【课件】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

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1、2.2 基因在染色体上必修二P29新课导入新课导入12341879年，德国生物学家弗莱明经过实验发现染色体1890年，科学家确认精子和卵细胞的形成要经过减数分裂1866年，孟德尔发表关于遗传规律的论文1909年，约翰逊给孟德尔的“遗传因子”起了一个名字叫做基因预测出了遗传因子（基因）的客观存在减数分裂的研究：为找到基因提供了最正确的线索56基因在哪里基因在哪里？孟德尔遗传定律孟德尔遗传定律减数分裂减数分裂YyRrYyRrYRYRyr yrYr YryRyR 1 1：1 1：1 1：1 1生物的体细胞中，生物的体细胞中，控制同一对相对性状的遗传因子控制同一对相对性状的遗传因子成对存在成对存在，不

2、相融合。，不相融合。产生配子时：产生配子时：同一性状的成对遗传同一性状的成对遗传因子因子彼此彼此分离分离，分离分离定律定律不同性状的遗传因子自由组合。不同性状的遗传因子自由组合。自由组合自由组合定律定律精原细胞精原细胞初级初级精母细胞精母细胞生物生物的体细胞中，的体细胞中，同源染色体成同源染色体成对对存在存在；减数分裂减数分裂 后期后期时：同源染色体时：同源染色体分离分离，非同源染色体自由组合非同源染色体自由组合回顾回顾【思考思考】这是这是巧合吗？巧合吗？一、萨顿的假说一、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

3、），其分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。萨顿萨顿必修二P29基因行为基因行为染色体行为染色体行为受精作用受精卵亲代配子子代DDddDdDdDd受精作用看不见的看不见的染色体基因位于染色体上推论（即假说）基因看得见的看得见的平行关系萨顿将基因与染色体的行为进行比较类比推理法一、萨顿的假说一、萨顿的假说比较项目比较项目基因的行为基因的行为染色体的行为染色体的行为在遗传性状传递在遗传性状传递过程中的性质过程中的性质 存存在在形形式式体细胞中体细胞中配子中配子中体细胞中体细胞中的来源的来源形成配子时的形成配子时的特点特点类比推理在杂交过程保持在杂交过程保持完整性完整性和和独立性独立性在配子形成

4、和受精过程中，在配子形成和受精过程中，也有相对也有相对稳定的形态结构稳定的形态结构 成对成对成对成对单个单个(只有成对的只有成对的基因基因中的中的一个一个)单个单个(只有成对的只有成对的染色体染色体中的中的一条一条)成对的成对的基因基因一个来自一个来自父方父方，一个来自一个来自母方母方同源同源染色体染色体一条来自一条来自父方父方，一条来自一条来自母方母方等位基因等位基因分离，分离，非同源染色非同源染色体上的体上的非等位基因非等位基因自由组合自由组合 同源染色体同源染色体分离分离非同源染色体非同源染色体自由组合自由组合基因和染色体行为存在着明显的平行关系（依据依据）基因位于染色体上基因位于染色体

5、上（假说假说）必修二P29一、萨顿的假说一、萨顿的假说矮 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 茎请在图中染色体上标注基因符号，解释孟德尔杂交试验。请在图中染色体上标注基因符号，解释孟德尔杂交试验。D dD dd dD dD DDddDd dD DdD思考 讨论：分析减数分裂中基因和染色体的关系F2必修二P30P配子F1F1配子基因真的位于染色体上吗？萨顿的假说遭到同时代的遗传学家摩尔根的强烈质疑。类比推理类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否，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。还需要观察和实验的检验。我更相信的是我更相

6、信的是实验证据实验证据，我要通过确凿的实验找我要通过确凿的实验找到遗传和染色体的关系！到遗传和染色体的关系！摩尔根的这种摩尔根的这种大胆质疑大胆质疑，科学务实科学务实的研究精神是值得我们努力学习的。的研究精神是值得我们努力学习的。二、基因位于染色体的实验证据二、基因位于染色体的实验证据/摩尔根的果蝇杂交实验摩尔根的果蝇杂交实验1.实验材料“材料选对了就等于实验成功了一半”果蝇 昆虫纲双翅目，体长34mm。在制醋和腐烂水果的地方常常可以看到。常用作遗传学研究的实验材料。二、基因位于染色体的实验证据二、基因位于染色体的实验证据/摩尔根的果蝇杂交实验摩尔根的果蝇杂交实验第一个是1933年，颁给了果蝇

7、的开山祖师摩尔根；第二个是1946年，颁给了摩尔根的学生H.J.缪勒（教材P83基因突变），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。果蝇作为遗传研究材料的优点（P30 P30 左侧左侧“相关信息相关信息”)”)：个体小，易饲养，成本低；用一只牛奶瓶，放一些捣烂的香蕉，就可以饲养数百甚至

8、上千只果蝇。用一只牛奶瓶，放一些捣烂的香蕉，就可以饲养数百甚至上千只果蝇。繁殖速度快；在室温下在室温下1010多天就繁殖一代多天就繁殖一代。后代数量多，具有统计学意义，排除偶然因素；一只雌果蝇一生能产生几百个后代。一只雌果蝇一生能产生几百个后代。有多对易于区分的相对性状；如：红眼与白眼、光腿与毛腿、灰身与黑身等。如：红眼与白眼、光腿与毛腿、灰身与黑身等。染色体数目少（4对），且形状有明显差别，便于观察；1.实验材料二、基因位于染色体的实验证据二、基因位于染色体的实验证据/摩尔根的果蝇杂交实验摩尔根的果蝇杂交实验雌雄果蝇的染色体组成雌雄果蝇的染色体组成性染色体性染色体同型同型异型异型常染色体：与

9、性别决定无关的染色体性染色体：与性别决定有关的染色体对：，雌性同型：雄性异型：判断：判断：与人类的性染色体相同，果蝇的与人类的性染色体相同，果蝇的Y染色体远短于染色体远短于X染色体（染色体（）(1)非同源区段：基因只存在于基因只存在于X染色体（染色体（区段）上区段）上基因只存在基因只存在Y（区段）上区段）上、同源区段的基因是成对存在的。同源区段的基因是成对存在的。(2)同源区段：基因型的表示方法雌性：雌性：雄性：雄性：如果基因在常染色体如果基因在常染色体上上:如果基因在性染色体如果基因在性染色体上上:AA、Aa、aa先写性染色体，再把基因写在右上角XY型性染色体XY雄性：雄性：雌性：雌性：雄性

10、：雄性：XAXA、XAXa、XaXa XAY、XaYX YDXEXE、XEXe、XeXe XEYE、XEYe、XeYE、XeYeB/bDE/e二、基因位于染色体的实验证据二、基因位于染色体的实验证据/摩尔根的果蝇杂交实验摩尔根的果蝇杂交实验2.研究过程：假说-演绎法(1)观察实验，提出问题杂交实验现象说明：（教材P30）红眼对白眼为显性F2中红眼:白眼=3:1，符合分离定律，说明红眼和白眼受一对等位基因控制红眼与白眼为一对相对性状问题：为什么F2中白眼只在雄性出现？(为什么白眼性状与性别关联)二、基因位于染色体的实验证据二、基因位于染色体的实验证据/摩尔根的果蝇杂交实验摩尔根的果蝇杂交实验2.

11、研究过程：假说-演绎法(2)提出假说，解释问题对现象的解释如果按照萨顿的假说如果按照萨顿的假说-“基因位于染色体上基因位于染色体上”，那么，控制，那么，控制果蝇眼色果蝇眼色(红眼红眼W和和白眼白眼w)的基因的基因应该位于什么染色体上呢？应该位于什么染色体上呢？摩尔根的假说：“如果控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含它的等位基因，上述现象可以解释”（教材P31第二段）基因W/w只位于X染色体上()，Y染色体上不含它的等位基因。红眼雌：红眼雌：XWXW、XWXw红眼红眼雄：雄：XWY那么红眼雌果蝇、那么红眼雌果蝇、红眼雄果蝇、红眼雄果蝇、白眼雌果蝇、白眼白眼雌果蝇、白眼雄果蝇的基因型如何表

12、示？雄果蝇的基因型如何表示？白眼雌：白眼雌：XwXw白眼白眼雄：雄：XwYXY二、基因位于染色体的实验证据二、基因位于染色体的实验证据/摩尔根的果蝇杂交实验摩尔根的果蝇杂交实验2.研究过程：假说-演绎法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)遗传图解遗传图解教材教材P31图图2-10证明摩尔根基于证明摩尔根基于萨顿的假说“基因在染色体上”提出的假说提出的假说“控制果蝇眼色的基因W/w只在X染色体上”可以解释已知的问可以解释已知的问题，但还需题，但还需演绎演绎

13、推理推理+实验验证，解释未知实验验证，解释未知问题。问题。提出假说，解释问题对现象的解释二、基因位于染色体的实验证据二、基因位于染色体的实验证据/摩尔根的果蝇杂交实验摩尔根的果蝇杂交实验2.研究过程：假说-演绎法设计测交：若基因W/w只位于X染色体上若基因W/w位于常染色体上PF1配子演绎推理，实验验证设计测交，实施测交白眼雄xF1中的红眼雌（红眼杂合雌）PF1配子二、基因位于染色体的实验证据二、基因位于染色体的实验证据/摩尔根的果蝇杂交实验摩尔根的果蝇杂交实验2.研究过程：假说-演绎法XWXw红眼（雌）XwY白眼（雄）XWYXwPF1配子XWXw红眼(雌）XwXw白眼(雌)XWY红眼(雄)X

14、wY白眼(雄)Xw若基因W/w只位于X染色体上设计测交：1 :1 :1 :1若基因W/w位于常染色体上PF1配子Ww红眼（雌）ww白眼（雄）WwWw红眼(雌、雄）ww白眼(雌、雄）w1 :1不能辨别基因W/w是只位于X染色体上，还是位于常染色体上演绎推理，实验验证设计测交，实施测交白眼雄xF1中的红眼雌（红眼杂合雌）摩尔根等人亲自做了测交实验，实验结果如下：红眼雌性红眼雄性白眼雌性白眼雄性126132120115怎么办?追加测交(相当于原杂交实验的反交)若基因w位于常染色体上若基因w只位于X染色体上PF1PF1演绎推理，实验验证设计测交，实施测交配子配子摩尔根等人亲自做了测交实验，实验结果如下

15、：红眼雌性红眼雄性白眼雌性白眼雄性126132120115实施测交实验，结果为：红眼雌果蝇：白眼雄果蝇=1:1。支持“基因w只位于X染色体上”的假说。怎么办?追加测交(相当于原杂交实验的反交)XwXw XWY白眼(雌)红眼(雄)XWXw XwY红眼(雌)1 ：白眼(雄)1ww WW白眼(雌)红眼(雄)Ww红眼(雌、雄)若基因w位于常染色体上若基因w只位于X染色体上PF1PF1演绎推理，实验验证设计测交，实施测交正反交可以判断基因的位置（正反交结果相同基因在常染色体上；正反交结果不同基因在性染色体上）配子配子XwXWYwW总结归纳，得出结论基因在染色体上决定果蝇眼色(红眼W和白眼w)的基因位于X

16、染色体上，从而证明了萨顿的假说：基因位于染色体上。红眼()白眼()红眼()白眼()XWXWXWXwXwXwXWYXwY二、基因位于染色体的实验证据二、基因位于染色体的实验证据/摩尔根的果蝇杂交实验摩尔根的果蝇杂交实验2.研究过程：假说-演绎法从此，摩尔根成了从此，摩尔根成了孟德尔孟德尔理论的坚定支持者。理论的坚定支持者。并提出了遗传学第三定律：并提出了遗传学第三定律：连锁互换定律。连锁互换定律。（教材（教材P33右侧第二段）右侧第二段）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1.31.3万个；人有万个；人有2323对染色体，携带对染色体，携带的基因大约有的基因大约

17、有2.62.6万。万。基因与染色体可能有怎样的对应关系呢？基因与染色体可能有怎样的对应关系呢？说明说明一条染色体上应该有许多个基因一条染色体上应该有许多个基因。摩尔根和他的学生们经过十多年的努力，摩尔根和他的学生们经过十多年的努力，发明了测定基因位于染色体上的相对位发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法（基因定位法），并绘出了第置的方法（基因定位法），并绘出了第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置图。说明置图。说明基因在染色体上呈线性排列。三、三、基因与染色体的关系基因与染色体的关系现代分子生物学技术将基因定位在染色体上现代分子生物学技术将基因定位在染色体

18、上高一生物人教版必修二 第二章第二节 基因在染色体上课件(共39张PPT)高一生物人教版必修二 第二章第二节 基因在染色体上课件(共39张PPT)Dd12Dd12DdD1Dd2ddDDd1、分离定律的实质：、分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定独立性；在减数分裂形成配子时，上的等位基因，具有一定独立性；在减数分裂形成配子时，等等位基因会随着同源染色体的分开而分离，位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子分别进入到两个配子中，独立地随配子传给后代。中，独立地随配子传给后代。四、四、孟德尔遗传规律的现代解释孟德

19、尔遗传规律的现代解释四、四、孟德尔遗传规律的现代解释孟德尔遗传规律的现代解释2、基因自由组合定律的实质：、基因自由组合定律的实质：位于非同源染色体上的非等位基因的分离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，分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合非同源染色体上的非等位基因自由组合。5.右图示果蝇的原始生殖细胞，图中1、14、4 表示染色体，B、b、W、w分别表示控制不同性状的 基因。果蝇的红眼和白眼分别由位于X染色体上的W、w控制，请据图回答下列问题：（

20、1）该细胞是_。（2）图中的_属常染色体，而_属性染色体。卵原细胞2、2、3、3、4、4 1、1（3）该细胞中有_个DNA分子。（4）该果蝇基因型可写成_。（5）经减数分裂它可产生_种基因型的配子。8BbXWXw42 2 223 33 34 4 441 11 1W wW wB bB b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

21、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随堂练习 （书本P32）B 一、概念检测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随堂练习 （书本P32）D https:/ 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但是在自然界，有些动植物的某些个

22、体是由未受精的生殖细胞(如卵细如卵细胞胞)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。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

23、中对染色体，其中1-221-22号是常染色体号是常染色体,23,23号是性染色号是性染色体。现在已经发现多一条体。现在已经发现多一条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重的病症。据不完全调查，现在还未发现多一条(或几条或几条)其他常染色体其他常染色体的婴儿请你试着作出一些可能的解释。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活动

24、，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。后的受精卵不能发育，或发育至胚胎早期就死亡了的缘故。随堂练习例例1.对性腺组织细胞进行荧光标记，等位基因对性腺组织细胞进行荧光标记，等位基因A、a都被标记为黄色，等都被标记为黄色，等位基因位基因B、b都被标记为绿色，在荧光显微镜下观察处于四分体时期的细都被标记为绿色，在荧光显微镜下观察处于四分体时期的细胞。下列有关推测合理的是（胞。下列有关推测合理的是（）A.若这若这2对基因在对基因在1对同源染色体上，则有对同源染色体上，则有1个四分体中出现个四分体中出现2个黄色、个黄色、2个个绿色荧光

25、点绿色荧光点B.若这若这2对基因在对基因在1对同源染色体上，则有对同源染色体上，则有1个四分体中出现个四分体中出现4个黄色、个黄色、4个个绿色荧光点绿色荧光点C.若这若这2对基因在对基因在2对同源染色体上，则有对同源染色体上，则有1个四分体中出现个四分体中出现2个黄色、个黄色、2个个绿色荧光点绿色荧光点D.若这若这2对基因在对基因在2对同源染色体上，则有对同源染色体上，则有1个四分体中出现个四分体中出现4个黄色、个黄色、4个个绿色荧光点绿色荧光点A A随堂练习例例2.基因型为基因型为AaXBY的小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离，而的小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生一个不含性染色体的产生一个不含性染色体的AA型配子。等位基因型配子。等位基因A、a位于位于2号染色体上。号染色体上。下列关于染色体未分离时期的分析，正确的是下列关于染色体未分离时期的分析，正确的是()2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离号染色体一定在减数第二次分裂时未分离2号染色体可能在减数第一次分裂时未分离号染色体可能在减数第一次分裂时未分离性染色体可能在减数第二次分裂时未分离性染色体可能在减数第二次分裂时未分离性染色体一定在减数第一次分裂时未分离性染色体一定在减数第一次分裂时未分离A.B.C.D.A