2.2基因在染色体上课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

该高中生物学课件围绕“基因在染色体上”，系统呈现萨顿假说、摩尔根果蝇实验及孟德尔遗传规律的现代解释。课堂导入通过“问题探讨”替换分离定律中“遗传因子”为“同源染色体”，引发思考，衔接孟德尔定律与染色体行为，搭建新旧知识支架。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，以萨顿类比推理（基因与染色体平行关系）和摩尔根假说-演绎法（果蝇杂交实验设计、测交验证）为主线，结合基因线性排列体现结构与功能观。学生通过实验分析提升逻辑推理与探究能力，教师可借助清晰的证据链和实例增强教学直观性与有效性。

回到19世纪—— 孟德尔发现了遗传的两大定律 人们意识到 遗传因子（基因）是客观存在的 基因，你究竟在哪呢？ 第2节 基因在染色体上 问题探讨 孟德尔分离定律： 在生物的体细胞中，控制同一性状的 遗传因子 成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的 遗传因子 发生分离，分离后的 遗传因子 分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。 基 因 基 因 基 因 同源染色体 同源染色体 同源染色体 ？ 你觉得这样替换有问题吗？由此你联想到什么？ 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。 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 子代体细胞中的这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。 1、蝗虫的体细胞中有24条染色体，生殖细胞中只有12条染色体。 2、精卵细胞结合形成的受精卵，又具有24条染色体。蝗虫子代体细胞中的染色体数目与双亲的体细胞染色体数目一样。 3、子代体细胞中的这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。 D d D d 发现问题：用蝗虫作材料，研究精子和卵细胞的形成过程，发现孟德尔定律中基因的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。 一、萨顿的假说 1.内容： 2.依据： 基因和染色体行为存在着明显的平行关系。 一、萨顿的假说 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； 3.方法： 类比推理法 由两个或两类对象在某些属性上相同的现象，推断出它们在另外的属性上也相同的一种推理方法。 体细胞 配子 Dd 基因成对 染色体成对 D d Dd 一个来自父方 一个来自母方 体细胞 成单 成单 一条来自父方 一条来自母方 萨顿将基因与染色体的行为进行比较 非等位基因在形成配子时自由组合 非同源染色体在减数分裂Ⅰ的后期自由组合 yR Yr yr YR YyRr 体细胞 配子 两对基因 两对同源 染色体 基因与染色体的关系 基因的行为 染色体的行为 体细胞中的存在形式 配子中的存在形式 在体细胞中的来源 形成配子时的组合方式 传递中的性质 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 非等位基因自由组合 非同源染色体自由组合 杂交过程保持完整性、独立性 在配子形成和受精过程中保持稳定性 类比推理：基因和染色体之间具有平行关系 科学研究方法之一 看不见 染色体 假说：基因在染色体上 推理 基因 看得见 类比 平行关系 类比推理 D d D d —— 类比推理 由两个或两类对象在某些属性上相同的现象，推断出它们在另外的属性上也相同的一种推理方法。 加拿大外交官朗宁曾在竞选省议员时，由于他幼儿时期吃过中国奶妈的奶水一事，受到政敌的攻击，说他身上一定有中国血统。朗宁反驳说：“你们是喝牛奶长大的，你们身上一定有牛的血统了。” 基因真的位于染色体上吗？ 注意: 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。 摩尔根（T.H.Morgan) 我更相信的是实验证据 1.实验材料: 二、基因位于染色体上的实验依据 ①个体小，易饲养，繁殖快。 ②后代数量多，便于统计。 ③具有多对易于区分且稳定遗传的相对性状。 ④染色体数目少（4对），便于观察。 果蝇 （1）果蝇作为遗传研究材料的优点： 材料选对了就等于实验成功了一半” 雌性 雄性 性染色体 常染色体 （2）果蝇的染色体组成 常染色体 性染色体 雌雄个体细胞中相同，不决定性别的染色体 雌雄个体细胞中不相同，决定性别的染色体 ３对：ⅡⅡ，ⅢⅢ，ⅣⅣ ♀同型：XX；♂异型：XY 所有的生物都有性染色体吗？ 如：雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分。 F2 3/4 P F1 × 雌雄交配 果蝇的红眼和白眼是受一对等位基因控制的 红眼（雌、雄） 红眼（雌） 白眼（雄） 白眼是隐性性状 红眼（雌、雄） 白眼（雄） 3：1的性状分离比符合分离定律 1/4 白眼果蝇都是雄的 2.摩尔根的果蝇杂交实验 (1) 观察实验、提出问题 眼色的性状显隐性？ 是否遵循分离定律？ 为什么白眼个体总是与性别相关联？ 雌果蝇： 红眼（ＸＷＸＷ） 红眼（ＸＷＸw） 白眼（ＸwＸw） 雄果蝇： 红眼（ＸＷＹ） 白眼（ＸwＹ） 控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因。 (2) 经过推理、提出假说 基因在染色体上，那么,控制白眼的基因是在常染色体上还是在性染色体上呢？ P × XW Xw Y XWXW红眼(雌) XwY白眼(雄) 配子 XWXw红眼(雌) XWY红眼(雄) F1 配子 XW Y XW Xw XWXW红眼(雌) XWXw红眼(雌) XWY红眼(雄) XwY白眼(雄) 果蝇杂交实验分析图解 F2 根据假说对实验现象进行解释（分析图解） (3) 根据假说，演绎推理: 测交 × XWXw红眼（雌） XwY白眼（雄） XW Xw Y Xw 配子 XWXw XW Y XwXw XwY 测交后代 红眼雌:红眼雄:白眼雌:白眼雄 1 : 1: 1 : 1 如何选择测交的两个亲本？F1XWXw红眼（雌）与（白眼雄果蝇）或XWY红眼（雄）与（白眼雌果蝇）测交。 F1XWXw红眼（雌）或XWY红眼（雄）与隐性纯合子（白眼雄果蝇）测交。 (4) 实验验证，得出结论 摩尔根等人亲自做了该实验，实验结果如下： 红眼雌性 红眼雄性 白眼雌性 白眼雄性 126 132 120 115 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。 证明了控制果蝇眼色的基因在X染色体上。 与理论推测一致，完全符合假说，假说完全正确！ 从孟德尔理论的怀疑者成为孟德尔理论坚定的支持者。 摩尔根解释的验证： 实验结果雌果蝇均为红色，雄果蝇均为白色。与理论推测一致，证明了控制果蝇眼色的基因在X染色体上。 XWY 红眼雄果蝇 XwXw 白眼雌果蝇 × 测交亲本 XWXw 红眼雌 XwY 白眼雄 测交子代 1、运用上述果蝇杂交实验再设计一个实验，来验证他们的解释。 思考讨论 演绎推理： 测交 得出结论： 基因在染色体上 白眼性状的表现总是与性别相联系 提出问题： 假说 演 绎 法 回顾摩尔根的实验： 作出假说： 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 把一个特定的基因和一条特定的染色体——X染色体联系起来，证明了基因在染色体上。摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者。 2025/10/13 2、如果控制眼色的基因在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； 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。 思考讨论 3.基因与染色体的数量关系 一条染色体上应该有许多个基因 结论： 问题： 基因在染色体上是如何排列的呢？ 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。基因与染色体可能有怎样的对应关系呢？ 短硬毛 棒状眼 深红眼 朱红眼 截翅 红宝石眼 白眼 黄身 基因在染色体上呈线性排列； 一条染色体上应该有许多个基因 A a B B 1.基因的分离定律实质： (1)在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性。 (2)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。 三、孟德尔遗传规律的现代解释 A A a a A a B B 相同基因/等位基因位于同源染色体的同一位置 A a 精原细胞 初级精母细胞 A a A a 次级精母细胞 A A a a A a A a 精细胞 1.基因的分离定律实质： 等位基因随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中。 适用范围： 真核生物、有性生殖、细胞核遗传 一对等位基因决定一对相对性状 2．基因的自由组合定律实质 (1)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。 (2)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。 A a B b A b a B B A a b A a 精原细胞 B b 次级精母细胞 A A b b a a B B B a b A 精细胞 b A B a 初级精母细胞 A a b B a A B b A a 精原细胞 B b 次级精母细胞 A A B B a a b b b a B A 精细胞 B A b a 初级精母细胞 A a b B a A B b 同源染色体上的等位基因分离， 非同源染色体上的非等位基因自由组合 2．基因的自由组合定律实质 同源染色体上的非等位基因，能自由组合吗？ 不能。 自由组合定律的实质是减数第一次分裂时非同源染色体的自由组合。同源染色体上的非等位基因存在于同一个染色体中，所以无论如何都是捆在一起的，不能发生自由组合。 自由组合定律适用范围： 真核生物、有性生殖、细胞核遗传 两对或两对以上相对性状遗传， 且控制两对或两对以上相对性状的等位基因位于不同对的同源染色体上。 自由组合定律发生在配子形成过程中，而不是发生在雌雄配子随机结合中 30 细胞核遗传与细胞质遗传 细胞核遗传：细胞核中基因决定的性状的遗传。核基因在染色体上，核基因遗传遵循遗传规律。 质基因遗传特点：只能由母亲（雌性）传递给后代 细胞质遗传：细胞质基因（线粒体基因和叶绿体基因）决定的性状的遗传。质基因不在染色体上，质基因遗传不遵循遗传规律。 萨顿 基因在染色体上 证据 现象 假说 演绎推理 实验论证 结论 推理 摩尔根实验 孟德尔遗传规律的现代解释 应用 课堂小结 1.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 D 巩固练习 2.果绳的红眼为伴性显性遗传，其隐性性状为白眼，在下列杂交组合中，通过眼色即可直接判断子代果蝇性别的一组是（ ） A.杂合红眼雌果蝇×红眼雄果蝇 B.白眼雌果蝇×红眼雄果蝇 C.杂合红眼雌果蝇×白眼雄果蝇 D.白眼雌果蝇×白眼雄果蝇 B 3.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，如蜜蜂中的雄峰等。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？ 这些生物虽然体细胞中的染色体数目减少了一半，但它们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。 4.人的体细胞中有23对染色体，其中1-22号是常染色体，23号是性染色体。体现已经发现多一条13号、18号或21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（或几条）其他常染色体的婴儿。请你试着作出一些可能的解释。 可能是发生这类变异后的受精卵不能发育，或在胚胎旱期就死亡了。 $