2.2 基因在染色体课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

2.2 基因在染色体上 1 讨论： 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？ 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。 问题探讨 因为基因位于染色体上，测定某个基因的序列，首先要知道基因位于哪条染色体上。 2 2.为什么不测定全部46条染色体呢？ 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。 问题探讨 人有22对常染色体和1对性染色体 3 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。 萨顿 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。 萨顿的假说 Sutton's hypothesis 　　萨顿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。 萨顿 萨顿的假说 Sutton's hypothesis 即染色体的行为和基因的行为高度一致 基因行为 染色体行为 受精 作用 受精卵 亲代 配子 子代 DD dd D d Dd Dd 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 类比—推理法 萨顿的假说 Sutton's hypothesis 萨顿的假说 Sutton's hypothesis 萨顿：基因和染色体行为存在着明显的平行关系 基因 染色体 在遗传性状传递过程中的性质 体细胞中的存在形式 配子中的存在形式 体细胞中的来源 形成配子时的行为 类比 推理 在杂交过程中保持完整性和独立性 在配子形成和受精过程中具有稳定的形态结构 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 等位基因分离， 非等位基因自由组合 同源染色体分离， 非同源染色体自由组合 基因和染色体行为存在着明显的平行关系 基因位于染色体上（假说） 7 减数分裂 萨顿的假说 Sutton's hypothesis 分析减数分裂过程中基因和染色体的关系 P 高茎 矮茎 高茎 高茎 高茎 矮茎 高茎 减数分裂 减数分裂 F1配子 F1 配子 8 萨顿的假说 Sutton's hypothesis 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。 我不相信孟德尔，更 难以相信萨顿毫无 事实根据的臆测！ 我更相信的是实验证据，我要通过确凿的实验证据找到基因和染色体的关系！ 9 基因位于染色体上的实验证据 Experimental evidence that genes are located on chromosomes 摩尔根（1866-1945） 果蝇 10 基因位于染色体上的实验证据 Experimental evidence that genes are located on chromosomes 果蝇的特点： ①易饲养 ②繁殖快、后代比较多 雌性 雄性 ④果蝇体细胞中染色体数少（4对） ③有明显的相对性状，便于观察和统计 11 基因位于染色体上的实验证据 Experimental evidence that genes are located on chromosomes 同型 雌性 雄性 性染色体 常染色体 3对常染色体+ 3对常染色体+ XX XY 异型 染色体 的类型 常染色体：与性别决定无关的染色体(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ) 性染色体：与性别决定有关的染色体，如X、Y染色体 如：雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分。 12 基因位于染色体上的实验证据 Experimental evidence that genes are located on chromosomes 红眼果蝇 白眼果蝇 野生型 突变型 13 基因位于染色体上的实验证据 Experimental evidence that genes are located on chromosomes 1.观察现象，提出问题： P F1 F2 红眼（雌、雄） 白眼（雄） 3/4 1/4 红眼 （雌、雄交配） × 红眼（雌） 白眼（雄） （假说—演绎法） 1. 通过果蝇杂交实验，在果蝇的红眼和白眼中，_______是显性性状 2. 果蝇的红眼和白眼的遗传是否遵循分离定律？ F2中红眼：白眼=3：1，遵循分离定律 红眼 14 基因位于染色体上的实验证据 Experimental evidence that genes are located on chromosomes 1.观察现象，提出问题： P F1 F2 红眼（雌、雄） 白眼（雄） 3/4 1/4 红眼 （雌、雄交配） × 红眼（雌） 白眼（雄） （假说—演绎法） 3. 在F2中，为什么白眼只出现在雄果蝇中？ 说明白眼性状表现和性别相联系 15 基因位于染色体上的实验证据 Experimental evidence that genes are located on chromosomes P F1 F2 红眼（雌、雄） 白眼（雄） 3/4 1/4 红眼 （雌、雄交配） × 红眼（雌） 白眼（雄） （假说—演绎法） 假设：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。 2.提出假说，解释实验： 16 基因位于染色体上的实验证据 Experimental evidence that genes are located on chromosomes 2.提出假说，解释实验 如果控制白眼的基因（w）在X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因。 雌果蝇种类： 红眼（ XWXW） 红眼（ XWXw ） 白眼（ XwXw ） 雄果蝇种类： 红眼（ XWY ） 白眼（ XwY ） 17 XWXW XwY （红眼） （白眼） × XWXw （红眼） XwY （红眼） P F1 配子 XW Xw Y 基因位于染色体上的实验证据 Experimental evidence that genes are located on chromosomes 2.提出假说，解释实验 18 基因位于染色体上的实验证据 Experimental evidence that genes are located on chromosomes 2.提出假说，解释实验 XWXw红眼 XWY 红眼 XWXW XWY XWXw XwY F1 F2 ♀ ♂ XW Y Xw XW 19 根据摩尔根的上述假设，完善以下遗传图解，并预测测交结果。 ＸW Y （F1的红眼雄） × ＸwＸw （白眼雌） 基因位于染色体上的实验证据 Experimental evidence that genes are located on chromosomes 测 交 3.演绎推理，实验验证 基因位于染色体上的实验证据 Experimental evidence that genes are located on chromosomes 测 交 3.演绎推理，实验验证 XwXw × XWY XWX w 红眼 XwY 白眼 F1 P 配子 白眼 红眼 Xw XW Y 若实验结果与预期的实验结果——子代中雌性全为红眼，雄蝇全为白眼，说明摩尔根的假设是正确的。 21 基因位于染色体上的实验证据 Experimental evidence that genes are located on chromosomes 测 交 3.演绎推理，实验验证 XwXw × XWY P： 白眼 红眼 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。 22 基因位于染色体上的实验证据 Experimental evidence that genes are located on chromosomes —基因在染色体上 4.归纳综合，总结规律 作出假说： 验证假说： 测交 得出结论： 基因在染色体上 若控制白眼基因（w）在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因 白眼性状的表现总是与性别相联系？ 提出问题： 假说—演绎法 从此，摩尔根成了 理论的坚定支持者 孟德尔 23 发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法 绘制出了第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置 通过右图可看出基因在染色体上呈_____排列。 线性 资料： 1.人只有46条染色体，却有几万个基因。 基因和染色体是一一对应的吗？ 2.在光学显微镜下能看到染色体却看不到基因 一条染色体上有许多个基因。 基因位于染色体上的实验证据 Experimental evidence that genes are located on chromosomes 染色体是基因的主要载体，但不是唯一载体。 真核生物的核基因都位于染色体上，而细胞质中的线粒体和叶绿体也含有基因。 原核生物的基因有的位于拟核区，有的位于细胞质中的质粒上。 细胞中的基因都位于染色体上吗？ 基因位于染色体上的实验证据 Experimental evidence that genes are located on chromosomes 孟德尔遗传规律的现代解释 Modern interpretation of Mendelian laws of heredity 在杂合体的细胞中，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，独立的随配子遗传给后代。 基因分离定律的实质是： 26 减数分裂 Meiosis 精子的形成与分离定律的关系 A a A a A a A A a a 精原细胞 初级精母细胞 2个次级精母细胞 4个精子 A A a a 一个精原细胞产生2种精子 27 孟德尔遗传规律的现代解释 Modern interpretation of Mendelian laws of heredity 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分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 基因自由组合定律的实质： 28 减数分裂 Meiosis 精子的形成与自由组合定律的关系 A a B b A a B b A a B b A A B B a a b b A B A B a b a b 精原细胞 初级精母细胞 2个次级精母细胞 4个精子 一个精原细胞产生2种精子 29 减数分裂 Meiosis 精子的形成与自由组合定律的关系 B B a a 4个精子 A a B b A a B b A a B b A A b b A b A b a B a B 精原细胞 初级精母细胞 2个次级精母细胞 一个精原细胞产生2种精子 30 随堂练习 In-class practice 1.果蝇某一条染色体上有许多基因（如图所示），下列有关说法正确的是（　　） A．白眼基因与深红眼基因是控制果蝇眼色的一对等位基因 B．控制果蝇白眼和朱红眼的基因在减数分裂时可发生分离 C．该染色体上的所有基因都呈线性排列 D．该染色体上基因控制的性状一定会在后代中同时显现 C 31 随堂练习 In-class practice 2.下列哪一论述不支持基因和染色体行为存在明显的平行关系这一观点（ ） A.基因在染色体上，等位基因位于同源染色体上 B.减数分裂形成配子时等位基因随同源染色体的分开而分离，进入不同的配子 C.体细胞中成对的基因和同源染色体都是一条来自父方，一条来自母方 D.原核生物细胞中没有染色体，但有基因的存在 D 32 随堂练习 In-class practice 3.在减数分裂过程中，遵循分离定律的基因、遵循自由组合的基因、因为交叉而互换的基因分别在（ ） A.姐妹染色单体上；同一条染色体上；非姐妹染色单体上 B.同源染色体上；非同源染色体上；同源染色体的姐妹染色单体上 C.同源染色体上；非同源染色体上；同源染色体的非姐妹染色单体上 D.姐妹染色单体上；非同源染色体上；非同源染色体的姐妹染色单体上 C 33 随堂练习 In-class practice 4.基因与染色体具有平行关系，下列关于果蝇细胞中基因与染色体的叙述，错误的是（　　） A.体细胞中成对的基因与染色体均分别来自双亲 B.配子中只存在成对基因与成对染色体中的一个 C.形成配子时，非等位基因、非同源染色体一定都表现为自由组合 D.基因与染色体在杂交、配子形成和受精等过程中保持结构相对稳定、完整和独立 C 34 $$