人教版高中生物必修二 第二章 第2节 基因在染色体上 （共38张PPT）

(共38张PPT)
过渡与联系
例.下列有关生物学知识的描述错误的有（ ）
①1900年，三位科学家做了许多与孟德尔实验相似的观察，揭示了基因分离定律和自由组合定律的实质。②1909年，丹麦生物学家约翰逊提出了基因、基因型和表现型的概念。
③生物学家魏斯曼利用显微镜观察到了减数分裂的过程和特点，揭示了基因分离定律和自由组合定律的实质。④1903年，美国遗传学家萨顿利用类比推理法证明了基因在染色体上。
⑤摩尔根利用假说演绎法证明了基因在染色体上。
⑥现代分子生物学利用同位素标记法确定基因在染色体上的位置。
⑦减数分裂和基因在染色体上的发现为遗传规律实质的揭示奠定了基础。
①③④⑥
基因在染色体上和伴性遗传
下列有关生物学知识的说法中，正确的选项是_______
①萨顿发现孟德尔假设的一对遗传因子（即：等位基因）它们的分离与减数分裂中同源染色体分离很相似；②与孟德尔和萨顿的研究方法相比，摩尔根证明基因在染色体上的研究方法更像萨顿； ③类比推理法和假说-演绎法研究所得结论都有逻辑必然性； ④生物的基因都在染色体上； ⑤萨顿发现形成配子时，非同源染色体自由组合，细胞内的非等位基因也自由组合； ⑥摩尔根不但证实了基因在染色体上，还发现了基因的连锁互换定律； ⑦一只红眼的雄果蝇偶然发现是摩尔根成功的原因之一； ⑧摩尔根用同位素示踪法证实了基因在染色体上的位置；⑨孟德尔被誉为遗传学奠基人，摩尔根被誉为现代遗传学的奠基人。
①⑤⑥
学生活动：
萨顿认为基因是由染色体携带者从亲代传给子代的，理由是_____________________________________。
基因和染色体的行为存在着明显的平行关系
在杂交过程中保持完整性和独立性
在配子形成和受精过程中，有相对稳定的形态结构
成对
成对
其中的一个
其中的一条
一个来自父方，一个来自母方
一条来自父方，一条来自母方。
非等位基因自由组合
非同源染色体自由组合
列举：
项目 基因 染色体
生殖过程中



体细胞
配子
体细胞
中来源
形成配子时

学生活动：果蝇是遗传学实验的好材料，如图是果蝇体细胞的染色体图解，下列有关说法中正确的是__________
①果蝇易饲养、繁殖快、
相对性状明显、子代数
量大、细胞内染色体少
是其适合作为遗传学实
验材料的原因；②图甲
是雌果蝇，原因是性染色体同型；③研究果蝇的基因组需要研究5条染色体；④乙图中4号染色体上的基因只能传递给子代雌果蝇；⑤染色体1、2、3、4上的基因都与性别决定有关；⑥染色体Ⅱ与Ⅱ上的基因重组遵循摩尔根的连锁互换定律，染色体Ⅱ与Ⅲ上的基因重组遵循孟德尔的自由组合定律
①②③⑥
学生活动：摩尔根以果蝇为实验材料，采用假说-演绎的研究方法证实了基因在染色体上。对其研究过程，请同学们思考下面的问题：
1.摩尔根在实验中所观察的现象和提出的问题是什么？
2.摩尔根及其同事做了什么样的假设就所提出的问题做了合理解释？
3.摩尔根及其同事为了验证假设做了什么样的演绎推理？设计的测交实验方案是什么？
观察现象、提出问题：
观察现象：F1全是红眼，说明红眼是显性。F2红眼和白眼的比例是3:1，符合分离定律，说明红眼、白眼这一对相对性状受一对等位基因控制。
提出问题：为什么白眼性状的表现总是与性别相关联？
分析：白眼的遗传与性别相关联，而且与X染色体的遗传相似。
假说内容：控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含它的等位基因。
利用假说对上述遗传现象的解释
测交实验
演绎推理：
实验验证：
测交后代
实验结果与演绎推理结果一致，说明假说成立。
得出结论：
控制眼色的基因在X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因。（推论：基因在染色体上）
后续发展：摩尔根和他的学生经过多年努力，发明了测定基因在染色体上的相对位置的方法，并绘制了第一个果蝇各种基因在染色体上相对位置的图（基因图谱）。说明基因在染色体上呈 排列。现代分子生物学利用 （技术）测定基因在染色体上的位置。但今天我们知道并不是所有基因都在染色体上。
线性
荧光标记法
如何证明这对基因不在X、Y的同源区段？
设计实验
若后代出现什么结果，则表明在同源区段
若后代出现什么结果，则表明在X的非同源区段
思考：同源区段基因控制的遗传病，男性患病率一定等于女性吗？与常染色体一样吗？举例说明
如：XaXa × XaYA→XaXa、XaYA
XaXa × XAYa→XAXa、XaYa
下列有关基因载体的说法中，正确的是_______。
①动植物的基因都在染色体上，所以染色体是基因的主要载体；②原核生物的基因都在拟核上，噬菌体的基因在染色体上；③ HIV的基因在RNA中；④同源染色体上相同位置的基因控制着同一性状；⑤染色体上的等位基因来源于基因突变；⑥基因在染色体上呈线性排列；⑦一条染色体上有一个基因；⑧姐妹染色单体上的基因一定是相同的；⑨非同源染色体数量越多，非等位基因组合的种类也越多；⑩非同源染色体自由组合，使所有的非等位基因之间发生自由组合
③④⑤⑥⑨
知识点四、性别决定
人类、哺乳动物、果蝇等
鸟类、家蚕和蛾蝶类等
（1）由性染色体决定
（2）染色体的倍数决定性别
（3）某些基因决定性别
（4）环境条件影响性别
蜜蜂等
多数龟类、鳄类的性别决于孵化时的温度
喷瓜等
见教材P37
学生活动：
1.一般情况下，性别这个词是对生命系统哪个层次的描述？
2.豌豆、苹果有性别决定的说法吗？为什么？
3.性别决定都是由性染色体的组成类型来决定的吗？为什么，请举例说明。
4.什么是性染色体？什么是常染色体？
5.高等植物中到底有没有性别决定的事实？举例说明
学生活动：
1.一般情况下，性别这个词是对生命系统那个层次的描述？

2.豌豆、苹果的个体有性别决定的说法吗？为什么？

3.性别决定都是由性染色体的组成类型来决定的吗？为什么，请举例说明。




个体
没有。因为豌豆属于雌雄同体，植株无性别之分
不是。因为有些生物的性别决定是由染色体组的倍性来决定的，如蜜蜂；有些生物的性别决定与环境条件密切相关，如受精卵发育的温度、适度、pH和激素的影响，如大多数爬行动物的性别决定与受精卵发育的环境温度密切相关。
性别决定
人类、哺乳动物、果蝇等
鸟类、家蚕和蛾蝶类等
（1）由性染色体决定
（2）染色体的倍数决定性别
（3）某些基因决定性别
（4）环境条件影响性别
蜜蜂等
多数龟类、鳄类的性别决于孵化时的温度
喷瓜等
学生活动：
4.什么是性染色体？什么是常染色体？


5.高等植物中到底有没有性别决定的事实？举例说明
与性别决定有关的染色体叫做性染色体。与性别决定无关的染色体叫做常染色体。
有，如雌雄异体的植物，如银杏、杨树、柳树、女娄菜、剪秋罗等植物。
思考：白眼雌果蝇（XwXw）和红眼雄果蝇（XWY）交配，后代雌果蝇应该都是红眼的，雄果蝇应该都是白眼的，但是大量观察发现，上述杂交实验中，2000—3000只红眼雌果蝇中会出现一只白眼雌果蝇，同样在2000—3000只白眼雄果蝇中会出现一只红眼雄果蝇，如何解释？如何验证？
雌果蝇卵原细胞减数分裂过程中，在2000~3000个细胞中，有一次发生了差错，两条X染色体不分离，结果产生的卵细胞中，或者含有两条X染色体，或者不含X染色体。如果含XwXw卵细胞与含Y的精子受精，产生XwXwY的个体为白眼雌果蝇，如果不含X的卵细胞与含XW的精子受精，产生0XW的个体为红眼雄果蝇。这样就可以解释上述现象。
可以用显微镜检查细胞中的染色体，如果在上述杂交中的子一代出现的那只白眼雌果蝇中找到Y染色体，在那只红眼雄果蝇中找不到Y染色体，就可以证明解释是正确的。
下列有关伴性遗传的说法中，不正确的选项是__
①伴性遗传总是和性别关联；②凡是位于X染色体上的基因，对男性来说，来自母亲，传向女儿； ③Y染色体上的基因来自父亲，传向儿子； ④X染色体上的隐性基因控制的遗传病的特点是父病女必病，子病母必病，人群中男性患者多于女性患者； ⑤X染色体上显性基因控制的遗传病的特点是女病父必病，母病子必病，人群中女性患者多于男性患者； ⑥X染色体上的隐性基因控制的遗传病往往是隔代交叉遗传， 而X染色体上显性基因控制的遗传病往往是家族中连续遗传； ⑦伴性遗传不遵循孟德尔定律；⑧X染色体上的基因，Y染色体上可能有其等位基因；⑨性染色体只存在于生殖细胞；
④⑤⑦⑨
例.眼色这一现状在果蝇种群中有 种基因型，种群内个体随机交配有 种交配方式。请你用规范的遗传图解写出每种交配方式及子代。
5
6
思考：
1.伴性遗传的后代表现型都与性别有关吗?
2.后代表现型有性别差异一定是伴性遗传吗？
练习：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，通过眼色可直接判断子代果蝇性别的杂交组合是（ ）
A.红眼雌果蝇×红眼雄果蝇
B.白眼雌果蝇×白眼雄果蝇
C.红眼雌果蝇×白眼雄果蝇
D.白眼雌果蝇×红眼雄果蝇
D
隐雌显雄
下列所示的遗传系谱图中，遗传方式最难以确定的是（ ）




A．①
B．②
C．③
D．④
C
隐性
常染色体显性
不确定
常染色体隐性
练习：判断下列各遗传病的遗传方式或最可能的遗传方式
图1
图2
图3
图4
图5
图6
图7
图1：
图2：
图3：
图4：
图5：
图6：
图7：
常隐
常隐
常显
伴X隐
常显
伴X显
伴Y
“四步法”分析遗传系谱图
第一，排除或确定
伴Y染色体遗传\细胞质遗传
第二，确定图谱中遗传病
是显性遗传还是隐性遗传
第三，确定致病基因位于常染色体上还是位于性染色体上
第四，若系谱图中无上述特征，只能从可能性大小方面推测
总结：伴性遗传的特点及常见实例
①具有隔代交叉遗传现象。
②患者中男多女少。
③女患者的父亲及儿子一定是患者。
实例：人类红绿色盲症、血友病、果蝇的白眼遗传。
1.伴X染色体隐性遗传病的遗传特点？
2.伴X染色体显性遗传病的遗传特点？
①具有连续遗传现象。
②患者中女多男少。
③男患者的母亲及女儿一定为患者。
实例：抗维生素D佝偻病。
3.伴Y染色体遗传具有什么特点？
①无显隐性之分，患者后代中男性全为患者
②由父亲传给儿子，儿子传给孙子，具有世代连续性
实例：人类外耳道多毛症。
例.生物的性状由基因控制，不同染色体上的基因在群体中所形成基因型的种类不同。果蝇的灰体和黑体受一对等位基因（A、a）控制，但不知道A、a的位置。如图为果蝇XY染色体结构示意图。请据图回答：
（1）若控制某性状的等位基因A与a位于常染色体上，则该自然种群中控制该性状的基因型有______种。
（2）若控制某性状的等位基因A与a位于X染色体Ⅱ区上，则该自然种群中控制该性状的基因型有______种。
（3）若控制某性状的等位基因A与a位于X染色体Ⅰ区上，则雄果蝇中控制该性状的基因型有______种。
分别是 。
3
5
4
XAYA、XAYa、XaYA、XaYa
（4）现有若干纯合的灰体和黑体雌雄果蝇（灰体对黑体显性），请你利用这些果蝇设计实验，探究控制灰体和黑体的基因（A、a）的位置属于①等位基因A与a位于常染色体上；②等位基因A与a位于X染色体Ⅱ区上；③等位基因A与a位于X、Y染色体Ⅰ区上中的哪一种？
1.选择黑体雌性纯合子与灰体雄性纯合子杂交
2.观察、统计子代表现型及比例
结果预测及结论
①若子代中雌性均为灰体，雄性均为黑体。则等位基因A与a位于X染色体Ⅱ区上。
②若子代不论雌雄均为灰体。则等位基因A与a位于常染色体上或X染色体Ⅰ区上。需要继续实验。
隐雌显雄
继续实验：
3.选择上述F1中雌雄个体交配
4.观察、统计F2表现型及比例
结果预测及结论
①若子代中不论雌雄，都既有灰体又有黑体。则等位基因A与a位于常染色体上。
②若子代中雄果蝇均为灰体。则等位基因A与a位于X染色体Ⅱ区上。
学生活动：
1.如何判断基因位于X染色体上还是位于常染色体上？请给出解决问题的方案。
⑴若相对性状的显隐性是未知的，请给出解决问题的方案
用正交和反交的方法
用隐性雌性个体与显性雄性个体杂交方法
⑵若相对性状的显隐性已知，请给出解决问题的方案。
正交 = 反交 常染色体遗传
学生活动：
2.基因是伴X染色体遗传，还是X、Y染色体同源段的遗传？
已知性状的显隐性且控制性状的基因在性染色体上，请给出解决问题的方案：
基本思路一：用“纯合隐性雌×纯合显性雄”进行杂交，观察分析F1的性状，即：
大本105
学生活动：
2.基因是伴X染色体遗传，还是X、Y染色体同源段的遗传？
已知性状的显隐性且控制性状的基因在性染色体上，请给出解决问题的方案：
基本思路二：用“杂合显性雌×纯合显性雄”进行杂交，观察分析F1的性状。即：
学生活动：
3.基因位于常染色体还是X、Y染色体同源区段？
基本思路：隐性的纯合雌性个体与显性的纯合雄性个体杂交，获得的F1全表现为显性性状，再选子代中的雌雄个体杂交获得F2，观察F2表现型情况。即：
若F2雌雄个体中都有显性性状和隐性性状出现，则该基因位于常染色体上。
若F2雄个体都为显性性状雌性个体既有显性性状，也有隐性性状出现，则该基因位于X、Y染色体的同源区段上。
4.数据信息分析法确认基因位置
除以上列举的方法外，还可依据子代性别、性状的数量分析确认基因位置：
(1)根据信息中子代性别、性状的数量比分析推断
? 灰身、直毛 灰身、分叉毛 黑身、直毛 黑身、分叉毛
雌蝇 0 0
雄蝇
据表格信息：灰身与黑身的比例，雌蝇中3∶1，雄蝇中也为3∶1，二者相同，故为常染色体遗传。直毛与分叉毛的比例，雌蝇中4∶0，雄蝇中1∶1，二者不同，故为伴X遗传。
(2)依据遗传调查所得数据进行推断
2.某野生型果蝇种群中，一只雌果蝇的一条染色体上的某基因发生了突变，使野生型性状变为突变型性状。让该雌果蝇与野生型雄果蝇杂交，F1的雌雄个体中均既有野生型，又有突变型(设相关基因用R、r表示)。
(1)在野生型和突变型这对相对性状中，显性性状是________，隐性性状是________。
(2)根据上述杂交实验的结果能否确定突变基因是在X染色体上，还是在常染色体上？请简要说明推断理由：


(3)若要通过一次杂交实验确定突变基因是在X染色体上，还是在常染色体上，最好选择F1中雌性为________型，雄性为________型的个体作杂交的亲本。
不能，在Rr×rr和XRXr×XrY两种情况下后代雌雄个体均有两种表现型
突变型 野生型
野生
突变
大本104
家蚕是二倍体，体细胞中有28对染色体，其中一对是性染色体，雄蚕含有两条同型的性染色体ZZ，雌蚕含有两条异型的性染色体ZW。请回答以下问题：
(1)家蚕的一个染色体组包括______条染色体，正常情况下，雌蚕产生的卵细胞中含有的性染色体是______，雄蚕体细胞有丝分裂后期，含有______条Z染色体，若测定家蚕的基因组，应测定的染色体有_________。
(2)家蚕的体色黄色基因(B)对白色基因(b)为显性且均位于Z染色体上，请你设计一个方案，单就体色便能辨别幼蚕的雌雄，方案是选择______ __和___ ____亲本(表现型)杂交。
(3)家蚕中D、d基因位于Z染色体上，d是隐性致死基因(导致相应基因型的受精卵不能发育，但Zd的配子有活性)。是否能选择出相应基因型的雌雄蚕杂交，使后代只有雄性？请根据亲代和子代基因型情况说明理由。
白色雄家蚕 黄色雌家蚕
Z或W
28
4
27条常染色体+Z+W
不能。因为雌蚕只有ZDW基因型，雄蚕有ZDZD、ZDZd基因型；杂交组合ZDW×ZDZD、ZDW×ZDZd均可产生ZDW的雌性后代(或若要让后代只有雄性，则雌性必须全是ZdW，则亲本的杂交组合必须是ZDW×ZdZd，而ZdZd的个体不存在)。
假设某隐性致死突变基因有纯合致死效应(胚胎致死)，无其他性状效应。根据隐性纯合子的死亡率，隐性致死突变分为完全致死突变和不完全致死突变。有一只雄果蝇偶然受到了X射线辐射，为了探究这只果蝇X染色体上是否发生了上述隐性致死突变，请设计杂交实验并预测最终实验结果。
实验步骤①_____________________________；
②________________________________；
③_______________________________。
结果预测：Ⅰ.若 ___ ，则X染色体上发生了完全致死突变；
Ⅱ.若_____________________________________，
则X染色体上发生了不完全致死突变；
Ⅲ._____________________________，则X染色体上没有发生隐性致死突变。
让这只雄蝇与正常雌蝇杂交
F1中的雌雄蝇互相交配(或F1雌蝇与正常雄蝇杂交)
统计F2中雄蝇所占比例(或统计F2中雌雄蝇比例)
F2中雄蝇占1/3(或F2中雌∶雄＝2∶1)
F2中雄蝇占的比例介于1/3至1/2之间(或F2中雌∶雄在1∶1～2∶1间)
F2中雄蝇占1/2(或F2中雌∶雄＝1∶1)
知识点五 伴性遗传中的致死现象