。
J.Dalton 1766--1844
22+X
22+Y
配 子
22+X
22对+XX
子 代
22对+XY
受精卵
22对+XY
22对+XX
亲 代
人的性别决定过程：
比 例
1 ： 1
1 ： 1
男性的Y染色体传给谁
XY同源区段
Y非同源区段
X非同源区段
X染色体
Y染色体
许多位于X染色体上的基因，在Y染色体上没有相应的等位基因。
近年来，随着对性别研究的深入，科学家们发现Y染色体上的一个基因是性别决定基因，取名叫SRY基因(sex determined region of Y chromosome)。由于正常男性的Y染色体上都有SRY基因，因此能够形成睾丸并发育为男性。但是，有一些罕见的病例，如染色体组型为44+XY的患者，经检查，虽然有Y染色体存在，但是由于Y染色体上SRY基因缺失，则不能形成睾丸而表现为女性。
由此可见，人的性别实际上是由性染色体上的基因决定的.但是在一般情况下，这与XX-XY机制并不矛盾。
男性患者与正常女性的婚配图解
XdXd
XDY
XDXd
XdY
Xd
Y
XD
女性正常 男性患者
亲代
配子
子代
女性患者
1 : 1
男性正常
（ZW型性别决定方式正好与XY型正好相反）
Z
Z
W
zz
zw
♂
♀
1 : 1
♂
♀
zz
zw
X
亲代
配子
子代
蛾类、蝶类、鸟类(鸡、鸭、鹅)的性别决定属于“ZW”型。
正常色觉：26；
红色盲：6；
绿色盲：2；
红绿色盲：Nothing。
（1）家系图中患病者是什么性别的？说明色盲遗传与什么有关？
（2）Ⅰ代中的1号是色盲患者，他将自己的色盲基因传给了Ⅱ代中的几号
（3）Ⅰ代1号是否将自己的色盲基因传给了Ⅱ代2号？这说明红绿色盲基因位于X染色体上还是Y染色体上？
（4）为什么Ⅱ代3号和5号有色盲基因而没有表现出色盲症？
（5）从图中看出，只有男性才表现为红绿色盲，对吗？有没有其他的情况？
减数分裂 有丝分裂
不 同 点 （1）染色体复制一次，细胞连续分裂两次。
（2）同源染色体在第一次分裂中发生联会（并且出现四分体及非姐妹染色单体的交叉互换）。
（3）分裂后形成4个精子或1个卵细胞。
（4）分裂后，子细胞中染色体的数目减少一半。 （1）染色体复制一次，细胞分裂一次。
（2）无同源染色体联会等行为。
（3）分裂后形成2个体细胞。
（4）分裂后，子细胞中染色体的数目与母细胞的相同
相 同 点 （1）在细胞分裂过程中都有纺锤丝出现。
（2）染色体在细胞分裂中都只复制一次。
四、知识整合
2.性别决定的类型 。
⑴XY型性别决定与ZW型性别决定
XY ZW
♂ 两条异型性染色体XY 两条同型性染色体ZZ
♀ 两条同型性染色体XX 两条异型性染色体ZW
体细胞的
染色体组成 ♂：XY
♀：XX ♂：ZZ
♀：ZW
后代性别 决定于父方 决定于母方
动物类型 哺乳类、某些两栖类、
双翅目、直翅目昆虫等 鱼类、两栖类、爬行类、
某些鳞翅目昆虫等
单倍体型的性别决定
蜜蜂中的蜂皇与雄蜂交配后，产下的卵中有少数是未受精的，这些卵发育成为雄蜂，因此雄蜂没有父亲，但有外祖父。雄蜂是单倍体（n），具有16条染色体。而受精卵可以发育成为二倍体（2n）的雌蜂，具有32条染色体。雌蜂又分为蜂皇和工蜂，两者在形态和行为上有很大差异。这些不同是由于环境的影响，只吃二三天蜂皇浆的雌蜂发育成为终日忙碌而不育的工蜂；吃五天蜂皇浆的雌蜂发育成为具有生育能力的蜂皇。由此可见，蜂类的性别决定不仅与染色体数有关，而且也与环境有关。
伴性遗传
2.类型及其特点
（1）伴X染色体隐性遗传病的特点：
致病基因及其等位基因只位于X染色体上；
男性患者多于女性患者；
具有交叉遗传现象；
（2）伴X染色体显性遗传病的特点：
致病基因及其等位基因只位于X染色体上；
女性患者多于男性患者；
部分女性患者病症较轻
（3）伴Y染色体遗传病的特点：
患者全部为男性；致病基因父传子，子传孙(限雄遗传) 。
1.概念：性染色体上的基因控制的性状遗传与性别相联系的
遗传方式。
2．研究伴性遗传注意的几个问题：
（1）常见的是色盲遗传和血友病遗传及果蝇的白眼、红眼遗传。
（2）书写时将基因写在性染色体的右上角。
（3）若伴性遗传和其它常染色体遗传同时出现，应将常染色体遗传的基因写在性染色体前。如白化色盲男性的基因型为。
（4）伴性遗传仍以基因分离规律为基础，只不过所研究的基因位于性染色体上，故表现它特有的规律——遗传方式与性别相联系。
先定显或隐
再断性或常
如果题目中给出一张某家族遗传系谱图,一般应该用什么方法来判断致病基因是否在常染色体上,或是伴性遗传 口诀: 无中生有为隐性 有中生无为显性 隐性遗传看女病 父子无病非伴性 显性遗传看男病 母女无病非伴性
1
4
3
第1节 DNA是主要的遗传物质
亲
代
雄体
减数
分裂
精子
雌体
减数
分裂
卵细胞
受精
作用
受精卵
有丝
分裂
子
代
(2N)
(N)
(2N)
(2N)
(2N)
(N)
染色体在生物遗传中起着重要作用
多糖类荚膜
1928年，英国的格里菲思用一种细菌——肺炎双球菌感染小鼠实验。
R型菌（无毒，无荚膜）
S型菌（有毒，有荚膜）
DNA是遗传物质的证据
(一 )格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验
S型细胞
R型细胞
光滑Smooth
粗糙rough
有多糖类的荚膜
无多糖类的荚膜
有毒性，可致死
无毒性
菌落
菌体
毒性
实验结论：已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质——转化因子
提出问题
实验方案:
2、分别与R型细菌混合培养，观察其后代是否有S型细菌出现.
1、从活的S型细菌中分离，提取出各种成分，(DNA、蛋白质和多糖 等物质)
DNA\蛋白质和其他物质谁是遗传物质
作出假设:
实施方案 验证预测
预期效果:
DNA是遗传物质
只有加入S型菌的DNA才能使R型菌转变成S型菌
分析结论
实验材料:
两种类型的肺炎双球菌(R型和S型)
实验过程：
多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA DNA水解物
分别与R型活细菌混合培养
R R R R R S R
S型活细菌
R S
多数
少数
DNA的纯度越高，转化就越有效。
（二） 艾弗里确定转化因子的实验
DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，DNA是转化因子。
以上转化实验表明：
D N A 是 遗 传 物 质 。
蛋白质不 是 遗 传 物 质 。
实验结论：
1．注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（ ）
A．R型肺炎双球菌
B．加热杀死后的R型肺炎双球菌
C．加热杀死后的S型肺炎双球菌
D．加热杀死后的S型肺炎双球菌与R型细菌混合
D
练习:
2.肺炎双球菌转化实验中,发现无毒R型和被加热杀死的有毒S型细菌混合后,在小鼠体内找到了下列类型的 细菌（ ）
A、无毒R型，有毒S型
B、有毒R型，无毒S型
C、有毒R型，有毒S型
D、无毒R型，无毒S型
A
思考:
你认为在证明DNA是遗传物质还是蛋白质是遗传物质的实验中最关键的设计思路是什么？
必须将蛋白质与DNA分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。
(三) 噬菌体侵染细菌的实验
（1）噬菌体的结构模式图
（2）研究方法：
同位素标记法
蛋白质的组成元素：
DNA的组成元素：
C、H、O、N、S
C、H、O、N 、P
（标记32P）
（标记35S ）
①标记噬菌体方法：
在分别含有放射性同位素32P 和35S的培养基中培养细菌
分别用上述细菌培养T2噬菌体，制备含32P的噬菌体和含35S的噬菌体
离心
离心
实验过程及结果：
第一组 实验
第二组实验
亲代
噬菌体
35 S标记蛋白质
32 P标记DNA
寄主
细胞内
无35S标记蛋白质
有32P标记DNA
子代
噬菌体
外壳蛋白质无35S
DNA有32P标记
实验
结论
DNA分子具有连续性，是遗传物质
DNA是唯一的遗传物质吗？
噬菌体侵染细菌实验的结论：
DNA是噬菌体的遗传物质，蛋白质不是遗传物质。DNA是一种连续性的物质。
RNA（核糖核酸）
有些病毒（如烟
草花 叶病毒），它们不含有DNA, 只含有RNA。 在这种情况下，RNA就起着遗传物质的作用。
3、 DNA是主要遗传物质的证据
DNA——主要的遗传物质
目前，已有充分的科学研究资料证明，绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的。
例：病毒的遗传物质是（ ） 人的遗传物质是（ ）
A、DNA B、RNA
C、DNA和RNA
D、DNA或RNA
D
A
核酸是一切生物的遗传物质，核酸包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的，因此DNA是主要的遗传物质。
课堂小结
思考:
通过这节课的学习,你们能总结出作为遗传物质应具备什么样的特点
①分子结构具有相对的稳定性
②能够自我复制，保持前后代的连续性
③能通过指导蛋白质合成，控制生物性状
④能产生可遗传的变异
——课堂练习——
1、蛋白质不是遗传物质的原因之一是 ( ) ：
A. 它的含量很少 B. 它不能自我复制
C. 它与新陈代谢无关 D.它的种类很多
一、选择题：
B
2．注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（ ）
A．R型肺炎双球菌
B．加热杀死后的R型肺炎双球菌
C．加热杀死后的S型肺炎双球菌
D．加热杀死后的S型肺炎双球菌与R型细菌混合
D
1. 将有荚膜的S型肺炎链球菌注入到小白鼠体内会导致小白鼠因_______ 而死亡，而无荚膜的R型细菌_________，但如果将R型细菌与加热杀死后的S型细菌混合再注入到小白鼠体内则________，此实验说明S型细菌体内存在着能使R型细菌转化成S型细菌的________，经实验证明这种物质是______。
患败血症
小鼠正常
小鼠死亡
转化因子
DNA
二. 填空题:
2.前段时间印度洋爆发的地震和海啸中，对于难以辩认的遇难者的遗体，医务人员采用了什么技术 这一技术的根据是什么