2020-2021学年高一生物人教版必修二2.2基因在染色体上课件34张

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的或等位基因，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。
第2节 基因在染色体上
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}教学目标
核心素养
1、萨顿的假说。
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。
生命观念：基因在染色体上。
科学思维：类比推理法。
科学探究：摩尔根果蝇实验。
社会责任：遗传病分析。
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。
D d
D
d
发现问题：用蝗虫作材料，研究精子和卵细胞的形成过程，发现孟德尔定律中基因的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。
一、萨顿的假说
1.内容：
2.依据：
基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
一、萨顿的假说
基因（遗传因子）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
体细胞
配子
Dd
基因成对
染色体成对
D
d
Dd
一个来自父方
一个来自母方
体细胞
成单
成单
一条来自父方
一条来自母方
萨顿将基因与染色体的行为进行比较
非等位基因在形成配子时自由组合
非同源染色体在减数分裂Ⅰ的后期自由组合
yR
Yr
yr
YR
YyRr
体细胞
配子
两对基因
两对同源
染色体
基因与染色体的关系
基因的行为
染色体的行为
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
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？
注意:
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.实验材料:
二、基因位于染色体上的实验依据
①个体小，易饲养，繁殖快。
②后代数量多，便于统计。
③具有多对易于区分且稳定遗传的相对性状。
④染色体数目少（4对），便于观察。
果蝇
（1）果蝇作为遗传研究材料的优点：
雌性
雄性
性染色体
常染色体
（2）果蝇的染色体组成
常染色体
性染色体
雌雄个体细胞中相同，不决定性别的染色体
雌雄个体细胞中不相同，决定性别的染色体
３对：ⅡⅡ，ⅢⅢ，ⅣⅣ
♀同型：XX；♂异型：XY
所有的生物都有性染色体吗？
如：雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分。
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）
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
白眼果蝇都是雄的
2.摩尔根的果蝇杂交实验
(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）
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。
(2) 经过推理、提出假说
基因在染色体上，那么,控制白眼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
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}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
根据假说对实验现象进行解释（分析图解）
(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。
(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。
证明了控制果蝇眼色的基因在X染色体上。
摩尔根解释的验证：
实验结果雌果蝇均为红色，雄果蝇均为白色。与理论推测一致，证明了控制果蝇眼色的基因在X染色体上。
XWY
红眼雄果蝇
XwXw
白眼雌果蝇
×
测交亲本
XWXw
红眼雌
XwY
白眼雄
测交子代
1、运用上述果蝇杂交实验再设计一个实验，来验证他们的解释。
思考讨论
演绎推理：
测交
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：
控制白眼基因（w）在X染色体上，
而Y染色体上不含有它的等位基因
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。
2021/3/11
2、如果控制眼色的基因在Y染色体上，还能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗？
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；
如果控制白眼的基因在Y染色体上，且X染色体上没有显性红眼基因，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
3.基因与染色体的数量关系
一条染色体上应该有许多个基因
结论：
问题：
基因在染色体上是如何排列的呢？
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；
一条染色体上应该有许多个基因
1.基因的分离定律实质：
(1)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。
(2)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。
三、孟德尔遗传规律的现代解释
A
A
a
a
A
a
B
B
相同基因/等位基因位于同源染色体的同一位置
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
1.基因的分离定律实质：
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
一对等位基因决定一对相对性状
2．基因的自由组合定律实质
(1)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。
(2)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
b
a
B
B
A
a
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
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。
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。
萨顿
基因在染色体上
证据
现象
假说
演绎推理
实验论证
结论
推理
摩尔根实验
孟德尔遗传规律的现代解释
应用
课堂小结
1.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
巩固练习
2.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
3.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。