2.2 基因在染色体上 -2025-2026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，从萨顿假说的基因与染色体平行关系切入，通过合作探究引导学生分析依据，再以摩尔根果蝇实验为载体，用假说演绎法展开验证，最终衔接孟德尔遗传规律的现代解释，构建完整知识脉络。 其亮点在于以科学思维和探究实践为核心，通过摩尔根实验的“提出问题-作出假说-演绎推理-实验验证”环节，结合果蝇杂交遗传图解、测交方案设计等实例，培养学生逻辑推理与实验探究能力。课堂小结系统梳理知识，随堂检测巩固重点，助力学生深化生命观念，教师可依托结构化探究活动提升教学效率。

第2章 基因和染色体的关系 第2节 基因在染色体上 01 02 03 借助假说演绎法再现摩尔根的实验，学会自主提出假说、设计实验并验证，提高科学探究能力。(科学思维) 从基因和染色体关系的角度，对孟德尔遗传规律作出现代解释。(生命观念) 认同科学研究需要敢于质疑、探索求真的科学精神。 (社会责任) 课标内容 1.课堂合作探究 2.课堂小结 3.随堂检测 内容索引 1、萨顿假说的内容是什么？ 2、推测“基因在染色体上”依据是什么 ？ 3、萨顿提出该推论采用了哪种方法？ 自主阅读教材P29-P30，思考讨论完成以下问题。 合作探究一 萨顿的假说的内容及依据 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。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。 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 1.萨顿假说的内容： 2.推测“基因在染色体上”依据是什么？请小组合作思考并阅读教材29页完成下面内容。 合作探究一 萨顿的假说的内容及依据 基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因位于染色体上。 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 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 基因行为 染色体行为 存在平行关系 D D d d D d D d D d D d D D D d D d d d 依据萨顿的理论，请在课本30页“思考讨论”图中的染色体上标出基因符号 问题：基因真的位于染色体上吗？ 美国生物学家摩尔根曾经明确表示过不相信孟德尔的遗传理论，讥笑孟德尔的研究方法，称“解释结果需要高级杂耍”。 对萨顿的基因位于染色体上的学说更持怀疑态度，认为这是主观的臆测，缺少实验证据。 证据！我要通过确凿的实验,找到遗传和染色体的关系！ 在摩尔根的实验室里，在一群世代都是红眼的果蝇家族中，突然出现了一只‘白眼’雄性个体。他将这只特殊的白眼雄蝇与正常的红眼雌蝇交配。结果发现，子一代全部是红眼。 合作探究二 摩尔根寻找“基因在染色体上”的实验证据 少见的白眼雄果蝇 野生红眼基因果蝇 1、说出用果蝇做实验材料的优点。 2 、白眼性状是交配出现的吗？ 3、如何才能知道白眼是显性还是隐性？红眼和白眼这对相对性状的遗传 符合孟德尔遗传定律吗？ 4、实验中有什么现象是孟德尔遗传定律不能解释的？ 5、摩尔根等人是如何解释以及如何验证的？ 自主阅读教材P30-P31，思考讨论完成以下问题。 合作探究二 摩尔根寻找“基因在染色体上”的实验证据 (1)果蝇作为实验材料优点： 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 1. 摩尔根为什么选择果蝇作为实验材料？ 合作探究二 摩尔根寻找“基因在染色体上”的实验证据 雌雄果蝇的染色体组成 同一时期，一些生物学家已经在一些昆虫的细胞中发现了性染色体。 与性别决定有关 常染色体： 性染色体： ３对：ⅡⅡ，ⅢⅢ，Ⅳ Ⅳ 雌性同型：ＸＸ 雄性异型：ＸＹ 易错点：不要误认为所有真核生物均有性染色体 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。 合作探究二 摩尔根寻找“基因在染色体上”的实验证据 2 、白眼性状是交配出现的吗？ 不是。若是交配出现，不应在世代红眼中 只出现极少的数量。 3、如何才能知道白眼是显性还是隐性？红眼和白眼这对相对性状的遗传符合孟德尔遗传定律吗？ 红眼雌 × F1雌雄交配 白眼雄 红眼（雌、雄） 红：白 =3 : 1 P F1 F2 该实验不同于孟德尔实验的现象是？ ①F1全为红眼 → ②F2中红眼∶白眼＝3：1 → 红眼对白眼为显性性状 符合分离定律 ③F2中白眼都为雄性个体。 白眼性状的表现，总与性别相联系。 白眼是隐性。红眼和白眼这对相对性状的遗传符合孟德尔遗传定律. 合作探究二 摩尔根寻找“基因在染色体上”的实验证据 红：白 =3 : 1 “材料选对了就等于实验成功了一半” 1.观察现象，提出问题： 问题：白眼性状的出现为什么总是与性别相联系？ 合作探究二 摩尔根寻找“基因在染色体上”的实验证据 摩尔根的假说演绎思想 红：白 =3 : 1 如果按照萨顿的假说---“基因位于染色体上”，那么，控制白眼的基因应该位于什么染色体上呢？ A.位于常染色体Ⅱ、Ⅲ或Ⅳ上? D.位于X和Y染色体的同源区段上(Ⅰ)? C.只位于X染色体上(Ⅱ2)? B.只位于Y染色体上(Ⅱ1)? × “材料选对了就等于实验成功了一半” X Y Ⅰ Ⅱ Ⅲ (1)非同源区段 ①基因只存在于X染色体Ⅰ区段 ②基因只存在YⅢ区段 Ｘ、Ｙ同源区段的基因是成对存在的。 (2)同源区段Ⅱ X X - - 雌性： X Y - 雄性： XY - 雄性： X X - - 雌性： X Y - 雄性： - 如果基因在常染色体上，基因的表示方法？ DD、Dd、dd 如果基因在性染色体上，基因的表示方法？ 提示：性染色体上的基因型的写法:先写上性染色体,性染色体要大写，然后在右上角写上它所带的基因，表现型一定要写出雌雄（♀♂） 性别。 15 若控制果蝇红白眼的基因是W、w，根据提示，试写出果蝇的基因型。 假说： 控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含它的等位基因。 合作探究二 摩尔根寻找“基因在染色体上”的实验证据 XWXW XWXw XwXw XwY XWY 红眼雌性 白眼雌性 红眼雄性 白眼雄性 “材料选对了就等于实验成功了一半” 白眼（雄） P F1 F2 1/4 × 红眼（雌） 白眼 （雄） 3/4 红眼 （雌、雄） 红眼 （雌） XWXW XwY 配子 XW Xw Y XWY XWXw 红眼 （雄） × XW Xw XW Y XWXW XwY XWY XWXw 配子 上述遗传现象可以得到合理的解释。 合作探究二 摩尔根寻找“基因在染色体上”的实验证据 根据假说，试着用遗传图解来解释果蝇杂交实验。 “材料选对了就等于实验成功了一半” 1 ： 1 ： 1 ： 1 XWXw 红眼（雌） XwY 白眼（雄） × 【测交方案①】 F1红眼雌×白眼雄 【测交方案②】F1红眼雄×白眼雌 配子 F1 测交后代 XW Xw Y Xw XWY 红眼雄 XWXw 红眼雌 XwY 白眼雄 XwXw 白眼雌 1 ： 1 配子 XWY 红眼（雄） XwXw 白眼（雌） × F1 测交后代 XW Y Xw XWXw 红眼雌 XwY 白眼雄 演绎推理(纸上谈兵,设计测交方案) 分别与 白眼雄果蝇XwY、白眼雌果蝇XwXw交配 合作探究二 摩尔根寻找“基因在染色体上”的实验证据 红眼雌蝇 红眼雄蝇 白眼雌蝇 白眼雄蝇 126 132 120 115 实验结果： 子代中 雌蝇均为红眼，雄蝇均为白眼。 【测交方案① 】F1红眼雌×白眼雄 【测交方案②】F1红眼雄×白眼雌 摩尔根 可是，位于X和Y染色体的同源区段上(Ⅰ)上时，似乎也能解释实验现象。 XWXW红眼（雌） × XwYw白眼（雄） XW Yw Xw XWYw红眼（雄） XWXw红眼（雌） × P F2 F1 配子 配子 XW Xw XW Y XWXW红眼(雌） XWXw红眼(雌) XWYw红眼(雄) XwYw白眼(雄) 2.位于X和Y染色体的同源区段上(Ⅰ)。 XWXW红眼（雌） × XwYw白眼（雄） XW Yw Xw XWYw红眼（雄） XWXw红眼（雌） × P F2 F1 配子 配子 XW Xw XW Y XWXW红眼(雌） XWXw红眼(雌) XWYw红眼(雄) XwYw白眼(雄) 1.只位于X染色体上(Ⅱ2)。 XWXW红眼（雌） × XwY白眼（雄） XW Y Xw XWY红眼（雄） XWXw红眼（雌） × P F2 F1 配子 配子 XW Xw XW Y XWXW红眼(雌） XWXw红眼(雌) XWY红眼(雄) XwY白眼(雄) 如何区分1和2？ ③对解释的验证——设计实验，验证假说 XWXw红眼（雌） × XwY白眼（雄） XW Y Xw P F1 配子 XWXw 红眼(雌） XwXw 白眼(雌) XWY 红眼(雄) XwY 白眼(雄 ) Xw 2.位于X和Y染色体的同源区段上(Ⅰ)。 1.只位于X染色体上(Ⅱ2)。 测交(演绎推理) 测交(演绎推理) 1 : 1 : 1 : 1 XWXw红眼（雌） × XwYw白眼（雄） XW Yw Xw P F1 配子 XWXw 红眼(雌） XwXw 白眼(雌) XWYw 红眼(雄) XwYw 白眼(雄) Xw 1 : 1 : 1 : 1 如何区分1和2？ ③对解释的验证——设计实验，验证假说 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 杂交实验结果为：红眼雌果蝇和白眼雄果蝇。 支持1假说,否定了2假说。 追加实验→ XwXw × XWY ↓ XWXw XwY 白眼(雌) 红眼(雄) 红眼(雌) 白眼(雄) XwXw × XWYW ↓ 白眼(雌) 红眼(雄) XWXw XwYW 红眼(雌) 红眼(雄) 2.位于X和Y染色体的同源区段上(Ⅰ) 1.只位于X染色体上(Ⅱ2) P F1 P F1 白眼(雌)与红眼(雄)杂交 假说正确，即控制果蝇白眼的基因只位于X染色体上，而Y染色体不含其等位基因。基因在染色体上。 通过实验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，从而用实验证明了基因在染色体上。从此，摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者。 得出结论 摩尔根 摩尔根的成功： 实验检验： 根据假说预期测交实验结果 得出结论： 实验结果与预期结果一致，假说成立—基因在染色体上 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？ 提出问题： 作出假说： 假 说 演 绎 法 从此，摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者。 回顾摩尔根的实验： 演绎推理： 进行测交实验 摩尔根 孟德尔 萨顿 摩尔根 实验证据：遗传因子（基因）遗传规律 观察到减数分裂 染色体的行为规律 假说：基因在染色体上 实验证据：将基因定位在染色体上 假说-演绎法 类比推理 假说-演绎法 至此，摩尔根不仅找到了控制白眼的基因，更里程碑式地证明了：基因就像一串串密码，实实在在地排列在染色体这条‘载体’上。 这为后来绘制完整的遗传地图奠定了基石。” 结论：基因在染色体上呈线性排列。 摩尔根和他的学生们，设计测量出：第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置图。 人只有23对染色体，却有约2.6万个基因。 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； 思考：细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？ 合作探究三 基因与染色体的关系 合作探究四 孟德尔遗传规律的现代解释 1.回忆等位基因的概念，指出下图中相同基因、等位基因和非等位基因 孟德尔所说的一对遗传因子就是位于一对同源染色体上的等位基因； 不同对的遗传因子就是位于非同源染色体上的非等位基因。 （1）等位基因：位于同源染色体上同一位置，控制相对性状的基因。 如图中的A和a、B和b分别互为等位基因。 （2）非等位基因： ② 同源染色体上的非等位基因：如A和D ① 非同源染色体上的非等位基因：如B和D 现在我们已经知道，基因在染色体上了，在这个基础上，我们看看怎么来理解基因的分离定律和自由组合定律 28 2、分离定律的实质： 减数分裂Ⅱ后期 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；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。 等位基因分离的时间： 相同基因分离的时间： 减数分裂Ⅰ后期 合作探究四 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 A a B b 间期 a a A A b b B B 减Ⅰ B B a a A A b b 减Ⅱ 减Ⅱ A b a B B a A b 自由组合的时间： 3、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。 减数分裂Ⅰ后期 合作探究四 孟德尔遗传规律的现代解释 (1) 真核生物细胞核中的基因遵循孟德尔的遗传规律，但细胞质基因（线粒体、叶绿体中的基因）不遵循孟德尔的遗传规律。（细胞质基因是母系遗传） (2) 原核生物中基因的遗传都不遵循孟德尔遗传规律。(原核生物无染色体) (3) 非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律， 而同源染色体上的非等位基因不遵循自由组合定律。 【归纳提升】 “基因的遗传”不一定遵循“孟德尔遗传定律” A a B b A a C c 基因在染色体上 萨顿假说 摩尔根实验 孟德尔遗传规律的现代解释 基因和染色体的行为存在着明显的平行关系 基因位于染色体上 减数分裂过程中，等位基因随同源染色体的分开而分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合 依据 结论 实验验证 实验现象 实验假设 果蝇眼色遗传与性别相联系 控制白眼的基因位于X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因 测交实验 课堂小结 C 随堂检测 1.遗传的染色体学说提出的依据是基因和染色体的行为存在明显的“平行”关系。下列不属于所依据的“平行”关系的是（ ） A.基因和染色体，在体细胞中都成对存在，在配子中都只有成对中的一个 B.在形成配子时，某些非等位基因之间、非同源染色体之间都能自由组合 C.作为遗传物质的DNA，都分布在染色体上 D.在配子形成和受精过程中，基因和染色体都有一定的独立性和完整性 2.果蝇的红眼(R)对白眼(r)为显性，控制眼色的基因位于X染色体上。现用一对果蝇杂交，一方为红眼，另一方为白眼，杂交后F1中雄果蝇与亲本雌果蝇眼色相同，雌果蝇与亲本雄果蝇眼色相同，那么亲代果蝇的基因型为 ( ) A．XRXR × XrY B．XrXr × XRY C．XRXr × XrY D．XRXr × XRY B C 3.摩尔根用偶然发现的白眼雄果蝇与野生红眼雌果蝇杂交，F1全为红眼，F1雌雄果蝇杂交，F2中雌果蝇全为红眼，雄果蝇中一半为红眼，一半为白眼。摩尔根的解释为什么只有雄蝇出现白眼，假设了白眼基因位于X染色体上。后来摩尔根又做了四个实验，能最关键证明摩尔根假设的是（ ） A.让F1雌果蝇与亲代白眼果蝇回交 B.让F2雌果蝇与亲代白眼果蝇杂交 C.让F1雄果蝇与白眼雌果蝇杂交 D.让F1雌果蝇与亲代白眼果蝇回交所得F2中白眼雌雄果蝇杂交 4.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。 $