生物人教版（2019）必修2-2.2基因在染色体上课件（共44张PPT）

(共44张PPT)
2.2基因在染色体上
1.萨顿假说
2.基因位于染色体上的实验证据
3.孟德尔遗传规律的现代解释
问题探讨
人有46条染色体，但是旨在揭示人类基因组遗传信息的人类基因组计划却只测定人的24条染色体的DNA序列。
讨论
1.对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测哪些染色体
因为基因位于染色体上，要测定某个基因的序列,首先要知道该基因位于哪条染色体上。
如果要测定人类基因组的基因序列,就要知道包含人类基因组的全部染色体组由哪些染色体组成。
问题探讨
讨论
2.为什么不测定全部46条染色体
人有22对常染色体和1对性染色体。在常染色体中,每对同源染色体的形态、大小相同,结构相似,
上面分布的基因是相同的或者是等位基因,所以只对其中1条进行测序就可以了;而性染色体x和Y的差别很大,基因也大为不同,所以两条性染色体都需要测序,因此人类基因维计划测定了22条常染色体和两条性染色体X和Y,共24条。
如果测定46条染色体,耗资巨大工作量会增加一倍,但得到的绝大多数基因序列都是重复的。
科学家如何发现基因在染色体上的？
一、萨顿假说
1.内容：
基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。
也就是说：基因在染色体上。
染色体
基因
等位基因
位于一对同源染色体相同位置上控制一对相对性状的基因。如图D与d。
一、萨顿假说
2.依据：
基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。
a
A
B
b
染色体
基因
①体细胞中
的存在形式
成对
成对
②体细胞
中的来源
一个来自父方
一个来自母方
一条来自父方
一条来自母方
a
A
B
b
染色体
基因
③配子中的存在形式
A
a
B
A
b
B
a
b
成单
成单
a
A
B
b
染色体
基因
④形成配子时的行为
A
a
B
A
b
B
a
b
同源染色体分离
非同源染色体自由组合
等位基因分离
非等位基因自由组合
a
A
B
b
染色体
基因
⑤传递中
的性质
A
a
B
A
b
B
a
b
在配子形成和受精过程中保持稳定性
杂交过程保持
完整性独立性
2.依据：
基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。
染色体的行为 基因的行为
体细胞中 的存在形式
在体细胞 中的来源
配子中的存在形式
形成配子时的组合方式
传递中 的性质
成对
成对
成单
成单
一个来自父方
一个来自母方
一个来自父方
一个来自母方
非等位基因自由组合
非同源染色体自由组合
杂交过程保持
完整性独立性
在配子形成和受精过程中保持稳定性
3.分析：减数分裂中基因和染色体的关系
P
配子
F1
D
D
d
d
D
d
D
d
3.分析：减数分裂中基因和染色体的关系
D
d
D
d
D
d
D
D
D
d
D
d
d
d
二、基因位于染色体上的实验证据
果蝇杂交实验
1.果蝇作为遗传实验材料的优点
①易于培养，繁殖快；
②染色体数目少且大，便于研究；
③产生的后代多；
④相对性状易于区分。
2.实验过程及结果
分析：
①红眼与白眼为一对相对性状
②红眼对白眼显性
③F2中红眼:白眼=3:1，符合分离定律，说明红眼和白眼受一对等位基因控制
提出问题：
为什么F2中白眼只在雄性出现？(为什么白眼性状与性别关联)
3.假设解释
假设：
控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因，如图位于非同源区段(Ⅱ2)
因此，纯合的红眼雌果蝇的基因型为:XWXW，白眼雄果蝇的基因型为:XwY
3.假设解释(遗传图解)
思考：
控制果蝇眼色的基因位于的X-Y同源区段(Ⅰ)是否可以解释摩尔根的杂交实验现象？
果蝇眼色的基因位于X-Y同源区段的遗传图解
根据遗传图解，控制果蝇眼色的基因位于X-Y同源区段也可以解释摩尔根的果蝇杂交实验。
果蝇眼色的基因位于X-Y同源区段的遗传图解
其实摩尔根还做了一个实验，可以排除控制果蝇眼色的基因位于X-Y同源区段这种情况，那么这个实验如何进行？
红眼雄果蝇和白眼雌果蝇进行实验
①若仅位于X染色体上遗传图解如下：
②若基因位于X-Y同源区段遗传图解如下：
XwXw × XWY
↓
XWXw XwY
白眼(雌)
红眼(雄)
红眼(雌)
白眼(雄)
XwXw × XWYW
↓
白眼(雌)
红眼(雄)
XWXw XwYW
红眼(雌)
红眼(雄)
杂交实验结果为：红眼雌果蝇和白眼雄果蝇。
支持“基因位于X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因”的假说。
4.对假说的验证：测交实验
①测交的遗传图解（演绎推理）
XWXw × XwY
红眼(雌)
白眼(雄)
↓
XWXw
XWY
XwXw
XwY
红眼(雌)
红眼(雄)
白眼(雄)
白眼雌)
1
1
1
1
：
：
：
测交结果与推理结果相符，从而验证了假说是正确的。
②测交结果：
红眼(雌)
红眼(雄)
白眼(雄)
白眼雌)
126
120
132
115
：
：
：
即控制眼色的基因位于X染色体上。
5.实验结论
决定果蝇眼色(红眼和白眼)的基因位于X染色体上，
从而证明了基因位于染色体上。
红眼(♀) 白眼(♀) 红眼(♂) 白眼(♂)
XWXW XWXw XwXw XWY XwY
每种生物的基因数量，都要远远多于其染色体的数目。
6.进一步研究
摩尔根和他的学生们，发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，并绘出了第1个果蝇各种基因在染色体上相对位置的图。
一条染色体上有许多个基因
基因在染色体上呈线性排列
两个基因之间的关系
位于一对同源染色体的相同位置上
位于一对同源染色体的不同位置上
相同基因
等位基因
非等位基因
A与A
D与d、B与b
D(d)与A、D(d)与B(b)
果蝇杂交实验 提出问题
对实验现象的解释 假设解释
设计测交实验 演绎推理
实施测交实验 实验验证 实验结果与推理结果一致
实验结论 得出结论 控制眼色的基因位于X染色体上
证明了基因位于染色体上。
后续研究 基因与染色体关系
总结：基因位于染色体上的实验证据（假说演绎法）
为什么白眼性状总是与性别关联
控制眼色的基因位于X染色体上
红眼(♀):白眼(♀):红眼(雄)
:白眼(♀)=1:1:1:1
基因在染色体上呈线性排列
三、孟德尔遗传规律的现代解释
孟德尔遗传定律的实质(细胞学基础)
①基因分离定律的实质：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。
②基因自由组合定律的实质：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。
A
a
b
B
A
A
b
b
B
B
a
a
A
A
a
a
B
B
b
b
A
A
a
a
b
b
B
B
A
A
a
a
b
b
B
B
A
A
b
b
a
a
B
B
A
A
b
b
a
a
B
B
A
A
b
b
a
a
B
B
A
b
A
b
a
B
a
B
①等位基因的分离与非同源染色体上的非等位基因的自由组合是同时发生的，发生在减数第一次分裂后期。
②位于同源染色体上的非等位基因不能进行自由组合
说明：
1.对性腺组织细胞进行荧光标记，等位基因A、a都被标记为黄色，等位基因B、b都被标记为绿色，在荧光显微镜下观察处于四分体时期的细胞。下列有关推测合理的是（ ）
A.若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点
B.若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点
C.若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点
D.若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点
B
2.基因型为AaXBY的小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生一个不含性染色体的AA型配子。等位基因A、a位于2号染色体上。下列关于染色体未分离时期的分析，正确的是(　　)
①2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离
②2号染色体可能在减数第一次分裂时未分离
③性染色体可能在减数第二次分裂时未分离
④性染色体一定在减数第一次分裂时未分离
A.①③　　B.①④　　C.②③　　D.②④
A
练习与应用（P32）
一、概念检测
1.基于对同源染色体和非同源染色体上相关基因的理解，判断下列相关表述是否正确。
(1)位于一对同源染色体上相同位置的基因控制同一种性状。( )
(2)非等位基因都位于非同源染色体上。( )
√
×
练习与应用（P32）
一、概念检测
2.基因主要位于染色体上，下列关于基因和染色体关系的表述，错误的是( )
A.染色体是基因的主要载体
B.染色体就是由基因组成的
C.一条染色体上有多个基因
D.基因在染色体上呈线性排列
B
练习与应用（P32）
一、概念检测
3.基因和染色体的行为存在平行关系。下列相关表述，错误的是( )
A.复制的两个基因随染色单体分开而分开
B.同源染色体分离时，等位基因也随之分离
C.非同源染色体数量越多，非等位基因组合的种类也越多
D.非同源染色体自由组合，使所有非等位基因也自由组合
D
二、拓展应用
1.用白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交，通过眼睛颜色可判断子代果蝇的性别；用白眼雄果蝇和红眼雌果蝇杂交，通过眼睛颜色却不能判断子代果蝇的性别，这是为什么 用其他杂交组合，能否通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别呢
红眼雌果蝇的基因型有XWXW和XWXw两种类型，白眼雄果蝇的基因型为XwY。如果基因型为XWXW的红眼雌果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交，则子一代无论雌雄，全部为红眼，如果基因型为XWXw的红眼雌果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交，那么子代雌果蝇和子代雄果蝇都是既有红眼，也有白眼，因此无法通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。
二、拓展应用
1.用白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交，通过眼睛颜色可判断子代果蝇的性别；用白眼雄果蝇和红眼雌果蝇杂交，通过眼睛颜色却不能判断子代果蝇的性别，这是为什么 用其他杂交组合，能否通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别呢
果蝇眼睛颜色的杂交实验，共有红眼雌果蝇
(XWXW或XWXw)与红眼雄果蝇(XWY)、红眼雌果蝇(XWXW或XWXw)与白眼雄果蝇(XwY)、白眼雌果蝇(XwXw)与白眼雄果蝇(XwY)、白眼雌果蝇(XwXw)与红眼雄果蝇(XWY)杂交等组合。只有白眼雌果蝇(XwXw)与红眼雄果蝇(XWY)杂交的子代，红眼全为雌性，白眼全为雄性，可以通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。
二、拓展应用
2.生物如果丢失或增加一条或几条染色体，就会出现严重疾病甚至死亡。但是在自然界，有些动植物的某些个体是由未受精的生殖细胞(如卵细胞)单独发育来的，如蜜蜂中的雄蜂等。这些生物虽然体细胞中的染色体数目减少了一半，但它们仍能正常生活。你如何解释这现象
这些生物的体细胞中的染色体数日虽然减少了一半，但仍具有一整套非同源染色体，这一套染色体携带着控制该种生物所有性状的一整套基因。
二、拓展应用
3.人的体细胞中有23对染色体，其中1-22号是常染色体,23号是性染色体。现在已经发现多一条13号、18号或21号染色体的婴儿，都表现出严重的病症。据不完全调查，现在还未发现多一条(或几条)其他常染色体的婴儿请你试着作出一些可能的解释。
人的体细胞中染色体数目的变异，会严重影响生殖、发育等各种生命活动，未发现其他常染色体数目变异的婴儿，很可能是发生这类变异后的受精卵不能发育，或发育至胚胎早期就死亡了的缘故。