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

2.2基因在染色体上基因在哪里？基因在哪里？悠悠百年，寻寻觅觅。悠悠百年，寻寻觅觅。怀疑、争论、推理怀疑、争论、推理最终是观察和实验，最终是观察和实验，探明它神秘的踪迹探明它神秘的踪迹 加拿大外交官朗宁曾在竞选省议员时，由于他幼儿时期吃过中国奶妈的奶加拿大外交官朗宁曾在竞选省议员时，由于他幼儿时期吃过中国奶妈的奶水一事，受到政敌的攻击，说他身上一定有中国血统。朗宁反驳说：水一事，受到政敌的攻击，说他身上一定有中国血统。朗宁反驳说：“你们是你们是喝牛奶长大的，你们身上一定有牛的血统了喝牛奶长大的，你们身上一定有牛的血统了。”【科学方法】类比推理:根据两个对象有部分属性相同的前提，推论出他们的其他属性也相同的结论。科学家利用类比推理得出了很多重要的结论。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。例：以下选项和给出的例子努力成功在逻辑关系相似的是（）A.生根发芽 B.耕耘收获C.城市乡村 D.原告被告B B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。【回顾旧知】人体染色体组成22对常染色体对常染色体+1对性染色体对性染色体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?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。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是等位基因，只对其中一条测序就可以了；性染色体X和Y差别较大，基因也大不相同，所以都要测序。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。发现孟德尔假设的一对遗传因子（即等位基因），其分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。基因和染色体的行为基因和染色体的行为存在着明显的平行关系存在着明显的平行关系。AaAa等位基因形成配子时分离体细胞形成生殖细胞时同源染色体分离基因（遗传因子）是由染色体携带着从亲代传递给下基因（遗传因子）是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，既一代的，既基因在染色体上基因在染色体上。一、萨顿的假说（类比推理）发现问题：发现问题：用蝗虫细胞作实验材料，研究精子和卵细胞的形成过程，用蝗虫细胞作实验材料，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。分离非常相似。假说的内容：假说的内容：基因是由染色体携带着从亲代传给下一代的。基因是由染色体携带着从亲代传给下一代的。假说的核心：假说的核心：基因位于染色体上。基因位于染色体上。依据：依据：基因和染色体行为存在着基因和染色体行为存在着明显的平行关系明显的平行关系。基因的行为基因的行为染色体的行为染色体的行为杂交过程中杂交过程中 保持保持_也有也有_体细胞中体细胞中存在形式存在形式_存在存在_存在存在在配子中在配子中存在形式存在形式只有成对基因中的只有成对基因中的_只有成对染色体中的只有成对染色体中的_体细胞中体细胞中的来源的来源成对中的基因：一个来自成对中的基因：一个来自_，一个来自一个来自_同源染色体：一条来自同源染色体：一条来自_，一条来自一条来自_形成配子时形成配子时组合方式组合方式非等位基因：非等位基因：_非同源染色体：非同源染色体：_基因和染色体的平行关系完整性和独立性完整性和独立性相对稳定的形态结构相对稳定的形态结构成对成对成对成对一个一个一条一条父方父方母方母方父方父方母方母方自由组合自由组合自由组合自由组合基因和染色体的行为存在基因和染色体的行为存在明显的平行关系明显的平行关系二、基因位于染色体上的实验证据摩尔根早期是一个坚定的反孟德尔主义者，他不同意孟德尔，也不同意萨顿。果蝇的优点：1.个体小，易饲养2.繁殖快，后代多3.具有易于区分的相对性状4.染色体少，易观察（4对）摩尔根和他的学生养了一群果蝇，繁殖多代都是红眼，后来偶然出现了一只白眼雄果蝇。野生红眼小白X1、如何知道白眼是显性还是隐性？2、如何让果蝇杂交？受精囊受精囊雌果蝇生殖器官有雌果蝇生殖器官有受精囊受精囊，可以保存与多只雄果蝇交配所得的大量精子。，可以保存与多只雄果蝇交配所得的大量精子。因此，在做果蝇杂交实验的时候，为了确保实验结果可靠，因此，在做果蝇杂交实验的时候，为了确保实验结果可靠，雌果蝇必须雌果蝇必须从未交配过从未交配过（处女蝇）。（处女蝇）。雌果蝇自羽化（破蛹而出）开始雌果蝇自羽化（破蛹而出）开始10小时内尚未性成熟而无交配能力。小时内尚未性成熟而无交配能力。将收集到的处女蝇，单独培养将收集到的处女蝇，单独培养3天，如果产卵就说明不是处女蝇了，如果天，如果产卵就说明不是处女蝇了，如果没产卵，则为处女蝇，这个时候再放入雄果蝇完成杂交实验。没产卵，则为处女蝇，这个时候再放入雄果蝇完成杂交实验。野生红眼小白XP：F1：1、如何知道白眼是显性还是隐性？白眼是隐性。XF2：2红眼雌1红眼雄1白眼雄红眼：白眼=3:1同时进行同时进行红眼女儿小白X回交1红眼雌1红眼雄 1白眼雄 1白眼雌果蝇的性别决定常染色体：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的染色体组成：果蝇的染色体组成：3对常染色体对常染色体+1对性染色体对性染色体性染色体组成性染色体组成果蝇性别果蝇性别XX雌性雌性XY雄性雄性XO雄性雄性XXY雌性雌性果蝇的性别与果蝇的性别与Y染色体无关，染色体无关，与与X的条数有关。的条数有关。野生红眼小白XP：F1：XF2：2红眼雌1红眼雄1白眼雄 事实事实1：果蝇的红：果蝇的红/白眼遗传与性别相关联白眼遗传与性别相关联事实事实2：果蝇的性别取决于果蝇的性别取决于X染色体染色体萨顿：基因位于染色体上萨顿：基因位于染色体上提出假设红/白眼色基因位于X染色体上，Y染色体上不含其等位基因。红眼（显性）：W白眼（隐性）：wXWXw红/白眼色基因位于X染色体上，Y染色体上不含其等位基因。野生红眼小白XP：F1：XF2：2红眼雌1红眼雄1白眼雄亲本亲本:XWXW红眼（雌）XwY白眼（雄）配子配子:XWXwYXWXw红眼（雌）XWY红眼（雄）F1:XWXw红眼（雌）XWY红眼（雄）F1:雌配子雌配子雄配子雄配子配子棋盘法：XWXwXWYXWXW红眼（雌）红眼（雌）XWXw红眼（雌）红眼（雌）XWY红眼（雄）红眼（雄）XwY白眼（雄）白眼（雄）红眼：白眼红眼：白眼=3:1 且白眼全是雄性且白眼全是雄性 野生红眼小白XP：F1：XF2：2红眼雌1红眼雄1白眼雄红眼：白眼=3:1同时进行同时进行红眼女儿小白X回交1红眼雌1红眼雄 1白眼雄 1白眼雌XWXWXwYXWXwXWYXWXwXWXWXWYXwYXWXwXwYXWXwXWYXwYXwXw摩尔根的假说可以合理解释实验现象，说明假设是合理的。但是还需要对假说进行验证。假说-演绎法雌果蝇基因型：雌果蝇基因型：XWXWXWXwXwXw雄果蝇基因型：雄果蝇基因型：XWYXwY隐雌隐雌X显雄显雄P：XwXwXWYX白眼雌蝇白眼雌蝇红眼雄蝇红眼雄蝇配子：配子：XwXWYF1：XWXw红眼雌蝇红眼雌蝇XwY白眼雄蝇白眼雄蝇1:1隐雌隐雌X显雄显雄根据后代的眼睛颜色直接判断性别。根据后代的眼睛颜色直接判断性别。摩尔根首次把一个特定的基因（决定果蝇眼睛颜色的基因）和一个特定的染色体（X染色体）联系起来，从而用实验证明了基因在染色体上。回顾摩尔根的果蝇杂交实验方法：假说-演绎法白眼性状的表现总是与性别相联系提出问题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演绎推理根据假说预期实验结果实验验证进行测交实验 实验亲本：隐雌显雄得出结论实验结果与预期结果一致，假说成立基因在染色体上拓展：基因在染色体上的不同位置XYX特有区段特有区段Y特有区段特有区段如果基因在常染色体上:DD、Dd、dd如果基因在性染色体上:则将基因符号写在性染色体符号的右上角。如XWXW(1)非同源区段（特有区域）基因只存在于X染色体（区段）上X Y-雄性：基因只存在Y（区段）上 XY-雄性：(2)在同源区段（共有区域）、同源区段的基因是成对存在的。X Y-雄性：-假说1控制白眼的基因是在Y染色体上，X染色体上没有它的等位基因PF1红眼雌果蝇XX白眼雄果蝇XYwP红眼雌果蝇XX比例XX红眼雌XYw白眼雄1:1不符合PF1红眼白眼红眼假说2控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上。红：白=3：1PF1F2 红眼雌果蝇 XWXW白眼雄果蝇 XwYw 比例 XWXw红眼雌 XWYw红眼雄 XWXW 红雌 XWXw 红雌 XWYw 红雄 XwYw 白雄 野生红眼小白XP：F1：XF2：2红眼雌1红眼雄1白眼雄 符合隐雌x显雄X Xw wX Xw wX XW WY YW WX XW WX Xw wX Xw wY YW W红眼（雌）红眼（雌）红眼（雌）红眼（雌）红眼（雄）红眼（雄）红眼（雄）红眼（雄）不符合假说2控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上。假说假说1：控制果蝇眼色的基因只位于X染色体上，而Y染色体上没有假说2：控制果蝇眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段上图解实际实验结果：红眼雌性红眼雌性 白眼雄性白眼雄性126126115115实验验证，得出结论：控制果蝇红眼、白眼的基因只位于X染色体上短硬毛棒状眼深红眼朱红眼截翅红宝石眼白眼黄身荧光标记技术摩尔根及其弟子发明了测定基因在染色体上相对位置的方法，发现基因在染色体上呈线性排列。一条染色体上有许多个基因。基因在染色体上呈线性排列。染色体是基因的染色体是基因的主主要载体要载体思考：细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？真核生物的核基因都位于染色体上，而质基因位于线粒体、叶绿体中；原核生物的基因有的位于拟核区DNA分子上，有的位于细胞质的质粒上。1在摩尔根所做的果蝇野生型与白眼突变体杂交实验中，最早能够判断白眼基因位于X染色体上的最关键的实验结果是()A白眼突变体与野生型杂交，F1全部表现为野生型，雌雄比例11BF1相互交配，后代出现性状分离，白眼全部是雄性CF1雌性与白眼雄性杂交，后代出现白眼，且雌雄比例为11D白眼雌性与野生型雄性杂交，后代白眼全部为雄性，野生型全部为雌性BC2果蝇的红眼对白眼为显性，控制红眼和白眼性状的基因位于X染色体上，在下列哪组杂交组合中，通过眼色就可直接判断子代果蝇的性别()A白眼()白眼()B杂合红眼()红眼()C白眼()红眼()D杂合红眼()白眼()三、孟德尔遗传规律的现代解释1、分离定律aAAa 等位基因：位于：位于同源染色体同源染色体的的相同位置相同位置,控制控制相对性状相对性状的基因。的基因。如如D和和d（字母相同，大小写不同）（字母相同，大小写不同）三、孟德尔遗传规律的现代解释1、分离定律 在在杂合体杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一的细胞中，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，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等位基因会随同源染色体的分开而分离分开而分离，分别进入两个配子中，独立的随配子遗传给后代。分别进入两个配子中，独立的随配子遗传给后代。a aA Aa a杂合子体细胞杂合子体细胞A A配子配子配子配子1、分离定律分离定律实质:等位基因随同源染色体的分开而分离发 生 时 间:减数分裂后期AaAaaaaaaAA分裂间期减数分裂减数分裂同源染色体分离，等位基因分离AAA减数分裂染色单体分开，相同基因分离 等位基因（等位基因（A和和a）的分离发生在）的分离发生在减数分裂减数分裂后期后期2、自由组合定律dBBaAD非等位基因：位于同源染色体上不同区段的非等位基因 位于非同源染色体上的非等位基因 位于位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不互不干扰的；干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因分离等位基因分离的同时，的同时，非同源染色非同源染色体上的非等位基因自由组合体上的非等位基因自由组合。2、自由组合定律A Ab ba aB BB BA Aa ab bA Aa aB Bb b杂合子体细胞杂合子体细胞配子配子配子配子自由组合定律实质:2、自由组合定律非同源染色体上的非等位基因自由组合减数分裂后期 发 生 时 间 ：分裂间期减数分裂减数分裂减数分裂AaBbaaAAbbBBBBaaAAbbaBBaAb 非等位基因的自由组合也发生在减数分裂后期AbAaBb2对等位基因位于2对同源染色体上AaBb2对等位基因位于1对同源染色体上两对等位基因独立遗传满足基因的自由组合定律两对等位基因不独立遗传不满足基因的自由组合定律同源染色体上的非等位基因不能自由组合。易错提醒：“基因的遗传基因的遗传”不一定遵循不一定遵循“遗传定律遗传定律”(1)原核生物中基因的遗传都不遵循都不遵循孟德尔遗传规律。原核生物无染色体原核生物无染色体(2)真核生物细胞核中的基因有的遵循孟德尔的遗传规律，但叶绿体、线粒体中的基因都不遵循都不遵循孟德尔的遗传规律。叶绿体、线粒体上基因是母系遗传叶绿体、线粒体上基因是母系遗传(3)非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律，而同源染色体上的非等位基因不遵循不遵循自由组合定律。1根据如图所示基因在染色体上的分布情况判断，下列选项不遵循基因的自由组合定律的是()ABCDABCDA同源染色体上的非等位基因不能自由组合。同卵双胞胎：一个精子与一个卵细胞结合完成受精作用后，受精卵一分为二变为两个一样的细胞，然后发育成为两个个体，因为两个个体源自同一个受精卵，所以叫同卵双胞胎。拓展异卵双胞胎：成年女性每月排卵1次，有时因某种原因同时排出两个卵细胞并同时受精，就产生了两个不同的受精卵。这两个受精卵各有自己的一套胎盘，相互间没有什么联系，叫作异卵双胞胎。