人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 基因在染色体上说课ppt课件

这是一份人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 基因在染色体上说课ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了XaYA，ZAZa等内容，欢迎下载使用。
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。
1.对人类基因组进行测序，为什么首先要确定哪些染色体?
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。
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。
预测出了遗传因子的客观存在
发现了基因分离定律和基因自由组合定律
为找到基因提供了最正确的线索
抓住这一线索的人是美国遗传学家：
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。
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。
光有直线传播反射和折射等
声有直线传播反射和折射等
基因与染色体的平行关系
在杂交过程保持________________
在配子形成和受精过程中，也有相对_________________
只有成对的基因中的_____
只有成对的染色体中的_____
成对的基因一个来自_____，一个来自_____
同源染色体一条来自____，一条来自______
__________分离_____________自由组合
_______________分离_______________自由组合
基因（遗传因子）是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，也就是说基因就在染色体上。
基因和染色体的行为存在明显的平行关系。
思考：基因都位于染色体上吗？
真核生物：核基因位于染色体 质基因位于线粒体/叶绿体
染色体是基因的主要载体
原核生物：没有染色体，基因位于拟核环状DNA或细胞质中质粒 DNA
病 毒:无细胞结构，含有的基因亦不位于染色体上。
请你在图中染色体上标注基因符号，解释孟德尔一对相对性状的杂交实验。
基因位于染色体的实验证据
我更相信的是实验证据我要通过确凿的实验找到遗传和染色体的关系！
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。
遗传学研究常用的实验材料：果蝇（果蝇是昆虫纲双翅目的一种小型蝇类，体长3~4mm，在制醋和腐烂水果的地方可以看到）
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。
②繁殖快，后代数量多。
在25℃左右温度下十几天就繁殖一代，一只雌果蝇一代能繁殖数百只。
③果蝇染色体数量少，而且形状有明显差别。
雌性同型：ＸＸ雄性异型：ＸＹ
④果蝇有众多容易区分的相对性状，便于观察和统计。
从1909年开始，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。摩尔根和他的学生在实验室里培养了许多野生型红眼果蝇，没发现其它眼色果蝇。1910年5月的一天，摩尔根在实验室中偶然发现一只白色眼睛的雄性果蝇，而它的兄弟姐妹的眼睛都是红色的，显然它是一个变异体。
摩尔根的果蝇杂交实验--观察实验，提出问题
果蝇的红眼、白眼是一对相对性状。眼色的显性性状什么？
眼色遗传是否遵循分离定律？
是，F1自交后代的性状分离比为3∶1，红眼和白眼受一堆等位基因控制。
如果基因位于染色体上，你认为这种基因可能在性染色体还是常染色体？
性染色体上，如果位于常染色体上，F2代的雌蝇会出现白眼性状。
为什么白眼均是雄性呢？
所有的生物都有性染色体吗？
雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分。
①基因只存在于X染色体（Ⅰ区段）上
②基因只存在Y（Ⅲ区段）上
——伴Y遗传（限雄遗传）
——伴X遗传（伴X显、伴X隐 ）
Ｘ、Ｙ同源区段的基因是成对存在的。
如果基因在常染色体上:
如果基因在性染色体上:
先写性染色体，再把基因写染色体右上角
摩尔根的果蝇杂交实验--性染色体
假设：基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位。
基因与染色体位置关系的书写：
(2017全国Ⅰ)某种羊的性别决定为XY型，回答下列问题：（3）一般来说，对于性别决定为XY型的动物群体而言，当一对等位基因（如A/a）位于常染色体上时，基因型有　　 种；当其只位于X染色体上时，基因型有　　种；当其位于X和Y染色体的同源区段时（如图所示），基因型有　　 种
同源染色体：AA、Aa、aa
只在X染色体：XAXA、XAXa、XaXa、XAY、XaY
XY的同源区段：XAXA、XAXa、XaXa、XAYA、XAYa、XaYA、XaYa
(XWXW)或(XWXw)
假设：控制白眼的基因（用w表示）在X染基因色体上，而Y染色体上不含有它的等位。
X染色体上的白眼基因w书写为：
摩尔根的果蝇杂交实验--分析问题，提出假说
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。
假说②：控制白眼的基因是在X染色体上， Y染色体上没有它的等位基因。
假说③：控制白眼的基因在X、Y染色 体的同源区段上。
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。
控制白眼的基因（用w表示）
假说②：控制白眼的基因是在X染色体上,Y染色体上没有它的等位基因。
红 ：白 = 3 ：1
红眼雌果蝇 XWXW
白眼雄果蝇 XwY
XWXW 红雌
XwY 白雄
假说③：控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上。
白眼雄果蝇 XwYw
XwYw 白雄
白眼基因只位于X染色体上。
白眼基因位于X和Y染色体同源区段上。
3 : 1
如何选择正反交实验的两个亲本？
正交：红眼雌与白眼雄杂交（XWXW、XwY)
反交：白眼雌与红眼雄杂交（XwXw、XWY）
摩尔根的果蝇杂交实验--演绎推理，验证假说
正交：红眼雌与白眼雄杂交（XWXW、XwYw)
反交：白眼雌与红眼雄杂交（XwXw、XWYW）
白眼雌果蝇 XwXw
红眼雄果蝇 XWY
红眼雌XWXw、红眼雄XWY
红雌：白雌：红雄：白雄 = 1：1：1：1
红雌 ：白雄 = 1 ：1
测交1的结果与基因位于常染色体上时结果相同，因此，该结果无法验证假说，但通过测交1得到了白眼雌果蝇，进一步通过测交2&反交予以验证。
摩尔根的果蝇杂交实验--实验验证
控制白眼的基因是在X染色体上,Y染色体上没有它的等位基因。
摩尔根通过实验观察，把一个特定的基因和一条特定的染色体联系起来，最终确定了基因在染色体上的结论。从孟德尔理论的怀疑者成为孟德尔理论坚定的支持者。
摩尔根的果蝇杂交实验--得出结论
跟踪练习：1. 第一个证明基因在染色体上相对位置的科学家是（ ） A.孟德尔 B.摩尔根 C.萨顿 D.克里克2. 红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配，子代雌雄果蝇都表现红眼，这些雌雄果蝇交配产生的后代中，红眼雄果蝇占1/4，白眼雄果蝇占1/4，红眼雌果蝇占1/2。下列叙述错误的是（ ） A．红眼对白眼是显性 B．眼色遗传符合分离规律 C．眼色和性别表现自由组合 D．红眼和白眼基因位于X染色体上
3．果蝇的红眼、白眼性状的遗传为伴X遗传，其中红眼(W)对白眼(w)为显性。白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，子代中红眼果蝇的基因型是（ ） A．XWXW B．XWXw C．XWY D．XwY
4.下图为果蝇的原始的生殖细胞，图中数字表示染色体，字母表示基因。请回答下列问题：（1）此细胞的名称是_________（2）图中的2与2′称______染色体，2与3′称_________染色体。A与a称________，A与B或与d之间称_________（3）该果蝇的基因型是______________；该细胞能形成____种配子，该个体能形成____种配子，其中基因型为ABXD配子的概率是_____。
果蝇有4对染色体，携带的基因大约有1.3万个；人有23对染色体，携带的基因大约有2.6万。
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置的方法，并绘出了第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置图。
荧光标记将基因定位在染色体上
每个染色体上有许多个基因
基因在染色体上呈线性排列
为什么白眼性状总是与性别关联？
假说2和假说3正反交实验结果不一致
如果控制白眼的基因在Y染色体上，还能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗？
如果控制白眼的基因在Y染色体，红眼基因在X染色体上，因为X染色体上的红眼基因对白眼基因为显性，所以不会出现白眼雄果蝇，这与摩尔根的果蝇杂交实验结果不符。（P:XWXW X XWYw F1:XWXW,XWYw)
如果控制白眼的基因在Y染色体上，且X染色体上没有显性红眼基因，白眼雄果蝇与红眼雌果蝇的杂交后代中雄果蝇全为白眼，也不能解释摩尔根的果蝇杂交实验。 (P:XX X XYw F1:XX XYw )
孟德尔遗传规律的现代解释
根据豌豆遗传现象，提出了遗传因子假说
将遗传因子改为基因，提出等位基因概念。
发现染色体行为，提出萨顿假说，即遗传因子就在染色体上
利用果蝇的伴性遗传现象，证明了基因在染色体上的假说
第一次提出由遗传因子这个物质
发现了染色体行为与孟德尔定律惊人的相似性
证明了基因的存在和位置
孟德尔遗传规律的现代解释--基因分离的实质
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。
（1）等位基因的概念：
位于同源染色体上同一位置，控制相对性状的基因。
注意：A和A、a和a叫做相同基因
（2）等位基因分离的原因：
随同源染色体的分离而分离
（3）等位基因分离的时间：
5.下图能正确表示基因分离定律实质的是(　　)
6．下列关于等位基因的叙述，正确的是 ( ) A.形成配子时，等位基因分离 B.含等位基因的个体为纯合体 C. a、a可以表示一对等位基因 D. E、f可以表示一对等位基因
不同的基因，等位基因用同一字母的大小写来表示
7.下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的是（ ）A、染色体是基因的主要载体B、基因在染色体上呈线性排列C、一条染色体上有多个基因D、染色体就是由基因组成的
8.如图所示某生物正在进行分裂的细胞，等位基因A和a位于染色体的位置（不考虑变异）可能是（ ）A．A位于①上，a位于⑤上B．A位于⑤上，a位于⑦上C．A和a分别位于⑤和⑧上D．A和a分别位于②和⑥上
①和⑤是间期复制形成的，应该含有相同的基因， 因此A位于①上，a不可能位于⑤上，A错误；
A和a是一对等位基因，应该位于同源染色体相同位置上，因此A位于⑤上，则a位于④或⑧上，B错误；
A和a是一对等位基因，应该位于同源染色体相同位置上，因此A和a可分别位于⑤和⑧上，C正确；
②和⑥是间期复制形成的，应该含有相同的基因，因此A和a不可能分别位于②和⑥上，D错误．
孟德尔遗传规律的现代解释--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。
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
基因自由组合定律的实质
观察下面两图，思考它们是否遵循孟德尔的自由组合定律？
2对等位基因位于1对同源染色体上不遵循孟德尔的自由组合定律。可产配子AB、ab。
2对等位基因位于2对同源染色体上遵循孟德尔的自由组合定律。可产配子AB、ab、Ab、aB。
据下图，下列选项中不遵循基因自由组合定律的是
以AaBb为例，分析两对等位基因在常染色体上的位置
写出上述三种情况产生的配子种类、自交及测交后代基因型、表型种类及比例。
A组 B组 C组
AABB：AaBb：aabb=1：2：1
AaBb：aabb=1：1
AAbb：AaBb：aaBB=1：2：1
Aabb：aaBb=1：1
AB:ab:Ab：aB=1：1：1：1
9．基因型为AaBb的个体，基因在常染色体上的位置如图。若图1、图2和图3的同源染色体均不发生交叉互换，下列对AaBb自交后代的表现型及基因型种类说法不正确的是（ ） A. 图1个体自交后代有3种基因型， 2种表现型 B. 图2个体自交后代有3种基因型， 3种表现型 C. 图3个体自交后代有3种基因型，4种表现型 D. 三种个体自交后代的基因型和表现型存在差异
10.某动物细胞中位于常染色体上的基因A、B、C分别对a、b、c为显性．用两个纯合个体杂交得F1，F1测交结果为aabbcc：AaBbCc：aaBbcc：AabbCc=1：1：1：1．则F1体细胞中三对基因在染色体上的位置是（ ）A． B． C． D．
测交： F1 × aabbcc ↓ ↓ ? abc ↓aabbcc：AaBbCc：aaBbcc：AabbCc 1： 1 ： 1： 1
abc:ABC:aBc:AbC
某种性状遗传方式的判定
①若F1性状分离比在雌雄个体中均为3:1，则基因位于常染色体上。
②若F1性状分离比在雌雄个体中比例不同，(雌性全为显性，雄性中显性:隐性=1:1)则基因位于X染色体上。
1.表现型相同的亲本杂交，观察后代表现型
①若F1全为显性则基因位于常染色体上或X-Y同源区段
②若F1中雌性为显性，雄性为隐性，则基因位于X染色体上。
2.显性雄(纯合子) × 隐性雌，观察后代表现型
思考：如何判定基因位于常染色体上还是X-Y同源区段？
若F1全为显性，则基因位于常染色体上或X-Y同源区段
若F2雌雄中的性状分离比均为3:1，则基因位于常染色体上
若F2雄性全为显性，雌性有显性也有隐性，则基因位于X-Y同源区段
XaXa（白眼雌）×（红眼雄）XAY
（1）通过一次杂交实验确定基因位于常染色体上还是X染色体上
（2）通过一次杂交实验确定基因位于X染色体的同源区段还是非同源区段上
（3）通过一次杂交实验辨别果蝇的眼色、鸡的毛色（显雌X隐雄）
aa(雌） × AA(雄）
XaXa × XAY
XAXa
XaXa×XAYA
ZAW × ZaZa
XaXa × XAY
判断基因位于常染色体上还是X染色体上的实验设计
方法一：隐性雌×显性雄
雌性全为显性性状雄性全为隐性性状
雌雄个体均既有显性性状又有隐性性状
11.果蝇是一种非常小的蝇类，遗传学家摩尔根曾因对果蝇的研究而获得“诺贝尔奖”。近百年来，果蝇被应用于遗传学研究的各个方面，而且它是早于人类基因组计划之前而被测序的一种动物。请完成下列有关问题：(1)科学家选择果蝇作为遗传学实验研究材料的原因是 ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)果蝇的体细胞中有____条常染色体，对果蝇基因组进行研究时，应对_____条染色体进行测序。
(3)已知果蝇的红眼和白眼是一对相对性状(红眼A、白眼a)，且雌雄果蝇均有红眼和白眼类型。若用一次交配实验即可确定这对基因位于常染色体还是在X染色体上，选择的亲本表型应为__________________________________________________。实验预期及相应结论为：①____________________________________________________________________；②____________________________________________________________________；③____________________________________________________________________。
白眼雌果蝇×红眼雄果蝇
如果子代中雌果蝇全为红眼，雄果蝇全为白眼，
则这对基因位于X染色体上
如果雌雄果蝇全为红眼，
则这对基因位于常染色体上
如果雌雄果蝇均既有红眼又有白眼，
aa × AA ↓ Aa
aa × Aa ↓Aa aa
12、已知果蝇中，灰身与黑身为一对相对性状（显性基因用B表示，隐性基因用b表示）；直毛与分叉毛为一对相对性状（显性基因用F表示，隐性基因用f表示）。两只亲代果蝇杂交得到以下子代类型和比例：
请回答：（1）控制灰身与黑身的基因位于______；控制直毛与分叉毛的基因位于______。（2）亲代果蝇的表现型为♀：_________；♂：________。
（3）亲代果蝇的基因型为________、________。（4）子代表现型为灰身直毛的雌蝇中，纯合子与杂合体的比例为________。
（5）子代雄蝇中，灰身分叉毛的基因型为_______、_______；黑身直毛的基因 型为_______
13、已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制，但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。同学甲用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交，子代中♀灰体：♀黄体：♂灰体：♂黄体为1∶1∶1∶1。同学乙用两种不同的杂交实验都证实了控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性。请根据上述结果，回答下列问题：
（1）仅根据同学甲的实验，能不能证明控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性？为什么？
不能，因为无论是黄体基因在常染色体上并为隐性，还是黄体基因在X染色体上并为隐性，都符合♀灰体×♂黄体→1♀灰体:1♀黄体:1♂灰体:1♂黄体。
（2）请用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个不同的实验，这两个实验都能独立证明同学乙的结论（要求：每个实验只用一次杂交组合，并指出支持同学乙的预期实验结果）
实验1：F1♀黄体×F1♂灰体，相应结果是：1♀灰体:1♂黄体。实验2：F1♀灰体×F1♂灰体，相应结果是：2♀灰体:1♂灰体:1♂黄体。
14、已知果蝇有三对相对性状：长翅与残翅（相关基因用A、a表示）、刚毛与截毛（相关基因用B、b表示），灰身（相关基因用D表示）与黑身（相关基因用d表示）。为探究这三对相对性状的遗传规律，某兴趣小组进行如表所示的实验。提示：图为果蝇X、Y染色体同源区段（Ⅰ区段）和非同源区段（Ⅱ、Ⅲ区段）的示意图。
（1）根据实验一和实验二，可以推断出果蝇长翅性状的遗传方式为__________________________，果蝇这两对相对性状的遗传遵循________________定律。
（2）实验二F2的长翅刚毛果蝇中，纯合子与杂合子的比例为____________。
（3）已知控制灰身和黑身的基因位于果蝇的X染色体上。现有纯种果蝇若干，请用一次杂交实验来确定D、d基因在X染色体上的位置是Ⅰ区段还是Ⅱ区段，请完善相关内容。Ⅰ．杂交组合________________________。
黑身雌果蝇×灰身雄果蝇
Ⅱ．预期结果①若子代______________则D、d基因在X染色体上的位置是Ⅰ区段；②若子代____________________则D、d基因在X染色体上的位置是Ⅱ区段。
15、已知果蝇的红眼、白眼是一对相对性状，由X染色体上的一对等位基因控制。让基因型分别为XBXb与XbY的雌雄果蝇交配，生育一只基因型为XBXBY的果蝇，产生此果蝇的原因可能是 （ ） A.雌果蝇一对同源染色体XBXb没有分离 B.雌果蝇减数分裂过程中，同源染色体上非姐妹染色单体交叉互换 C.雌果蝇减数第二次分裂过程中姐妹染色单体未分离 D.雄果蝇减数第二次分裂过程中姐妹染色单体未分离
XBXb×XbY→XBXbY
若出现AAa或Aaa的配子时
减Ⅱ异常
若配子中出现了两个AA/aa
减Ⅰ异常
【归纳总结】 根据配子类型判断变异原因（假设亲代为Aa）
Aa、Aa、O、O　
练习与应用一、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
二、拓展应用1.用白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交，通过眼睛颜色可判断子代果蝇的性别；用白眼雄果蝇和红眼雌果蝇杂交，通过眼睛颜色却不能判断子代果蝇的性别，这是为什么？用其他杂交组合，能否通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别呢？
红眼雌果蝇的基因型有XWXW和XWXw两种类型，白眼雄果蝇的基因型为XwY。如果基因型为XWXW的红眼雌果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交，则子一代无论雌雄，全部为红眼；如果基因型为XWXw的红眼雌果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交，那么子代雌果蝇和子代雄果蝇都是既有红眼，也有白眼，因此无法通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。果蝇眼睛颜色的杂交实验，共有红眼雌果蝇（XWXW或XWXw）与红眼雄果蝇（XWY）、红眼雌果蝇（XWXW或XWXw）与白眼雄果蝇（XwY）、白眼雌果蝇（XwXw）与白眼雄果蝇（XwY）、白眼雌果蝇（XwXw）与红眼雄果蝇（XWY）杂交等组合。只有白眼雌果蝇（XwXw）与红眼雄果蝇（XWY）杂交的子代，红眼全为雌性，白眼全为雄性，可以通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。
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。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。你如何解释这一 现象？
这些生物的体细胞中的染色体数目虽然减少了一半，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基因。