高中生物第二章染色体与遗传教材辅导课件浙科版必修2.ppt

1、第二章 染色体与遗传教学目标 知识方面阐明细胞的减数分裂举例说明配子的形成过程举例说明受精过程说出基因位于染色体上的实验证据概述伴性遗传 情感态度价值观方面认同基因是物质实体认同观察、提出假说、实验的方法在建立科学理论过程中所起的重要作用认同科学研究需要丰富的想象力，大胆质疑和勤奋实践的精神，以及对科学的热爱教学目标 能力方面使用高倍镜，观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片运用模型建构的方法，模拟减数分裂过程中染色体数目和行为的变化尝试类比推理方法，解释基因位于染色体上运用资料分析的方法，总结人类红绿色盲症的遗传规律课时分配课时分配第第1 1课时：减数分裂过程中的染色体行为课时：减数分裂过程中的染

2、色体行为 （含橡皮泥模拟）（含橡皮泥模拟）减数分裂减数分裂（3课时）课时）第第2 2课时：精子与卵细胞的产生课时：精子与卵细胞的产生 减数分裂和受精作用的意义减数分裂和受精作用的意义第第3 3课时：减数分裂过程中的数字问题课时：减数分裂过程中的数字问题 有丝分裂与减数分裂有丝分裂与减数分裂遗传的染色体学说（遗传的染色体学说（1.5课时）课时）性染色体与伴性遗传（性染色体与伴性遗传（1.5课时）课时）染染色色体体与与遗遗传传第一节 减数分裂中的染色体行为成年个体成年个体有丝分裂有丝分裂受精卵受精卵卵细胞卵细胞精子精子减减数数分分裂裂减减数数分分裂裂受精作用受精作用 细胞分化细胞分化4646464

3、6922323魏斯曼（魏斯曼（A.Weismann,18341914）从理论上预测：在卵）从理论上预测：在卵细胞和精子成熟的过程中，必然有一个特殊的过程使染细胞和精子成熟的过程中，必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半；受精时，精子和卵细胞融合，恢复色体数目减少一半；受精时，精子和卵细胞融合，恢复正常的染色体数目。正常的染色体数目。高倍显微镜下人体染色体图高倍显微镜下人体染色体图（男性）（男性）端着丝粒染色体端着丝粒染色体近端着丝粒染色体近端着丝粒染色体中间着丝粒染色体中间着丝粒染色体亚中着丝粒染色体亚中着丝粒染色体形状和大小一般形状和大小一般都都相同相同，一条来，一条来自自父方父方，一条来

4、，一条来自自母方母方。患儿有特殊面容，头型短小，面圆而扁平。患儿有特殊面容，头型短小，面圆而扁平。眼角斜向外上，两眼距离较远，眼球震颤。眼角斜向外上，两眼距离较远，眼球震颤。鼻梁低平，鼻孔上翘。嘴小，口半开，腭鼻梁低平，鼻孔上翘。嘴小，口半开，腭弓高，唇厚，舌厚常伸出口外，常傻笑，弓高，唇厚，舌厚常伸出口外，常傻笑，看起来很愚钝。耳小而圆，耳位低。看起来很愚钝。耳小而圆，耳位低。B B超结果显示：上消化道闭锁超结果显示：上消化道闭锁(无胃泡无胃泡)；六指六指(双手重叠指双手重叠指)；副耳；心脏畸形；羊；副耳；心脏畸形；羊水过多等，初步诊断为胎儿水过多等，初步诊断为胎儿1818三体综合三体综合征

5、，建议孕妇住院终止妊娠。征，建议孕妇住院终止妊娠。模拟减数分裂过程染色体行为 两种颜色橡皮泥，分别记作两种颜色橡皮泥，分别记作A A和和B B；用用A A颜色做出颜色做出2 2条长条长3cm3cm的染色单体，的染色单体，2 2条长条长6cm6cm的染色单体；的染色单体；用用B B颜色做出颜色做出2 2条长条长3cm3cm的染色单体，的染色单体，2 2条长条长6cm6cm的染色单体；的染色单体；把颜色、长度相同的两条染色单体成对摆放，把颜色、长度相同的两条染色单体成对摆放，用纸条缠在一起作为着丝点；用纸条缠在一起作为着丝点；思考与模拟 长度相同，但颜色不同的染色体的关系？长度相同，但颜色不同的染

6、色体的关系？减数分裂过程中，如何使得每一对同源染减数分裂过程中，如何使得每一对同源染色体均分开，分别进入两个子细胞中？色体均分开，分别进入两个子细胞中？请利用橡皮泥模型模拟该过程。请利用橡皮泥模型模拟该过程。联会减前 减中减后 减末_对同源染色体对同源染色体_个四分体个四分体_个着丝点个着丝点_条染色体条染色体_条姐妹染色单体条姐妹染色单体_个个DNA分子分子 1 2 3 4224411减前 减中减后 减末精子形成过程精子形成过程初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精细胞精细胞精子精子四分体四分体联会联会卵细胞形成过程卵细胞形成过程 经过减数分裂和受精作用，受精卵中的染色体数目恢复

7、到体细胞中的数目。可是直接进行有丝分裂就可以实现染色体数目的稳定，减数分裂和受精作用的价值是什么？12341234非同源染色体的自由组合非同源染色体的自由组合同源染色体的非姐妹染同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换色单体间的交叉互换成年个体成年个体（4646）有丝分裂有丝分裂受精卵受精卵（46）卵细胞卵细胞（23）精子精子（23）减减数数分分裂裂减减数数分分裂裂受精作用受精作用 细胞分化细胞分化1.保持亲子代染色体数目的恒定。保持亲子代染色体数目的恒定。2.增大后代的变异性。增大后代的变异性。AA复制复制_个个DNADNA_个染色体个染色体_个姐妹染色单体个姐妹染色单体_个个DNADNA_个

8、染色体个染色体_个姐妹染色单体个姐妹染色单体1 11 10 02 21 12 2间期间期减减I I减减IIII前前中中后后末末前前中中后后末末DNADNA染色体染色体染色单体染色单体名称名称精原精原细胞细胞初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精子精子细胞细胞精子精子体细胞中染色体数为体细胞中染色体数为2N2N，DNADNA数为数为2N2N间期间期减减I I减减IIII前前中中后后末末前前中中后后末末DNADNA染色体染色体染色单体染色单体2N2N2N2NNNN2NN2N-4N4N4N4N 2N2N2N2NN0-4N4N4N4N2N2N2N00名称名称精原精原细胞细胞初级精母细胞初级

9、精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精子精子细胞细胞精子精子次级精母细胞次级精母细胞2N2N4N4N精原细胞精原细胞DNA 变变 化化 曲曲 线线初级精母细胞初级精母细胞精细胞精细胞2N2N4N4N染染 色色 体体 变变 化化 曲曲 线线次级精母细胞次级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞精细胞精细胞后后2N2N4N4N染色单体变化曲线染色单体变化曲线次级精母细胞次级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞精细胞精细胞后后染色体、染色单体及染色体、染色单体及DNADNA在减数分裂中的曲线图在减数分裂中的曲线图间期间期 前前I I 中中I I 后后I 前前II II 中中II I

10、I 后后II II 末末IIII 4N2N N染色体DNA染色单体请将下列图像按细胞分裂先后顺序排列好小组交流是否含是否含同源染同源染色体色体有同有同源染源染色体色体没有同源没有同源染色体染色体减数第二次分裂减数第二次分裂没有以上没有以上现象现象有丝分裂有丝分裂减数第减数第一次分一次分裂裂有下有下列现列现象之象之一一联会联会四分体四分体同源染同源染色体平色体平分移向分移向两极两极染染色色体体数数目目奇数奇数偶数偶数减数第二次分裂减数第二次分裂次级精（卵）母次级精（卵）母细胞、细胞、第一极体第一极体精（卵）细胞精（卵）细胞、第二极体第二极体初级精（卵）初级精（卵）母细胞母细胞体细胞体细胞初级精（

11、卵）初级精（卵）母细胞母细胞次级精（卵）次级精（卵）母细胞、母细胞、第一极体第一极体次级精（卵）次级精（卵）母细胞、母细胞、第一极体第一极体初级精初级精母细胞母细胞说出下列各图的细胞名称说出下列各图的细胞名称减减末末/减减前前减减末末减减 前前有丝后有丝后减减中中减减中中减减 前前减减后后第二节 遗传的染色体学说？基因在细胞中究竟有没有物质基础呢？孟德尔所假设的颗粒状的因子，究竟是不是物质的实体？如果是，又存在于细胞中什么位置？孟德尔杂交实验中，亲子代之间的联系是什么？配子配子亲本亲本受精卵受精卵ccCCC c Cc 基因和染色体的关系基因和染色体的关系基因基因染色体染色体体细胞中的体细胞中的

12、存在形式存在形式成对成对成对成对配子中的数配子中的数目目体细胞的一半体细胞的一半体细胞的一半体细胞的一半受精卵中其受精卵中其来源来源一个来自父方，一个来自父方，一个来自母方。一个来自母方。一个来自父方，一个来自父方，一个来自母方。一个来自母方。配子中的配子中的组合组合等位基因分离，非等位基因分离，非等位基因自由组合等位基因自由组合同源染色体分离，同源染色体分离，非同源染色体自由非同源染色体自由组合组合基因和染色体行为存在着明显的平行关系基因和染色体行为存在着明显的平行关系萨顿萨顿-波弗利染色体遗传理论波弗利染色体遗传理论 1903 1903年，美国遗传学家萨顿年，美国遗传学家萨顿（W.S.Su

13、tton,18771916W.S.Sutton,18771916）用蝗虫细）用蝗虫细胞作材料，研究精子和卵细胞的形成胞作材料，研究精子和卵细胞的形成过程。他发现孟德尔假设的一对遗传过程。他发现孟德尔假设的一对遗传因子，也就是等位基因，它们的分离因子，也就是等位基因，它们的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。相似。如果假定孟德尔的遗传因子位于如果假定孟德尔的遗传因子位于染色体上，就可以非常圆满的解释孟染色体上，就可以非常圆满的解释孟德尔遗传的所有事实。德尔遗传的所有事实。在德国独立进行研究的波弗利也得到和萨顿相同的结论。在德国独立进行研究的波弗利也得到和萨顿

14、相同的结论。他们的研究多促成的生物革命，就称为萨顿他们的研究多促成的生物革命，就称为萨顿-波弗利染色波弗利染色体遗传理论体遗传理论思考与讨论 染色体上黑色横线代表基因的位置，请在图中染染色体上黑色横线代表基因的位置，请在图中染色体上标注基因符号，解释孟德尔一对相对性状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。的杂交实验。两对等位基因的自由组合定律呢？两对等位基因的自由组合定律呢？YyRr以动物以动物精原细胞精原细胞减数分裂为例减数分裂为例联会联会Y yRr(四分体四分体)YYRRyyrrYRYRyrryyyRRrrYYYRyrYRyr或或yyRRYYrrAaBbAbaBBAab 萨

15、顿假说遭到同时代遗传学家萨顿假说遭到同时代遗传学家摩尔根的强烈质疑。摩尔根的强烈质疑。我不相信孟德尔，更我不相信孟德尔，更难以相信萨顿那家伙难以相信萨顿那家伙毫无事实根据的臆断。毫无事实根据的臆断。我更相信的是实验证我更相信的是实验证据，我要通过确凿的据，我要通过确凿的实验来证明基因和染实验来证明基因和染色体的关系。色体的关系。-果蝇果蝇遗传学家的宠儿遗传学家的宠儿 果蝇是一种昆虫，有体小（体果蝇是一种昆虫，有体小（体长约长约3mm3mm）、繁殖快（）、繁殖快（2525时，时，1212天即可完成一代）、生育力强、饲天即可完成一代）、生育力强、饲养容易等优点。养容易等优点。白眼白眼红眼红眼长翅长

16、翅残翅残翅灰身灰身黑身黑身灰身灰身黑身黑身灰身灰身白眼雄果蝇白眼雄果蝇红眼雌果蝇红眼雌果蝇 F F1 1是是雌雄果蝇雌雄果蝇红眼红眼 F F2 2果蝇中，果蝇中，红眼的占红眼的占3/43/4，白眼的占白眼的占1/41/4 F F2 2果蝇中，果蝇中，雌的全是红眼，雌的全是红眼，雄的半数是红眼，雄的半数是红眼，半数是白眼。半数是白眼。红眼（雌）红眼（雌）白眼（雄）白眼（雄）红眼（雌、雄）红眼（雌、雄）红眼红眼（雌）（雌）红眼红眼（雄）（雄）白眼白眼（雄）（雄）红眼红眼（雌）（雌）如何解释这一现象？如何解释这一现象？X X和和Y Y的同源区段的同源区段Y Y的非同源区段的非同源区段X X的非同源区

17、段的非同源区段YX摩尔根提出的假设：摩尔根提出的假设：控制红眼的基因（控制红眼的基因（W W）和白眼的基因）和白眼的基因(w)(w)位位于于X X染色体上，而染色体上，而Y Y染色体上没有。染色体上没有。YX设计验证实验设计验证实验 测交测交对摩尔根假说的验证对摩尔根假说的验证测交测交F1F1红眼雌蝇红眼雌蝇 白眼雄蝇白眼雄蝇F1红眼雄蝇红眼雄蝇 白眼雌蝇白眼雌蝇配子配子F2 配子配子F2这是人类第一次将一个特定这是人类第一次将一个特定的基因（果蝇白眼基因）定位在的基因（果蝇白眼基因）定位在特定的染色体（特定的染色体（X X染色体）上。染色体）上。布里奇斯初级例外和次级例外思考：思考：基因就是

18、染色体吗？基因就是染色体吗？果蝇体细胞有果蝇体细胞有4 4对染色体，被人们研究的基因就达对染色体，被人们研究的基因就达数百个。这些基因在染色体上如何分布？数百个。这些基因在染色体上如何分布？位于同源染色体上的基因，是否还遵循自由组合位于同源染色体上的基因，是否还遵循自由组合定律？可能出现什么样的传递规律？定律？可能出现什么样的传递规律？基因在染色体上基因在染色体上呈线性排列呈线性排列荧光标记基因荧光标记基因在染色体上的位置在染色体上的位置基因在染色体上呈线性排列基因在染色体上呈线性排列孟德尔遗传规律的现代解释 基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立

19、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，独立地随配子遗传给后代。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彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。连锁与互换紫长红圆紫长红圆紫长紫圆红长 紫长红圆F2紫长紫圆红长红圆总数实计数483139039313386952按9:3:3:1预计数3910.5 1303.51303.5434.56952 紫圆红长F2紫长紫圆红长红圆总数实计数22695971419按9:3:3:1预计数235.878.578.526.2419

20、F2有更多保持亲本原来组合的倾向，与显隐性无关 摩尔根用果蝇进行了大量的杂交实验，提出了连锁互换定律，被后人誉为遗传学的第三大定律重组频率的计算重组频率=重组型数亲本型数+重组型数某两个特定基因是否连锁，需要通过对它们的杂交F1进行测交来确定。如果测交后代的比例是1:1:1:1，则是自由组合的；如果亲本型高于预期比率，重组型低于预期比率，则说明它们是连锁的。基因定位与染色体作图 基因定位 根据重组值确定不同基因在染色体上的相对位置和排列顺序的过程 染色体图 根据基因之间的交换值，确定连锁基因在染色体上的相对位置而绘制 的一种简单示意图 图距 两个基因在染色体图上距离的数量单位称为图距。1%重组

21、值去掉其百分率的数值定义为一个图距单位，后人为纪念摩尔根，称为厘摩（cM）。第三节 性染色体与伴性遗传资料资料1 1：他们为何轻生他们为何轻生 在某山区在某山区,一个妇女接连生了四一个妇女接连生了四个女孩个女孩,邻居、婆家人瞧不起她，她邻居、婆家人瞧不起她，她自己也瞧不起自己，以为自己没有本自己也瞧不起自己，以为自己没有本事，生不了儿子，便自杀了。事，生不了儿子，便自杀了。（摘自摘自“中国年轻女性自杀报告中国年轻女性自杀报告”）高倍显微镜下高倍显微镜下男性染色体男性染色体高倍显微镜下高倍显微镜下女性染色体女性染色体男性染色体图男性染色体图女性染色体图女性染色体图(1)(1)男女体细胞中染色体在

22、组成上有什么不同？男女体细胞中染色体在组成上有什么不同？(2)(2)男女的性别是由什么决定的？男女的性别是由什么决定的？(3)(3)男女体细胞中染色体的组成如何表示？男女体细胞中染色体的组成如何表示？思考思考:精子精子卵细胞卵细胞 2222对对(常常)+XY()+XY(性性)2222对对(常常)+XX()+XX(性性)2222条条+X+X2222条条+Y+Y2222条条+X+X2222对对+XX+XX2222对对+XY+XY1 1 ：1 1子代子代亲代亲代母方母方父方父方资料资料2 2：近年来，我国男女比例严重失调，近年来，我国男女比例严重失调，人口男女性别比例达到人口男女性别比例达到116.

23、9100116.9100，有的省高达有的省高达130100130100，而正常值仅为，而正常值仅为102102107100107100；在个别严重的地方，；在个别严重的地方，男女性别比例甚至到了男女性别比例甚至到了150100150100；有的自然村已经出现男青年找不到有的自然村已经出现男青年找不到老婆的情况，成为名副其实的老婆的情况，成为名副其实的“光棍村光棍村”。资料资料3 3：中华人民共和国人口与计划生育法中华人民共和国人口与计划生育法明确规定明确规定:禁止禁止“利用超声技术和其他利用超声技术和其他技术手段为他人进行非医学需要的技术手段为他人进行非医学需要的胎儿胎儿性别鉴定性别鉴定或者选

24、择性别的或者选择性别的人工终止妊娠人工终止妊娠。YXX X染色体大，染色体大，Y Y染色体小。染色体小。Y Y只是只是X X大小的大小的1/51/5。正常色觉：正常色觉：2626；红色盲：红色盲：6 6；绿色盲：绿色盲：2 2；红绿色盲：红绿色盲：NothingNothing。阅读人类红绿色盲症资料阅读人类红绿色盲症资料P33:P33:资料分析红绿色盲基因是显性基因，还是隐性基因？红绿色盲基因是显性基因，还是隐性基因？家系图中患者的性别是？家系图中患者的性别是？红绿色盲基因位于红绿色盲基因位于X X染色体上还是染色体上还是Y Y染色体上？染色体上？资料分析人群中，色盲有无女性患者？男女患者出现

25、的概率是人群中，色盲有无女性患者？男女患者出现的概率是否相等？否相等？-5-5、-6-6、-5-5号个体的基因型是？号个体的基因型是？-1-1是色盲患者，他将自己的色盲基因传给了是色盲患者，他将自己的色盲基因传给了代中代中的几号？的几号？-6-6的致病基因来自的致病基因来自代、代、代的哪个个体？代的哪个个体？男性患者女性患者资料资料4:4:P34-资料分析-3-3与与4 4号个体再生一个男孩，患色盲的概率是？号个体再生一个男孩，患色盲的概率是？-3-3与与4 4号个体再生一个色盲男孩的概率是？号个体再生一个色盲男孩的概率是？为避免生出色盲的孩子，为避免生出色盲的孩子，-3-3与与4 4号应选择

26、哪种性别的号应选择哪种性别的后代？后代？IVIIIIII25 1 234567891011121314 15 161718 19202122 23 24抗维生素抗维生素D D佝偻病系谱图佝偻病系谱图抗维生素抗维生素DD佝偻病佝偻病患者由于对磷、钙患者由于对磷、钙吸收不良而导致骨吸收不良而导致骨发育障碍。患者常发育障碍。患者常常表现为常表现为X X型（或型（或0 0型）腿、骨骼发育型）腿、骨骼发育畸形（如鸡胸）、畸形（如鸡胸）、生长缓慢等症状。生长缓慢等症状。外耳道多毛症家系图外耳道多毛症家系图伴伴Y Y染色体遗传病的特点：染色体遗传病的特点：父病子必病，传男不传父病子必病，传男不传女女，所以患者全是男性。，所以患者全是男性。Y染色体控制的遗传染色体控制的遗传zzzw异型异型同型同型ZWZW型性别决定：型性别决定：鸟类、蛾蝶类鸟类、蛾蝶类 鸡羽毛芦花斑纹的遗传现象鸡羽毛芦花斑纹的遗传现象剂量补偿效应 在果蝇和哺乳动物中，X染色体上的基因在纯合的雌性细胞中有相同的两份，而雄性细胞中只有一份，可在雌性与雄性的表现型上却看不出显著差别，WHY?X染色体的转录速率不同 雌性细胞中有一条X染色体随机失活巴氏小体 雌性体细胞内出现的染色很深的、异染色质化的小体，其数目正好是X染色体数目-1；玳瑁猫 杂合雌性玳瑁猫的X染色体在发育早期随机失活，导致毛皮上出现黑色和黄色斑块，呈嵌合体；