2021-2022学年高一下学期生物人教版必修2-2.2基因在染色体上课件(共41张PPT)

(共41张PPT)
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。
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。
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？
讨论：
人染色体的扫描电镜照片
问题探讨
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，每对同源染色体上分布的基因是相同基因或等位基因，所以每对只测序1条即可；
而性染色体X和Y的差别很大，两条性染色体都要测序。
因此测定22条常染色体和两条性染色体，共24条。
基因在染色体上
一、萨顿的假说
1903年，美国科学家萨顿用蝗虫细胞作材料，研究精子和卵细胞的形成过程。
体细胞
24条染色体
精子12条染色体
卵细胞
12条染色体
受精
体细胞
24条染色体
子代体细胞中的这24条染色体，按形态结构来分，两两成对，共12对，每对染色体中一条来自父方，一条来自母方。
亲代
体细胞
配子
Dd
基因成对
D
d
DD
一个来自父方
一个来自母方
子代
体细胞
成单
萨顿将基因与染色体的行为进行比较
D
d
Dd
Dd
Dd
Dd
减数分裂
受精作用
亲代
体细胞
配子
基因成对
一个来自父方
一个来自母方
子代
体细胞
成单
萨顿将基因与染色体的行为进行比较
减数分裂
受精作用
非等位基因在形成配子时自由组合
非同源染色体在形成配子时也自由组合
yR
Yr
yr
YR
YyRr
体细胞
配子
两对基因
两对同源
染色体
基因的行为 染色体的行为
特性 在配子形成和受精过程中保持完整性和独立性。 在配子形成和受精过程中具有相对稳定的形态结构。
体细胞中的存在形式
配子中的存在形式
在体细胞中的来源
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
类比推理：基因和染色体之间具有平行关系
1.内容：
2.依据：
基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
萨顿的假说
基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，也就是说基因就在染色体上。
3.方法：
类比推理
分析减数分裂中基因和染色体的关系
思考讨论
矮茎
高茎
×
减数
分裂
受精
减数
分裂
高茎
减数
分裂
高茎
高茎
高茎
矮茎
P
配子
F1
F1配子
d d
D
d
D d
d
D d
D D
d d
D d
D D
d
D
D
基因真的位于染色体上吗？
类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性。其正确与否,还需要观察和实验的检验。
摩尔根（T.H.Morgan)
我更相信的是实验证据
1.果蝇作为遗传研究材料的优点：
二、基因位于染色体上的实验依据-果蝇杂交实验
①个体小，易饲养。
②繁殖快，后代数量多。
③具有多对易于区分的相对性状，便于统计和分析。
④染色体数目少，便于观察。
雌性
雄性
性染色体
常染色体
2、染色体组成
所有的生物都有性染色体吗？
如：无性别之分的生物无性染色体，如酵母菌等；虽有性别之分，但雌雄同株(或雌雄同体)的生物无性染色体，如黄瓜、蚯蚓等。
所有的同源染色体都是同型的吗？
如：决定性别的染色体，如X和Y这对同源染色体。
性别主要由性染色体决定，除此以外，有些生物性别的决定还与受精与否、基因的差别以及环境条件的影响有关系。如蜜蜂和龟等。
性别都是由性染色体来决定的吗？
常染色体
性染色体
不决定性别的染色体
决定性别的染色体
果蝇有３对：ⅡⅡ，ⅢⅢ，ⅣⅣ
♀同型：XX；♂异型：XY 如人和果蝇等
♂同型：ZZ；♀异型：ZW 如鸟类和蛾类等
XY型
ZW型
两个异型的同源染色体，不同生物大小是不一样的。如果蝇的Y比X大，人的X比Y大。
性染色体上的基因不都是用来决定性别的。
配子中有性染色体吗？
性染色体上的基因都是决定性别的吗？
性别受性染色体控制而与性染色体上的基因无关吗吗？
体细胞中的性染色体成双，配子中性染色体成单
性别主要是由性染色体上的某些（不是全部）基因决定的
性染色体上的有些基因也可以决定性别以外的其他性状，如果蝇颜色基因
F2
3/4
P
F1
×
雌雄交配
果蝇的红眼和白眼是受一对等位基因控制的
红眼（雌、雄）
红眼（雌）
白眼（雄）
红眼为显性性状
白眼是隐性性状
红眼（雌、雄）
白眼（雄）
3：1的性状分离比符合分离定律
1/4
F2白眼果蝇都是雄的
3.摩尔根的果蝇杂交实验-假说演绎法
(1) 观察实验、提出问题
眼色的性状显隐性？
是否遵循分离定律？
雌果蝇：
红眼（ＸＷＸＷ）
红眼（ＸＷＸw）
白眼（ＸwＸw）
雄果蝇：
红眼（ＸＷＹ）
白眼（ＸwＹ）
假设：控制眼色的基因位于X染色体上，Y染色体不含有控制眼色的基因。
(2) 提出假说、进行推理。
基因在染色体上，那么,控制眼色的基因是在常染色体上还是在性染色体上呢？
P
×
XW
Xw
Y
XWXW红眼(雌)
XwY白眼(雄)
配子
XWXw红眼(雌)
XwY白眼(雄)
F1
配子 XW Y
XW
Xw
XWXW红眼(雌)
XWXw红眼(雌)
XWY红眼(雄)
XwY白眼(雄)
果蝇杂交实验分析图解
F2
分析图解-根据假说对实验现象进行解释
(3) 根据假说，演绎推理:
测交
×
XWXw红眼（雌）
XwY白眼（雄）
XW
Xw
Y
Xw
配子
XWXw
XW Y
XwXw
XwY
测交后代
红眼雌:红眼雄:白眼雌:白眼雄 1 : 1: 1 : 1
如何选择测交的两个亲本？F1XWXw红眼（雌）与（白眼雄果蝇）或XWY红眼（雄）与（白眼雌果蝇）测交。
测交
×
XwXw红眼（雌）
F1：XWY白眼（雄）
Xw
Y
XW
配子
XWXw
XwY
测交后代
红眼雌 : 白眼雄 1 : 1
(4) 实验验证，得出结论
摩尔根等人亲自做了该实验，实验结果如下：
红眼雌性 红眼雄性 白眼雌性 白眼雄性
126 132 120 115
摩尔根通过实验观察，把一个特定的基因和一条特定的染色体联系起来，最终确定了基因在染色体上的结论。
证明了摩尔根的假设是正确的
因此也证明了控制果蝇眼色的基因在X染色体上。
演绎推理：
演绎测交结果
得出结论：
基因在染色体上
白眼性状的表现总是与性别相联系
提出问题：
假说
演
绎
法
回顾摩尔根的实验：
作出假说：
控制眼色的基因在X染色体上，而Y染色体上不含控制颜色的基因
把一个特定的基因和一条特定的染色体——X染色体联系起来，证明了基因在染色体上。摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者。
实验验证：
测交
下列各项中，能证明基因与染色体具有平行关系的实验是（ ）
A.摩尔根的果蝇杂交实验
B.孟德尔的豌豆一对相对性状的杂交实验
C.孟德尔的豌豆两对相对性状的杂交实验
D.细胞的全能性实验
A
下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的是（ ）
A.染色体是基因的主要载体
B.基因在染色体上呈线性排列
C.一条染色体上有多个基因
D.染色体就是由基因组成的
D
果绳的红眼为伴性显性遗传，其隐性性状为白眼，在下列杂交组合中，通过眼色即可直接判断子代果蝇性别的一组是（ ）
A.杂合红眼雌果蝇×红眼雄果蝇
B.白眼雌果蝇×红眼雄果蝇
C.杂合红眼雌果蝇×白眼雄果蝇
D.白眼雌果蝇×白眼雄果蝇
B
果蝇的红眼为伴X显性遗传，其隐性性状为白眼。在下列杂交组合中，通过眼色即可直接判断子代果蝇性别的一组是（ ）。
A.杂合红眼雌果蝇×红眼雄果蝇
B.白眼雌果蝇×红眼雄果蝇
C.杂合红眼雌果蝇×白眼雄果蝇
D.白眼雌果蝇×白眼雄果蝇
B
2022/1/15
如果控制白眼的基因在Y染色体上，还能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗？
XY都有控制颜色的基因时，如果控制白眼的基因在Y染色体，红眼基因在X染色体上，因为X染色体上的红眼基因对Y染色体上的白眼基因为显性，所以不会出现白眼雄果蝇，这与摩尔根的果蝇杂交实验结果不符；
Y有控制眼色的基因，X上没有控制眼色的基因时。如果控制白眼的基因在Y染色体上，白眼雄果蝇与红眼雌果蝇的杂交后代中雄果蝇全为白眼，也不能解释摩尔根的果蝇杂交实验。
思考讨论
4.基因与染色体的关系
一条染色体上有许多个基因
果蝇有4对染色体，携带的基因大约有1.3万个；人有23对染色体，携带的基因大约有2.6万。基因与染色体可能有怎样的对应关系呢？
短硬毛
棒状眼
深红眼
朱红眼
截翅
红宝石眼
白眼
黄身
基因在染色体上呈线性排列；
问题：
那么多基因在染色体上是如何排列的呢？
染色体是由DNA和蛋白质构成的，能储存遗传信息的是DNA，蛋白质主要起到稳定DNA的作用。
染色体是由DNA和蛋白质构成的
位于真核细胞核中的DNA是结合在染色体上的，而位于真核细胞质和原核细胞中的DNA则是独立存在的。
染色体是DNA的主要载体
1.基因的分离定律实质：
在减数分裂形成配子的过程中，一对同源染色体上的等位基因随着同源染色体的分离而分离，产生不同的配子。
三、孟德尔遗传规律的现代解释
A
a
精原细胞
初级精母细胞
A
a
A
a
次级精母细胞
A
A
a
a
A
a
A
a
精细胞
等位基因随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中。
适用范围：
真核生物、有性生殖、细胞核遗传
一对相对性状
2．基因的自由组合定律实质
在减数分裂形成配子的过程中，同源染色体上的等位基因随着同源染色体的分离而彼此分离，同时非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合，产生不同的配子。
A
a
精原细胞
B
b
次级精母细胞
A
A
b
b
a
a
B
B
B
a
b
A
精细胞
b
A
B
a
初级精母细胞
A
a
b
B
a
A
B
b
A
a
精原细胞
B
b
次级精母细胞
A
A
B
B
a
a
b
b
b
a
B
A
精细胞
B
A
b
a
初级精母细胞
A
a
b
B
a
A
B
b
同源染色体上的等位基因分离，
非同源染色体上的非等位基因自由组合
2．基因的自由组合定律实质
自由组合定律适用范围：
真核生物、有性生殖、细胞核遗传
两对或两对以上相对性状遗传，且控制两对或两对以上相对性状的等位基因位于不同对的同源染色体上。
它们也分离也自由组合，因为是纯合子所以只产生一种配子。
控制两对或两对以上相对性状的等位基因位于同一对的同源染色体上，会怎样？
控制两对或两对以上相对性状的相同的分离和自由组合是怎样的？
它们无法自由组合，因为它们连锁在一起。它们遵循的是遗传学第三定律连锁定律。
下列关于基因和染色体在减数分裂过程中行为变化的描述，错误的是（ ）
同源染色体分离的同时，等位基因也随之分离
非同源染色体自由组合，使所有的非等位基因之间也发生自由组合
染色单体分开时，复制而来的两个基因也随之分开
非同源染色体数量越多，非等位基因组合的种类也越多
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，如蜜蜂中的雄峰等。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。你如何解释这一现象？
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。
4.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。体现已经发现多一条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。
可能是发生这类变异后的受精卵不能发育，或在胚胎旱期就死亡了。
细胞核遗传与细胞质遗传
细胞核遗传：细胞核中基因决定的性状的遗传。核基因在染色体上，核基因遗传遵循遗传规律。
质基因遗传特点：只能由母亲（雌性）传递给后代
细胞质遗传：细胞质基因（线粒体基因和叶绿体基因）决定的性状的遗传。质基因不在染色体上，质基因遗传不遵循遗传规律。