【课件】基因在染色体上课件2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2.pptx

回到回到1919世纪世纪 孟德尔发现了遗传的两大定律人们才意识到遗传因子（基因）是客观存在的基因在哪里呢？分离定律自由组合定律一、萨顿的假说基因的行为基因的行为染色体的行为染色体的行为体细胞中的体细胞中的存在形式存在形式配子中的存配子中的存在形式在形式在体细胞中在体细胞中的来源的来源形成配子时形成配子时的组合方式的组合方式传递中的性传递中的性质质成对成对成对成对成单成单成单成单一个来自父方，一个来一个来自父方，一个来自母方自母方一个来自父方，一个一个来自父方，一个来自母方来自母方非等位基因自由组合非等位基因自由组合非同源染色体自由组合非同源染色体自由组合杂交过程保持完整性、杂交过程保持完整性、独立性独立性在配子形成和受精过程在配子形成和受精过程中保持稳定性中保持稳定性类比类比:基因和染色体之间具有基因和染色体之间具有平行关系平行关系看不见看不见染色体染色体基因在染色体上基因在染色体上推理推理基因基因看得见看得见D dD d 平行关系平行关系思考思考 讨论讨论：分析减数分裂中基因和染色体的关系：分析减数分裂中基因和染色体的关系如果你也认为“基因在染色体上”，请在图中的染色体上标出基因符号，解释孟德尔杂交试验。减数减数分裂分裂P高高茎茎矮矮茎茎高高茎茎高高茎茎高高茎茎矮矮茎茎高茎高茎减数减数分裂分裂减数减数分裂分裂F1配子配子F1配子配子高 茎高 茎矮 茎高 茎D dD Dd d D d d d减数分裂受 精减数分裂高 茎减数分裂P配子F1F1配子高茎矮茎F2dDdDD DDD dd注意注意:推理得出的结论并不具有必然性推理得出的结论并不具有必然性其正确与否其正确与否,还还需要实验验证需要实验验证一、萨顿的假说二二.基因位于染色体上的基因位于染色体上的实验证据据假假说演演绎法法摩尔根摩尔根二、基因在染色体上的实验证据2、实验材料：果蝇果蝇1、主要科学家：摩尔根摩尔根优点：优点：易饲养，繁殖快；易饲养，繁殖快；后代多；后代多；相对性状多且明显；相对性状多且明显；染色体数目少，便于观察染色体数目少，便于观察3.1 果蝇杂交实验观察察实验，提出，提出问题1.能否判断能否判断显隐性？性？是否是否符合孟德符合孟德尔遗传定律定律？分析：分析：a.F1全全为红眼，眼，说明明 为显性；性；b.F2红眼和白眼的数量比眼和白眼的数量比为3:1，这样的表的表现说明符合明符合 定律。定律。红眼眼分离分离二、基因在染色体上的实验证据雌性雌性雄性雄性性染色体性染色体常染色体常染色体常染色体常染色体：与性别决定无关的染色体。与性别决定无关的染色体。性染色体性染色体：与性别决定有关的染色体与性别决定有关的染色体果蝇果蝇红红/白眼遗传与性别相白眼遗传与性别相关联关联红红/白眼色基因位白眼色基因位于于X X染色体上染色体上Y Y染色体不含其等染色体不含其等位基因位基因雌果蝇：雌果蝇：雄果蝇：雄果蝇：红眼（红眼（）红眼（红眼（w w）白眼（白眼（w ww w）白眼（白眼（w w）红眼（红眼（）l若用若用w w表示控制眼睛颜色的基因，红眼表示控制眼睛颜色的基因，红眼W,W,白眼白眼w.w.注：常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上注：常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上(例例DDDD、dd)dd)，而性染色体上的基因需标明（性染色体要大写）而性染色体上的基因需标明（性染色体要大写）二、基因在染色体上的实验证据3.2果果蝇杂交交实验的的解解释提出假提出假说PXWXW红眼（雌）XwY白眼（雄）配子XWXwYF1XWXw红眼（雌）XWY红眼（雄）配子XWXwXWYXWXW红眼（雌）XWY红眼（雄）XWXw红眼（雌）XwY白眼（雄）F2控制白眼的基因（控制白眼的基因（用用w w表示表示）在）在 染色体上，染色体上，Y Y染色体上染色体上不含有它的不含有它的 。X X等位基因等位基因测交亲本XwYXWXw测交子代XWXwXwXwXWY XwY红：白=1：1雌：雄=1：1你能运用上述果蝇杂交实验的知识设计一个实验，来验证他们的解释吗？用用F F1 1的红眼雌果蝇与白眼雄果蝇进行测交实验的红眼雌果蝇与白眼雄果蝇进行测交实验；二、基因在染色体上的实验证据4.4.演演绎推理：推理：法法测交交XWYXwXwXWXwXwY雌果蝇均为红色雄果蝇均为白色再再用红眼雄果蝇和用红眼雄果蝇和F2F2中的白眼雌果蝇进行测交中的白眼雌果蝇进行测交二、基因在染色体上的实验证据摩尔根通过实验观察，摩尔根通过实验观察，把一个特定的基因和一条特定的染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。色体联系起来，最终确定了基因在染色体上的结论。从孟从孟德尔理论的怀疑者成为孟德尔理论坚定的支持者。德尔理论的怀疑者成为孟德尔理论坚定的支持者。(5)(5)实验验证，得出结论实验验证，得出结论摩尔根等人亲自做了该实验，实验结果如下：摩尔根等人亲自做了该实验，实验结果如下：与理论推测一致，完全符合假说，假说完全正确！与理论推测一致，完全符合假说，假说完全正确！红眼雌性红眼雌性红眼雄性红眼雄性白眼雌性白眼雌性白眼雄性白眼雄性126126132132120120115115演绎推理演绎推理：测交测交得出结论：得出结论：基因在染色体上基因在染色体上若控制白眼基因（若控制白眼基因（w w）在）在X X染色体上，而染色体上，而Y Y染色体上不染色体上不含有它的等位基因含有它的等位基因白眼性状的表现总是与性白眼性状的表现总是与性别相联系？别相联系？提出问题：提出问题：作出假说：作出假说：假假说说演演绎绎法法回顾摩尔根的实验：回顾摩尔根的实验：小结小结实验验证实验验证亲自做实验亲自做实验摩尔根等人的工作将一个特定的基因和一条特定的染色体(X染色体)联系起来。通过实验证明了基因在染色体上。果蝇有果蝇有4 4对染色体，携带的基因大约对染色体，携带的基因大约有有1.31.3万多个。万多个。人有人有2323对染色体，携带的基因大约有对染色体，携带的基因大约有2.62.6万个。万个。结论结论1 1：一：一条染色体上有许多个基因条染色体上有许多个基因结论结论2 2：基因在染色体上呈线性排列：基因在染色体上呈线性排列果蝇X染色体上的一些基因二、基因在染色体上的实验证据荧光标记技术dBBaAD等位基因等位基因相同基因等位基因：控制相对性状的基因，如D和d同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因三、孟德尔遗传规律的现代解释基因的基因的分离定律分离定律的实质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。dDDddBBaAD等位基因等位基因非等位基因相同基因等位基因：同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因a与D：非同源染色体上的非等位基因基因的基因的自由组合自由组合定律定律的实质的实质 位于非同源染色体上的非等位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；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，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非同源染色体上的非等位基因自由组合。由组合。AaBbABabaABbA或或ABABababABABababABABababAAbbaaB BAaBbAbaBBAab杂合子体细胞配子配子三、孟德尔遗传规律的现代解释dBBaAD等位基因等位基因非等位基因相同基因等位基因：同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因a与D：非同源染色体上的非等位基因B与D：同源染色体上的非等位基因同源染色体上的非等位基因能否自由组合？连锁基因：基因：位于同一染色体上的基因是位于同一染色体上的基因是连锁在一起在一起不能，因为它们连锁在一起摩摩尔根根团队的其它研究成果：的其它研究成果：（1 1）发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法；）发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法；（2 2）证明了基因在染色体上呈线性排列；）证明了基因在染色体上呈线性排列；（3 3）发现了遗传第三大定律）发现了遗传第三大定律基因的基因的连锁连锁和和互换互换定律等。定律等。黄身白眼红宝石眼朱红眼深红眼棒状眼短硬毛截翅AAaaBBbbAAaaBBbbA、B基因连锁B、b基因互换 人人有有4646条条染染色色体体，但但是是旨旨在在揭揭示示人人类基基因因组遗传信信息息的的人人类基基因因组计划划却却只只测定定人的人的2424条染色体的条染色体的DNADNA序列序列。因因为基基因因位位于于染染色色体体上上，要要测定定某某个个基基因因的的序序列，首先要知道列，首先要知道该基因位于哪条染色体上。基因位于哪条染色体上。1.1.对人人类基因基因组进行行测序，序，为什么首先要确定什么首先要确定测哪哪些染色体？些染色体？讨论：人染色体的人染色体的扫描描电镜照片照片2.2.为什么不什么不测定全部定全部4646条染色体条染色体？人人有有2222对常常染染色色体体和和1 1对性性染染色色体体。在在常常染染色色体体中中，每每对同同源源染染色色体体的的形形态、大大小小相相同同，结构构相相似似，上上面面分分布布的的基基因因是是相相同同的的或或者者是是等等位位基基因因，所以只所以只对其中一条其中一条进行行测序就可以了；序就可以了；而而性性染染色色体体X X和和Y Y的的差差别很很大大，基基因因也也大大为不不同同，所以两条性染色体都需要所以两条性染色体都需要测序。序。讨论：小结 1、下图中能正确表示基因的分离定律实质的是()C巩固巩固练习2 2、下列关于基因和染色体关系的叙述，、下列关于基因和染色体关系的叙述，正确的是正确的是A A 基因全部在染色体上基因全部在染色体上B B 基因在染色体上呈线性排列基因在染色体上呈线性排列C C 一条染色体上有一个基因一条染色体上有一个基因D D 染色体就是由基因组成的染色体就是由基因组成的3 3、果蝇体细胞中染色体组成可表示为（、果蝇体细胞中染色体组成可表示为（）A A、3+X3+X或或3+Y B3+Y B、6+X6+X或或6+Y6+YC C、6+XX6+XX或或6+YY D6+YY D、6+XX6+XX或或6+XY6+XY4.4.果蝇白眼为伴果蝇白眼为伴X X染色体隐性遗传染色体隐性遗传,显性性显性性状为红眼。下列哪组杂交子代中状为红眼。下列哪组杂交子代中,通过眼色通过眼色就可直接判断果蝇的性别就可直接判断果蝇的性别 A A、白、白白白 B B、杂合红、杂合红红红 C C、白、白红红 D D、杂合红、杂合红白白 练习与应用一、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。()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。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。练习与应用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。练习与应用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。