【Syx】基因在染色体上 2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2.pptx

2.2 基因在染色体上1.减数分裂减数分裂的主要特征：（的主要特征：（1）同源染色体配对）同源染色体配对；（；（2）四分体中的）四分体中的可以发生互换；（可以发生互换；（3）分离，分别移向细胞的两极。分离，分别移向细胞的两极。2.减数分裂减数分裂的主要特征：每条染色体的的主要特征：每条染色体的分裂，分裂，分开，分别移向细胞的两极。分开，分别移向细胞的两极。3.在减数分裂过程中：染色体数目减半时期是在减数分裂过程中：染色体数目减半时期是，四分体存在时期是四分体存在时期是 ，存在同源染色体的时期，存在同源染色体的时期 。4.双亲后代表现出多样性的原因有双亲后代表现出多样性的原因有多多样性；样性；具有具有随机性随机性。联会非姐妹染色单体同源染色体着丝粒姐妹染色单体减数分裂末期减数分裂前中期减数分裂配子中染色体组合的精卵结合 在体细胞中，遗传因子在体细胞中，遗传因子（基因）成对存在的，（基因）成对存在的，形成形成配配子时，成对的遗传因子分开，子时，成对的遗传因子分开，分别进入不同的配子分别进入不同的配子DdDd 基因就在染色体上，基因就在染色体上，基因（遗传因子）是由染色体携带基因（遗传因子）是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。着从亲代传递给下一代的。萨顿假说：萨顿假说：基因的分离定律：减数分裂：DdDDDDDDdddddd杂交过程中保持杂交过程中保持完整性和独立性完整性和独立性在减数分裂和受精作用中在减数分裂和受精作用中保持相对稳定的形态结构保持相对稳定的形态结构 传递中的特点成对成对体细胞中的存在形式只有成对基只有成对基因中一个因中一个只有成对染只有成对染色体中一条色体中一条 配子中的存在形式一个来自父方一个来自父方一个来自母方一个来自母方一条来自父方一条来自父方一条来自母方一条来自母方在体细胞中的来源等位基因分离，非等位基因自由组合同源染色体分开，非同源染色体自由组合形成配子时的分配特点基因的行为染色体的行为基因和染色体之间可能有什么关系？基因和染色体之间可能有什么关系？一、萨顿的假说萨顿将基因与染色体的行为进行比较萨顿将基因与染色体的行为进行比较受精作用受精卵亲代配子子代染色体行为基因行为DDddDdDdDd受精作用看不见的染色体基因位于染色体上推论（即假说）基因看得见的平行关系萨顿将基因与染色体的行为进行比较一、萨顿的假说注意注意:推理得出推理得出的结论并不具的结论并不具有必然性有必然性其正其正确与否确与否,还还需要需要实验验证实验验证高茎矮茎减数分裂受精减数分裂高茎减数分裂P配子F1F1配子D DDdD dDd dddD高茎高茎矮茎高茎d dD dD DD d 如果基因在染色体上，请在课本如果基因在染色体上，请在课本3030页图中的染色体上页图中的染色体上标出基因符号（用标出基因符号（用D D，d d字母表示字母表示）。）。思考思考讨论讨论现学现用.判断1.萨顿通过推理的方法，提出了基因在染色体上（）2.萨顿用实验证明了基因在染色体上 （）萨顿的假说遭到同时代的遗传学家萨顿的假说遭到同时代的遗传学家摩尔根摩尔根（T.H.Morgan)T.H.Morgan)的强烈质疑。的强烈质疑。我不相信孟德尔，更难以相信萨顿那家伙毫无事实根据的臆测！我更相信的是我更相信的是实验证实验证据据，我要通过确凿的，我要通过确凿的实验找到遗传和染色实验找到遗传和染色体的关系。体的关系。1909年摩尔根情景一：证据的证据的漫漫长长寻找之寻找之路路第一个是1933年，颁给了果蝇的开山祖师摩尔根；第二个是1946年，颁给了摩尔根的学生赫尔曼穆勒，他发现了X射线对果蝇的突变效应；第三个是1995年，颁给了三位果蝇发育基因的研究者；第四个是2011年，颁给了果蝇免疫系统的Toll相关基因；第五个是2017年，医学或生理学奖的果蝇生物钟。果蝇的果蝇的果蝇的果蝇的“过人之处过人之处过人之处过人之处”：果蝇与诺贝尔奖雌性体长约雌性体长约2.5mm2.5mm，雄，雄性稍短。可显微观察。性稍短。可显微观察。长翅残翅问题：问题：果蝇作为实验材料的优点果蝇作为实验材料的优点二、摩尔根的实验证据雌性体长约2.5mm，雄性稍短。可显微观察。红眼红眼白眼白眼易饲养，繁殖快，后代数量多；相对性状多且易于区分染色体数少（4对），易于观察。（P30）问题：果蝇体细胞染色体组成是什么样的？-称为性染色体与性别决定无关-称为常染色体染色体组成：6+XX(同型)6+XY(异型）与性别决定有关与性别决定有关 1910 1910年年5 5月的一天，摩尔根偶然在一群红眼果蝇月的一天，摩尔根偶然在一群红眼果蝇中发现一只白眼雄果蝇中发现一只白眼雄果蝇易错点：不要误认为所有真核生物均有性染色体 所有无性别之分的生物（如酵母菌等）均无性染色体。虽有性别之分，但雌雄同株（或雌雄同体）的生物均无性染色体，如玉米、水稻等。所有真核生物都有性染色体吗？2.基因位于染色体上的实验证据白眼性状是如何遗传的？白眼性状是如何遗传的？二、摩尔根的实验证据P：红眼红眼白眼白眼F1：红眼红眼 （、）F1雌雄交配白眼白眼982红眼红眼2459红眼红眼986红（、）：白3:1 若按雌雄个体统计，白眼全为雄，若按雌雄个体统计，白眼全为雄，显然不符合显然不符合3 3：1 1比例。为什么？比例。为什么？当时，性染色体已发现，据当时，性染色体已发现，据此你能做出怎样的解释？此你能做出怎样的解释？控制白眼基因位于性染色体上控制白眼基因位于性染色体上（1）观察现象、发现问题（2）提出问题：白眼性状为什么与性别相关联？提出假说从实验现象中你得出哪些判断？红眼为显性，受一对等位基因控制，符合分离定律；对现象的解释提出假说，解释问题 具体有多少种情况？3.位于X和Y染色体的同源区段上()。2.位于X染色体上(2)。1.位于Y染色体上(1)。二、摩尔根的实验证据控制白眼基因位于性染色体上控制白眼基因位于性染色体上对现象的解释提出假说，解释问题1.位于Y染色体上(1)。P PF F1 1 红眼雌果蝇 XX白眼雄果蝇 XYw 比例 XX 红眼雌 XYw白眼雄1 :1 不能解释摩尔根的果蝇杂交实验结果。不能解释摩尔根的果蝇杂交实验结果。二、摩尔根的实验证据对现象的解释提出假说，解释问题3.位于X和Y染色体的同源区段上()。2.位于X染色体上(2)。XWXW 红眼（雌）XwY白眼（雄）XWYXwXWY 红眼（雄）XWXw 红眼（雌）PF2F1配子配子XWXwXWYXWXW红眼(雌）XWXw红眼(雌)XWY红眼(雄)XwY白眼(雄)XWXW 红眼（雌）XwYw 白眼（雄）XWYwXwXWYw 红眼（雄）XWXw 红眼（雌）PF2F1配子配子XWXwXWYwXWXW红眼(雌）XWXw红眼(雌)XWYw红眼(雄)XwYw白眼(雄)二、摩尔根的实验证据对解释的验证设计实验，验证假说XWXw红眼（雌）XwY白眼（雄）XWYXwPF1配子XWXw红眼(雌）XwXw白眼(雌)XWY红眼(雄)XwY白眼(雄)Xw3.位于X和Y染色体的同源区段上()。2.位于X染色体上(2)。测交(演绎推理)测交(演绎推理)1 :1 :1 :1XWXw红眼（雌）XwYw白眼（雄）XWYwXwPF1配子XWXw红眼(雌）XwXw白眼(雌)XWYw红眼(雄)XwYw白眼(雄)Xw 1 :1 :1 :1二、摩尔根的实验证据对解释的验证设计实验，验证假说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126132120115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。怎么办怎么办?追加实验XwXw XWYXWXw 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)D.位于X和Y染色体的同源区段上()C.位于X染色体上(2)PF1PF1二、摩尔根的实验证据可见：可见：“隐雌隐雌 显雄（纯合子）显雄（纯合子）”可用于判断基因位于可用于判断基因位于X X、Y Y的的同源区段还是仅位于同源区段还是仅位于X X染色体上染色体上19101910年摩尔根果蝇杂交实验年摩尔根果蝇杂交实验 找到证据：找到证据：基因在染色体上基因在染色体上1、人类探明基因神秘踪迹的历程：18661866年孟德尔的豌豆杂交实验年孟德尔的豌豆杂交实验 提出遗传因子提出遗传因子假说-演绎法19031903年萨顿研究蝗虫精子形成年萨顿研究蝗虫精子形成 提出假说：提出假说：基因在染色体上基因在染色体上推理法推理法假说假说-演绎法演绎法四、孟德尔遗传规律的现代解释例1.请你试一试：用正反交的实验方法，对F1果蝇进行测交，从而验证他们的解释XWY红眼雄果蝇XwXw白眼雌果蝇XWXw红眼雌XwY白眼雄雌果蝇均为红色,雄果蝇均为白色测交亲本测交子代测交亲本XwY白眼雄果蝇XWXw红眼雌果蝇测交子代XWXw红眼雌XwXw白眼雌XWY红眼雄XwY白眼雄红：白=1:1雌：雄=1:1正交反交注意：摩尔根的果蝇杂交实验并未设计亲本的正反交实验一.基因在染色体上判断基因位于常染色体、判断基因位于常染色体、X X染色体的方法染色体的方法方法方法结果结果基因的位置基因的位置统计统计调查调查根据子代某性状根据子代某性状在在雌雄个体中的雌雄个体中的雌雄个体中的雌雄个体中的比例比例比例比例来推断来推断比例相同比例相同一般在常染色体上一般在常染色体上比例不同比例不同一般在性染色体上一般在性染色体上设计设计遗传遗传杂交杂交实验实验若已知显隐性：若已知显隐性：雌隐雌隐雌隐雌隐雄显雄显雄显雄显若子代雌雄中各表型比例相同若子代雌雄中各表型比例相同在常染色体上在常染色体上若子代雌显若子代雌显雄隐雄隐1111在在X X染色体上染色体上若不知显隐性：若不知显隐性：正反交正反交正反交结果一致正反交结果一致在常染色体上在常染色体上正反交结果不同正反交结果不同在在X X染色体上染色体上三、基因与染色体的关系果蝇有果蝇有4 4对染色体，携带的基因大约有对染色体，携带的基因大约有1.51.5万个。万个。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3.53.5万个。万个。基因与染色体在数量上还存在什么关系？基因与染色体在数量上还存在什么关系？基因在染色体上怎么排列？基因在染色体上怎么排列？基因在染色体上呈线性排列一条染色体上有许多个基因果蝇果蝇X X染色体染色体上的上的一些基因一些基因巩固：下图是科家对果蝇一条染色体上的基因测序结果 请据图回答问题：（1）图朱红眼与深红眼两个基因是否为等位基因？_，理由_。是否遵循基因的分离定律和自由组合定律？_。该染色体上的基因中能否全部表达？_，原因是_。不是等位基因不是等位基因二者位于同一条染色体的不同位置二者位于同一条染色体的不同位置 不遵循不遵循不能不能 细胞在分化时，基因选择性表达细胞在分化时，基因选择性表达 孟德尔所说的一对遗传孟德尔所说的一对遗传因子就是位于因子就是位于_对对_上的上的_，不同对的遗传因子就是位于不同对的遗传因子就是位于_上的上的_；一一同源染色体同源染色体等位基因等位基因非同源染色体非同源染色体非等位基因非等位基因A A与与B B、C C与与D D同源染色体：同源染色体：非同源染色体：非同源染色体：等位基因：等位基因：非等位基因：非等位基因：A A与与C C（D D）、）、B B与与C C（D D）Y Y与与y y、R R与与r rY(y)Y(y)与与R(r)R(r)ABCDYyRr四、孟德尔遗传规律的现代解释基因的分离定律的实质：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；d2ddDDd 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，独立的随配子遗传给后代。Aa精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞AaAa次级精母细胞次级精母细胞AAaaAaAa精细胞精细胞等位基因分离过程：等位基因分离过程：1、等位基因的概念：、等位基因的概念：位于同源染色体上同一位置位于同源染色体上同一位置控制相对性状的基因控制相对性状的基因AaAA、aa2、等位基因分离的原因：、等位基因分离的原因：随同源染色体的分离而分离随同源染色体的分离而分离3、等位基因分离的时间：、等位基因分离的时间：减数分裂第一次分裂后期减数分裂第一次分裂后期叫做相同基因叫做相同基因2.2.基因的自由组合定律基因的自由组合定律的实质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。AaBbABABABabababABABababaABbAABABababAAbbaaB B或或非等位基因自由组合过程：非等位基因自由组合过程：自由组合的原因：自由组合的原因：随非同源染色体的自随非同源染色体的自由组合而自由组合由组合而自由组合自由组合的时间：自由组合的时间：减数分裂第一次分减数分裂第一次分裂后期裂后期孟德尔遗传规律的现代解释减数分裂后期同源染色体的分离非同源染色体自由组合等位基因的分离非等位基因的自由组合总结归纳情景二：问题：为什么人类基因组计划只测定人的24条染色体（22+X+Y）？因为22对常染色体上相同位置上的基因是相同的或等位基因，所以只需要测定其中1条，X和Y上的基因不同，所以全部测定。总共测定24条染色体果蝇测定 条，豌豆（2n=14）测定 条。57基基因因在在染染色色体体上上萨顿的假说萨顿的假说基因和染色体存在着明显基因和染色体存在着明显的平行关系的平行关系内容：基因在染色体上内容：基因在染色体上依据：依据：基因位于染色基因位于染色体上的证据体上的证据果蝇的杂交实验果蝇的杂交实验结论：基因在染色体上结论：基因在染色体上孟德尔遗传规律孟德尔遗传规律的现代解释的现代解释基因的分离定律的实质基因的分离定律的实质基因的自由组合定律的实质基因的自由组合定律的实质一、概念检测一、概念检测1.1.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。列相关表述是否正确。（1 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。（）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 2）非等位基因都位于非同源染色体上。）非等位基因都位于非同源染色体上。（）2.2.基因主要位于染色体上，下列叙述，错误的是（基因主要位于染色体上，下列叙述，错误的是（）A.A.染色体是基因的主要载体染色体是基因的主要载体 B.B.染色体就是由基因组成的染色体就是由基因组成的 C.C.一条染色体上有多个基因一条染色体上有多个基因 D.D.基因在染色体上呈线性排列基因在染色体上呈线性排列B一、概念检测一、概念检测3.3.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（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，使所有的非等位基因也自由组合非同源染色体自由组合，使所有的非等位基因也自由组合D二、拓展应用二、拓展应用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，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，通通过眼色即可直接判断子代果蝇性别过眼色即可直接判断子代果蝇性别的一组是的一组是 （）A A、杂合红眼雌果蝇、杂合红眼雌果蝇 红眼雄果蝇红眼雄果蝇 B B、白眼雌果蝇、白眼雌果蝇 红眼雄果蝇红眼雄果蝇C C、杂合红眼雌果蝇、杂合红眼雌果蝇 白眼雄果蝇白眼雄果蝇 D D、白眼雌果蝇、白眼雌果蝇 白眼雄果蝇白眼雄果蝇 B通过眼色直接判断子代果蝇的性别或证明基因只在X染色体上，1.1.思路：思路：显男隐女（亲本均纯合）2.2.预期结果预期结果（以XY性别决定生物为例）后代雄性个体都为隐性，雌性个体都为显性否则，位于常染色体上二、拓展应用二、拓展应用2 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。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）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？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。二、拓展应用二、拓展应用3 3.人的体细胞中有人的体细胞中有2323对染色体，其中对染色体，其中1-221-22号是常染色体，号是常染色体，2323号是性染色体。号是性染色体。体现已经发现多一条体现已经发现多一条1313号、号、1818号或号或2121号染色体的婴儿，都表现出严重的病号染色体的婴儿，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。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。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。