高中生物 第2章 第2节 基因在染色体上课件 新人教版必修2.ppt

成才之路生物,路漫漫其修远兮吾将上下而求索,人教版必修2,基因和染色体的关系,第二章,第2节基因在染色体上,第二章,1基因和染色体行为存在明显的平行关系。2基因在染色体上呈线性排列，一条染色体上有许多基因。3基因分离定律的实质是等位基因随同源染色体的分开而分离。4基因自由组合定律的实质是等位基因随同源染色体分开而分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。5萨顿的“基因与染色体行为存在平行关系”的假说是运用了类比推理法。6摩尔根的果蝇杂交实验利用了假说演绎法。,目标导航：1说出基因位于染色体上的理论假说和实验证据。(重点)2运用有关基因和染色体的知识阐明孟德尔遗传规律的实质。(难点)3尝试运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上。,情境导入：果蝇是生活在腐烂水果周围的常见的动物，大小在2mm左右，别认为这不起眼的小东西没有什么用处，其实，它在遗传学上为人类做出了大贡献，遗传学家摩尔根利用它，证明了基因在染色体上，还总结得出了遗传学上的另一规律基因的连锁和互换规律。问题探究：摩尔根是怎样证明基因在染色体上的？提示：摩尔根通过利用红眼果蝇和白眼果蝇杂交统计分析后代中红眼和白眼个体在雌雄中的比例，推测控制红眼和白眼的基因在X染色体上，并通过测交实验证明了上述假说。,一、萨顿的假说1内容：基因是由_携带着从亲代传递给下一代的。也就是说，基因就在_上。2依据基因和_行为存在着明显的_关系。(1)基因在杂交过程中保持_性。染色体在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的_。(2)在体细胞中基因成对存在，_也是成对的。在配子中成对的_只有一个，同样，成对的_也只有一条。,预习导学,染色体,染色体,染色体,平行,完整性和独立性,形态结构,染色体,基因,染色体,(3)体细胞中成对的基因一个来自_，一个来自_。_也是如此。(4)_基因在形成配子时自由组合，_染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合的。,父方,母方,同源染色体,非等位,非同源,二、基因位于染色体上的实验证据,红眼,1/4白眼,2实验现象的解释,XWXW,XwY,XW,Xw,Y,F2,3实验现象解释的验证方法：_。4实验结论：基因在_上。5发展：一条染色体上有_个基因，基因在染色体上呈_排列。,Y,XW,白眼雄性,Xw,测交,染色体,多,线性,三、孟德尔遗传规律的现代解释,等位基因,非同源染色体上的非等位基因,独立性,互不干扰,减数分裂形成配子,减数分裂形成配子,同源染色体,分离,自由组合,1.果蝇中的X染色体和Y染色体上的基因遵循孟德尔的遗传规律吗？2非等位基因都遵循孟德尔的自由组合定律吗？提示：1.遵循，因为X、Y染色体是一对同源染色体，上面的等位基因遵循孟德尔基因分离定律。2不是，因为遵循孟德尔的自由组合定律的基因是非同源染色体上的非等位基因，而同源染色体上的非等位基因则不能自由组合。,思维激活,(一)问题探讨1这个替换似乎可行。由此联想到孟德尔分离定律中成对的遗传因子的行为与同源染色体在减数分裂过程中的行为很相似。2一条染色体上可能有很多个基因。,(二)思考与讨论(三)技能训练不同的基因也许是DNA长链上的一个个片段。,1.萨顿：美国遗传学家。萨顿对蝗虫的研究发现，不同对的染色体常常可以从形态和大小上加以区别，来自父方和母方的染色体在减数分裂过程中联会。后来他把细胞学和遗传学的资料结合起来，说明了染色体在遗传中的作用，开创了细胞遗传学研究领域。2假说的依据：1903年，用蝗虫细胞做实验材料研究精子和卵细胞的形成过程。,萨顿的假说,要点归纳,3萨顿将基因与染色体的行为进行类比,推出结论：基因和染色体行为存在着明显的平行关系，基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因就在染色体中。,萨顿将看不见的基因和看得见的染色体行为进行类比，根据其惊人的一致性，提出基因位于染色体上的假说，这就是类比推理。类比推理得出的结论，还需要通过观察和实验来检验其正确与否。,典例导析,解析基因与染色体存在平行关系的具体表现如下：(1)基因在杂交过程中保持完整性和独立性；染色体在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构。(2)在体细胞中基因成对存在，染色体也是成对存在的；在配子中成对的基因只有一个，成对的染色体也只有一条。(3)体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方；同源染色体也是如此。(4)非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合。答案D,答案C,解析图示显示一条染色体上有多个基因，基因在染色体上呈线性排列。图中白眼基因和朱红眼基因位于一条染色体上，不是等位基因。果蝇细胞内的基因主要分布在染色体上，还有少量分布在线粒体DNA上。,1.实验者：美国遗传学家摩尔根2实验材料：果蝇。选材原因：(1)相对性状多、明显；(2)培养周期短；(3)成本低；(4)易饲养；(5)染色体数目少，便于观察等。,基因位于染色体上的实验证据,要点归纳,3实验现象,4理论解释(1)性染色体与常染色体性染色体：雌雄异体的生物决定性别的染色体。常染色体：与性别决定无直接关系的染色体。(2)果蝇体细胞的染色体组成,(3)遗传分析图解：假设控制果蝇白眼的基因(用w表示)位于X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因。说明：在遗传分析图解的书写过程中，常染色体上基因不需标明其位于常染色体上，性染色体上基因需将性染色体及其上基因一同写出。如XWY。,(4)测交实验验证由测交结果可见：红眼和白眼的比例为1:1，验证了控制果蝇红眼与白眼的基因位于X染色体上。,5实验结论：基因在染色体上。6通过基因定位发现：基因在染色体上呈线性排列。基因线性排列是指基因是一个接着一个，之间没有重复、倒位、分枝等现象。基因定位：就是要将基因定位于某一染色体上，并测定基因在特定染色体上线性排列的顺序和相对距离。,常染色体上的基因与性染色体上的基因书写时，一般是将常染色体上的基因写在前面，如AaXBY。,典例导析,解析亲代红眼果蝇和白眼果蝇杂交，子一代果蝇都表现为红眼，说明红眼是显性性状，A项正确；子一代雌雄果蝇交配，子二代红眼与白眼的性状分离比是3:1，则眼色遗传符合分离定律，B项正确、C项错误；在果蝇的眼色遗传中，白眼性状总与性别相关联，可说明红眼和白眼基因位于X染色体上，D项正确。答案C,(2015广州检测)摩尔根在果蝇杂交实验中发现了伴性遗传。在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是()A白眼突变体与野生型杂交，F1全部表现野生型，且雌雄比例为1:1BF1雌雄交配，后代出现性状分离，白眼全部为雄性CF1雌性与白眼雄性杂交，后代出现白眼，且雌雄比例为1:1D白眼雌性与野生型雄性杂交，后代白眼全部为雄性，野生型全部为雌性答案B,解析F1雌雄交配，后代只有雄性个体为白眼，只能用基因位于X染色体上来解释。,1.孟德尔的遗传因子与染色体上基因的对应关系(1)分离定律中的一对遗传因子：一对同源染色体上的等位基因。重新定义：位于一对同源染色体的同一位置上，控制着一对相对性状的基因，叫做等位基因。(2)自由组合定律中的不同对的遗传因子：位于非同源染色体上的非等位基因。,孟德尔遗传规律的现代解释,要点归纳,2两个遗传定律的实质(1)基因的分离定律的实质：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，等位基因会随着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。(2)基因的自由组合定律的实质是：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。,1同源染色体上等位基因的分离与非同源染色体上的非等位基因间的自由组合同时进行，都发生在减数第一次分裂后期。2减数分裂时自由组合的是非同源染色体上的非等位基因，而不是所有的非等位基因。因为同源染色体上的非等位基因不遵循自由组合定律。3基因分离定律的细胞学基础是：同源染色体分离；基因自由组合定律的细胞学基础是：非同源染色体自由组合。,解析亲代红眼雌果蝇基因型可能为XRXR、XRXr，白眼雄果蝇基因型为XrY，因F1代全为红眼个体，所以亲代红眼雌果蝇的基因型只能为XRXR，F1代中红眼雄果蝇基因型为XRY，雌果蝇的基因型为XRXr，二者交配，F2代的基因型及其比例为XRXR:XRXr:XRY:XrY1:1:1:1，其表现型及比例为红眼雌果蝇:红眼雄果蝇:白眼雄果蝇2:1:1。F2代中红眼雌果蝇产生卵细胞两种类型R:r3:1，F2中红眼雄果蝇和白眼雄果蝇产生含R、r两种类型的精子，其比例为1:1。答案D,答案A,解析位于非同源染色体上的非等位基因遵循基因自由组合定律，A(a)与D(d)、B(b)与C(c)分别位于一对同源染色体上，不遵循基因自由组合定律。,不同的生物，性别决定的方式也不同。性别的决定方式有：环境决定型(温度决定，如很多爬行动物)；年龄决定型(如鳝)；染色体数目决定型(如蜜蜂和蚂蚁)；染色体形态决定型(本质上是基因决定型，比如人类和果蝇等XY型，鸟、蝶和蛾类等ZW型)等等。自然界中最常见的性别决定方式为最后一种。,生物的性别决定,1XY型性别决定凡是雄性个体有2个异型性染色体，雌性个体有2个同型的性染色体的类型，称为XY型。这类生物中，雌性体细胞中含有2个同型的性染色体，记作XX；雄性的体细胞中则含有2个异型性染色体，其中一个和雌性的X染色体一样，也记作X，另一个异型的染色体记作Y，因此体细胞中含有XY两条性染色体。XY型性别决定，在动物中占绝大多数。全部哺乳动物、大部分爬行类、两栖类以及雌雄异株的植物都属于XY型性别决定，植物中有女娄菜、菠菜、大麻等。,2ZW型性别决定凡雌性个体具有2个异型性染色体，雄性个体具有2个同型的性染色体的类型，称为ZW型。这类生物中，雌性的性染色体组成为ZW，雄性的性染色体组成为ZZ。鸟类、鳞翅目昆虫、某些两栖类及爬行类动物的性别决定属这一类型，例如家鸡、家蚕等。,3XO型性别决定蝗虫、蟋蟀等直翅目昆虫和蟑螂等少数动物的性别决定属于XO型。雌性体细胞中含有2条X染色体；雄性仅含有1条X染色体。如雌性蝗虫有24条染色体(22XX)；雄性蝗虫有23条染色体(22X)。减数分裂时，雌虫只产生一种X卵子；雄虫可产生有X和无X染色体的2种精子，其性别比例为1:1。4ZO型性别决定鳞翅目昆虫中的少数个体，雄性为ZZ，雌性为ZO的类型，称为ZO型性别决定，此类型中，雌性产生两种类型配子，雄性产生单一类型配子，性别比例为1:1。,此外，还有染色体的单双倍数决定性别。蜜蜂的性别由细胞中的染色体倍数决定。雄蜂由未受精的卵发育而成，为单倍体。雌蜂由受精卵发育而来，是二倍体。营养差异决定了雌蜂是发育成可育的蜂王还是不育的工蜂。若整个幼虫期以蜂王浆为食，幼虫发育成体大的蜂王。若幼虫期仅食23天蜂王浆，则发育成体小的工蜂。单倍体雄蜂进行的减数分裂十分特殊，减数分裂第一次，出现单极纺锤体，染色体全部移向一极，两个子细胞中，一个正常，含16个染色体(单价体)，另一个是无核的细胞质芽体。正常的子细胞经减数第二次分裂产生两个单倍体(n16)的精细胞，发育成精子。膜翅目昆虫中的蜜蜂、胡蜂、蚂蚁等都属于此种类型。,探究点“假说演绎法”的应用孔雀鱼性状遗传特点的判断案例孔雀鱼是一种常见的观赏鱼，其性别决定方式属于XY型，是非常好的遗传学实验材料。几十年前，德国的一位育种者在众多的孔雀幼鱼中发现一条身体后半部为暗色的个体，并以此个体为基础培育出了“礼服”品种。用“礼服”品种的雌鱼作亲本(P)与其他品种的雄鱼杂交，所得子代(F1)个体中，雌雄鱼均表现“礼服”性状；将子代(F1)雌雄个体自由交配，所得子代(F2)个体中，雌鱼均表现“礼服”性状，雄鱼表现为1/2“礼服”性状、1/2无“礼服”性状。请用“假说演绎法”对“礼服”性状的遗传进行研究。,(6)根据你的研究，请预测F2个体自由交配得F3的性状表现型之比为：雌“礼服”:雌无“礼服”:雄“礼服”：雄无“礼服”_。标准答案(1)提出假说演绎推理(2)“礼服”性状的遗传与性别有关联(“礼服”性状的遗传存在性别差异)(3)为显性基因，且位于X染色体上(4)雌性无“礼服”性状个体与F1中雄性“礼服”性状的个体交配后代结果的推理,(5)(6)7:1:6:2,方法警示得分要点：(3)必须是为显性基因，且位于X染色体上。(4)必须是雌性无“礼服”性状个体与F1中雄性“礼服”性状的个体交配后代结果的推理。(5)必须是(6)必须是7:1:6:2。,错因案例(3)答为：控制“礼服”性状的基因在X染色体上。(错因：漏了判断性状的显隐性关系。)(4)答为：雌性无“礼服”性状个体与F1中雄性“礼服”性状的个体交配。(错因：把测交实验误认为是演绎推理的过程)(5)答为：(错因：没有书写配子的形成过程和后代的性状分离比)(6)答为：4:0:3:1。(错因：误把“自交”作为“自由交配”),技法提炼(1)明确假说演绎法的步骤和内容：假说演绎法中第一步是提出问题，问题的提出是在实验现象的基础上，所以题干中F2的实验现象就是提出问题和作出假说的基础；演绎过程是在假说的基础上进行的应用，用假说的内容去推理新的交配结