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

该高中生物学课件聚焦“基因在染色体上”核心内容，以“基因在哪里？”设问导入，通过萨顿假说（类比推理法）、摩尔根果蝇杂交实验（假说-演绎法）构建知识脉络，形成从假说到实验验证再到孟德尔遗传规律现代解释的学习支架。 其亮点在于以科学思维培养为核心，通过摩尔根实验完整呈现假说-演绎流程（提出问题、作出假说、演绎推理、实验验证），结合遗传图解分析、问题讨论等促进探究实践。资料含实验细节、习题及方法对比，助学生理解科学研究方法，教师可高效教学，提升学生知识应用与科学探究能力。

基因在哪里？ 第二章 基因和染色体的关系 2.2 基因在染色体上 本节聚焦 1、科学家发现基因与染色体有哪些平行关系？ 2、摩尔根如何证明基因位于染色体上？摩尔根的果蝇杂交实验给我们哪些启示？ 3、怎样从基因和染色体的层面解释孟德尔遗传规律 一.萨顿的假说P29 1903年，美国遗传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。 他发现孟德尔假设的一对遗传因子，也就是等位基因，它们的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。 萨顿 1.萨顿假说内容： 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； 2.萨顿假说的依据： 基因和染色体的行为存在明显的平行关系； 一.萨顿的假说 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 比较项目 基因的行为 染色体的行为 传递中的特点 存在形式 体细胞中 配子中 体细胞中的 来源 形成配子时的分配特点 在杂交过程保持完整性和独立性 在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构 成对 成对 只有成对的基因中的一个 只有成对的染色体中的一条 成对的基因一个来自父方，一个来自母方 同源染色体一条来自父 方，一条来自母方 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 基因与染色体的平行关系 一.萨顿的假说 项目 基因 染色体 独立性 基因在杂交过程中保持_____性和_____性 染色体在配子形成和受精过程中，具有________的形态结构 存在 方式 在体细胞中基因_____存在，在配子中只有_____________ ________ 在体细胞中染色体_____存在，在配子中只有_____________________ 来源 体细胞中成对的基因一个来自_____，一个来自_____ 体细胞中成对的染色体(即______染色体)一条来自_____，一条来自_____ 分配 ____________在形成配子时自由组合 ______________在减数分裂Ⅰ的后期自由组合 完整 独立 相对稳定 成对 成对的基因中 的一个 成对 成对的染色体中的一条 父方 母方 同源 非等位基因 非同源染色体 父方 母方 萨顿的假说 成对同源染色体一条来自父方 一条来自母方 体细胞中的 存在形式 染色体 成对存在 只有成对染色体中的一条 配子中的 存在形式 体细胞中 的来源 P 配子 F1 ♂ ♀ × 配子形成和受精过程中有相对稳定的结构 传递的性质 P 配子 F1 DD ♂ dd ♀ × d D Dd 基因 成对存在 只有成对基因中的一个 成对的基因，一个来自父方一个来自母方 杂交过程中基因保持完整性和独立性 等位基因行为 同源染色体行为 存在平行关系 一、萨顿假说 稿定PPT 稿定PPT，海量素材持续更新，上千款模板选择总有一款适合你 02 基因成对 存在 只有成对的基因中的一个 成对的同源染色体一条来自父方，一条来自母方。 成对的基因一个来自父方，一个来自母方。 基因行为 染色体行为 体细胞 染色体成对 存在 只有成对染色体中的一条 配子 来源 P 配子 F1 P 配子 F1 ♂ ♀ D d Dd DD ♂ dd ♀ × × 配子形成和受精过程中有相对稳定的结构。 杂交过程中基因保持完整性和独立性。 传递性质 一.萨顿的假说 针对的是染色体上的基因 8 高 茎 高 茎 矮 茎 高 茎 D d D D d d D d d d × 减数 分裂 受 精 减数 分裂 减数 分裂 P 配子 F1 F1配子 高茎 矮茎 F2 d D d D D D D D d d 1DD 2Dd 1dd ⊗ 高茎 Dd DD×dd P30”思考·讨论“ 按照萨顿假说，在图中的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（图中染色体上的黑色横线代表基因的位置） 萨顿经推理得出的结论——”基因在染色体上”究竟是否无懈可击？ 加拿大外交官朗宁曾在竞选省议员时，由于他幼儿时期喝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的血统。朗宁反驳说：“你们是喝牛奶长大的，那么------”推理得出的结论并不具有逻辑的必然性! 9 （2）方法： 。（根据两个或两类对象有部分属性相同，从而推出它们的其他属性也相同的推理） 一.萨顿的假说 （3）注意：并非所有基因都位于染色体上！ 在真核生物中，细胞核基因位于染色体，但细胞质基因位于 上; 在原核生物中，细胞内无染色体，其基因位于 上； 病毒中有基因，但无染色体。 线粒体和叶绿体DNA 拟核 （1）内容： 。 基因在染色体上 类比推理法 那么通过类比推理得出的结论一定是正确的吗？比如说萨顿通过类比推理得出基因在染色体上的结论完全正确吗 10 孟德尔的遗传理论 萨顿假说 摩尔根 T.H.Morgan (1866-1945) 二.基因位于染色体上的实验证据 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！ 我要用什么作为实验材料呢？ 2. 实验材料：果蝇 1. 主要科学家：摩尔根 优点： ①易饲养，繁殖快； ②后代多； ③相对性状多且明显； ④染色体数目少，便于观察 果蝇体细胞染色体图解 XY型性别决定方式： （同型）雌性：3对常染色体（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）+XX （异型）雄性：3对常染色体（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）+XY 二 基因在染色体上的实验证据--摩尔根的果蝇杂交实验P30-31 注：雌雄同株的个体无常染色体、性染色体之分。 果蝇，个体较大，腹部条纹5（腹片6片），腹部末端尖，颜色浅。有产卵管。腹部末端色浅，腹部背面呈5条黑色条纹。雄果蝇，个体较小，腹部条纹3（腹片4片），腹部末端圆钝，颜色深。有交尾器。腹部末端黑色，腹背3条条纹，最后一条极宽，并延伸到腹面，呈一明显黑斑。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，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。 为什么不测定全部46条染色体? 因为基因位于染色体上，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。 22对常染色体的形态、大小相同，结构相似，上面分布的基因是相同的或者是等位基因，所以只对其中1条进行测序就可以了;而性染色体X和Y的差别很大，基因也大为不同，所以两条性染色体都需要测序， 对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测哪些染色体? 问题•探讨P29 13 二、基因位于染色体上的实验证据——摩尔根（果蝇杂交实验） 2、摩尔根果蝇杂交实验示意图 P F1 F2 3/4红眼 （雌、雄） 1/4白眼 （只有雄） 红眼 （雌、雄交配） × 红眼 白眼 ①观察现象，提出问题 1、眼色的显性性状什么？ 红眼 2、眼色遗传是否遵循分离定律？ 是。F1自交，后代出现性状分离，且性状分离比为3∶1。 白眼果蝇都是雄的。说明什么？ 说明白眼个体总是与性别相关联 二、基因位于染色体上的实验证据 2、摩尔根果蝇杂交实验示意图 ②提出假说 雌果蝇： 红眼（ＸＷＸＷ 、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。 二、基因位于染色体上的实验证据 F2 ╳ P 配子 F1 控制白眼的基因在于X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因。 ╳ XWXW红眼（♀） XwY白眼（♂） XW Xw Y XWXw红眼（♀） XWY红眼（♂） 配子 XW Y XW Xw 根据假说对实验现象进行解释（分析图解） ②提出假说，解释现象 XWXW红眼（♀） XWXw红眼（♀） XWY红眼（♂） XwY白眼（♂） 二、基因位于染色体上的实验证据 ②提出假说，解释现象 一种假说仅能解释已有的实验结果是不够的。还应该根据假说进行演绎推理，预测新的实验结果，再通过真实的实验来进行验证。如果实验结果与预期相符，则支持假说。 该假说能解释已有的实验结果（现象），但是否能说明其正确？ 二、基因位于染色体上的实验证据 F1红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配 测交实验（杂种子一代F1与隐性纯合子交配） ③演绎推理，验证假说 XWXw红眼（♀） P 配子 F1 XwY白眼（♂） ╳ Xw Xw Xw Y XWXw 红眼（♀） XwXw 白眼（♀） XWY 红眼（♂） XwY 白眼（♂） （1+1） ：（1+1）=1:1 二、基因位于染色体上的实验证据 摩尔根等人亲自做真实的测交实验，结果如下： 测交实验：（实验验证—真实实验） ③演绎推理，验证假说 与理论推测一致，完全符合假说，假说完全正确！ 红眼雌性 红眼雄性 白眼雌性 白眼雄性 126 132 120 115 ④得出结论 控制白眼的基因只在X染色体上。 即基因在染色体上 基因位于染色体上的实验证据——摩尔根（果蝇杂交实验） 小结： 测交实验 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？ 假说 演 绎 法 从此，摩尔根成了 理论的坚定支持者 孟德尔 提出问题: 作出假说: 演绎验证: 得出结论: 对点训练 摩尔根研究果蝇的眼色遗传实验过程如图 所示。下列相关叙述中错误的是 A.果蝇的眼色遗传遵循基因的分离定律 B.摩尔根发现的问题是F2中的白眼果蝇为什么都是雄性 C.摩尔根提出的假说是白眼基因只位于X染色体上 D.F2中的红眼雌果蝇的基因型只有XWXW D 在基因研究中，下列成就分别是由哪些科学家来完成的？ ①提出“性状是由遗传因子决定的”观点。 ②把“遗传因子”改为“基因”，并提出“等位基因”概念。 ③提出“基因在染色体上”的假说。 ④用实验证明了“基因在染色体上”。 约翰逊 摩尔根 假说—演绎法 萨顿 孟德尔 假说—演绎法 类比推理法 结论：②基因在染色体上呈线性排列。 摩尔根和他的学生们：绘出第一幅果蝇各种基因在染色体上的排列图谱。 人只有23对染色体，却有约2.6万个基因。 ①一条染色体上应该有许多个基因。 果蝇只有4对染色体，携带的基因有1.3万多个； 短硬毛 棒状眼 深红眼 朱红眼 截翅 红宝石眼 白眼 黄身 ★基因与染色体的关系P31-32： 果蝇X染色体上一些基因的示意图 自由组合定律中的不同对的遗传因子指位于 。 分离定律中的一对遗传因子指 ； d B b a A D 同源 染色体 同源 染色体 等位基因： 同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因 1 2 3 4 三、孟德尔遗传规律的现代解释P32 非等位基因中，能自由组合的有哪些？ ，如A与a、B与b。 一对同源染色体上的一对等位基因 非同源染色体上的非等位基因 图中属于非等位基因的有 、 。 a和B/b/D/d； A(或a)和B(或b)、A(或a)和D(或d) A和B/b/D/d/ （A与A、B与B、D与D属于相同基因） 非等位基因：非同源染色体上（如A和B）或同源染色体不同位置的基因（如B和D、b和d），强调的不同位置上的基因！ B和d、D和b；B和D、b和d 非等位基因位于非同源染色体上或同源染色体的不同位置。 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。 24 2．根据基因与染色体的对应关系，非等位基因的概念可描述为(　　) A．染色体不同位置上的不同基因 B．同源染色体上不同位置上的基因 C．非同源染色体上的不同基因 D．同源染色体相同位置上的基因 √ 问题式预习 任务型课堂 课后素养评价 第2节　基因在染色体上 ——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， 会随_____________的分开而 ，分别进入两个配子中，独立的随配子遗传给后代。 等位基因 同源染色体 分离 三、孟德尔遗传规律的现代解释 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 等位基因分离的时间： 减数分裂Ⅰ后期 基因分离定律的细胞基础是：同源染色体分离； 基因分离定律的细胞实质是：等位基因的分离； 26 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 _________________________彼此分离的同时，______________________________自由组合。 A a B b A B A B a b a b A B A B A A b b 或 自由组合的时间： 减数分裂Ⅰ后期 ——基因的自由组合定律的实质 三、孟德尔遗传规律的现代解释 同源染色体上的等位基因 非同源染色体上的非等位基因 自由组合的原因：随非同源染色体的自由组合而自由组合 27 孟德尔遗传规律的适用范围 基因的行为并不都遵循孟德尔遗传规律： (1)遵循基因自由组合定律的是非同源染色体上的非等位基因，同源染色体上的非等位基因的遗传不遵循。 (2)真核生物的细胞质基因位于叶绿体和线粒体的DNA上，细胞质中的基因不遵循孟德尔遗传规律； (3)原核生物中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。 减数分裂形成配子的过程中，基因随染色体的传递规律。 有性生殖； 真核生物； 核基因。 (即两对等位基因必须位于两对同源染色体上) 28 课堂小结 基因在染色体上 萨顿的假说 假说核心： 基因在染色体上 依据： 基因与染色体存在明显的平行关系 基因位于染色体 上的实验证据 摩尔根果蝇杂交实验 基因在染色体上呈线性排列 孟德尔遗传规律的现代解释 基因的分离定律的实质 基因的自由组合定律的实质 类比推理法 假说演绎法 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 √ × B D 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： 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： 子代雌果蝇和子代雄果蝇都是既有红眼，也有白眼 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。 3. 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。现在已经发现多一条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。 人的体细胞中染色体数目的变异，会严重影响生殖、发育等各种生命活动，未发现其他常染色体数目变异的婴儿，很可能是发生这类变异后的受精卵不能发育，或发育至胚胎早期就死亡了的缘故。 $