2.2 基因在染色体上课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

第2节 第2章 基因和染色体的关系 人教版高中生物 必修2 基因在染色体上 学习目标 1.通过分析基因在染色体上的证明过程,理解结构决定功能的基本观点,进一步领悟“假说—演绎法”。(重点) 2.通过对萨顿的思路分析,领悟并尝试运用类比推理的科学研究方法。 3.通过实验,判断基因在染色体上的位置。(难点) 问题探究 基因和染色体究竟是什么关系呢? 萨顿的假说 一 基因位于染色体上的实验证据 二 目录 孟德尔遗传规律的现代解释 三 阅读课本P29-32内容,并完成下面填空(5min) 1.萨顿的假说 2.基因位于染色体上的实验证据 一 萨顿的假说 一 1、实验材料:蝗虫 萨顿研究蝗虫减数分裂及受精作用过程中染色体行为变化及亲子代染色体数量关系。 父方 (24条) 母方 (24条) 精子 (12条) 卵子 (12条) 受精卵 (24条) 新个体 (24条) 减数分裂 减数分裂 受精作用 分裂分化 一半来自父方 一半来自母方 2、理论基础 孟德尔假设的一对遗传因子,也就是等位基因,它们的分离与蝗虫减数分裂中同源染色体的分离非常相似。 一 萨顿的假说 一 基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的,即基因在染色体上。 3.假说内容 基因行为(遗传学) 染色体行为(细胞学) 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 成对存在 成对存在 单个 单个 一个来自父方一个来自母方 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 同源染色体分开, 非同源染色体自由组合 杂交过程保持完整性、独立性 在减数分裂和受精作用中保持相对稳定的形态结构 4.假说依据:基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。 一 基因位于染色体上的实验证据 二 请结合教材P30果蝇的相关信息,总结果蝇作为遗传学的优点。 主要科学家:摩尔根 实验材料:果蝇 触角足 卷翅 黑体 无翅 1 2 果蝇作为材料的优点 ①有许多易于区分的相对性状; ②培养周期短; ③成本低; ④易饲养; ⑤染色体数目少,便于观察。 1908年摩尔根安排一个研究生在暗室里饲养果蝇,希望能产生一种果蝇,他们的眼睛因不用而退化,这位学生让果蝇在暗无天日的世界里繁殖了68代,但研究毫无进展,大约在1910年5月,在暗室里诞生了一只白眼雄果蝇。 资料 1.突然出现的白眼性状是显性还是隐性? 2.对于红眼和白眼这一对相对性状的遗传 遵不遵循孟德尔的分离定律呢? 3.还有其他测交方案吗? 一 基因位于染色体上的实验证据 二 【合作探究】(5分钟小组讨论,完成下面内容) 一 基因位于染色体上的实验证据 二 F2 F1 P 1 1 1 1 : : : 白眼( ) 红眼( ) 红眼( ) 红眼( ) 红眼 红眼 红眼 白眼 分析实验现象: 1.眼色的显性性状是? 2.眼色遗传是否遵循分离定律? 红眼 是,F1自交后代的性状分离比为3∶1 提出问题: 白眼性状为什么与性别相关联? 探究过程 观察实验、提出问题 一 基因位于染色体上的实验证据 二 性染色体 X Y 非同源区段: ①基因只存在于X染色体( 区段)上 ②基因只存在Y( 区段)上 X、Y同源区段的基因是成对存在的。 同源区段: 基因的表示方法: X X - - 雌性: X Y - 雄性: 如果基因在常染色体上: 如果基因在性染色体上: DD、Dd、dd 先写性染色体后写基因。 XY - 雄性: X X - - 雌性: X Y - 雄性: - 、 一 基因位于染色体上的实验证据 二 探究过程 提出假说 解释问题 P: F1: F2: 红(雌、雄) 白 (雄) 3/4 1/4 红眼 (雌、雄) F1雌雄交配 (XWY) 红眼 (XwXw) 白眼 (XwY) 白眼 (XWXW)或(XWXw) 红眼 雄果蝇 雌果蝇 控制眼色的基因只在X染色体上 一 基因位于染色体上的实验证据 二 探究过程 P F1 F2 XWXW XwY XW Y Xw 配子 XWY XWXw Xw XW Y XW XWXW(雌) XWXw(雌) XWY(雄) XwY(雄) 3/4红眼(雌、雄) 1/4白眼(雄) 对杂交现象的解释 配子 ——遗传图解 控制眼色的基因只在X染色体上 提出假说 解释问题 一 基因位于染色体上的实验证据 二 探究过程 XWXw XwY XWX w XwY F1: P: 配子: 红眼(雌) 白眼(雄) XW Xw Xw Y XwXw XWY 红雌 白雌 红雄 白雄 XWY XwXw XWX w 红雌 XwY 白雄 F1: P: 配子: 红眼(雄) 白眼(雌) XW Xw Y 测交方案1 测交方案2 演绎推理 3.还有其他测交方案吗? 雌果蝇均为红眼,雄果蝇均为白眼。 假说二:控制眼色的基因只在X染色体上 一 基因位于染色体上的实验证据 二 探究过程 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。 得出结论: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。 测交方案1 测交方案2 实验验证 得出结论 一 基因位于染色体上的实验证据 二 探究过程 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 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 实验验证 测交结果 回顾摩尔根的果蝇杂交实验实验:假说-演绎法 从此,摩尔根成了 孟德尔 理论的坚定支持者。 跟踪训练 【典例1】摩尔根在果蝇杂交实验中发现了控制白眼的基因位于X染色体上。在果蝇野生型个体与白眼突变体杂交实验中,最早能够判断白眼基因位于X染色体上的最关键实验结果是( ) A.白眼突变体与野生型个体杂交,F1全部表现为野生型,雌、雄比例为1:1 B.F1雌雄个体之间相互交配后代出现性状分离红:白=3:1且白眼全部是雄性 C.F1雌性与白眼雄性杂交,后代出现白眼,且雌雄中比例均为1:1 D.白眼雌性与野生型雄性杂交,后代白眼全部为雄性,野生型全部为雌性 √ 一 基因位于染色体上的实验证据 二 进一步探究 (1)现象:每种生物的基因数量远多于染色体数目 X X 4对染色体,1.3万个基因 23对染色体,2.6万个基因 (2)推测:一条染色体上有许多个基因 (3)证明方法: 摩尔根和他的学生发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法,并绘制出第一个果蝇各种基因在染色体上相对位置图。 一 基因位于染色体上的实验证据 二 进一步探究 资料:果蝇的体细胞有4对染色体,携带的基因有1.3万多个。人的体细胞有23对染色体,携带的基因有2.6万多个。 结论1: 一条染色体上有许多个基因; 结论2: 基因在染色体上呈线性排列。 萨顿的假说 一 基因位于染色体上的实验证据 二 目录 孟德尔遗传规律的现代解释 三 阅读课本P32内容,并完成下面填空(3min) 1.基因分离定律的实质 2.基因的自由组合定律的实质 一 孟德尔遗传规律的现代解释 三 1、基因的分离定律的实质 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。 D d D D d d D D d d D D d d 一 孟德尔遗传规律的现代解释 三 2、基因的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。 基因自由组合定律的实质 任务 (1)图中属于等位基因的有_。 (2)图中非等位基因有_ _。 A与a、B与b、C与c A(或a)和C(或c)、 B(或b)和C(或c)、A(或a)和B(或b) (3)上述非等位基因中,能自由组合的是_。 A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c) (4)不考虑同源染色体非姐妹染色单体间的互换,该生物能产生_种配子,分别是_。 ABC、ABc、abC、abc 4 如图是某生物细胞内染色体和基因的分布图,①和②、③和④是两对同源染色体,请回答下列问题: 小组讨论8min,完成下列问题 选用雄性生殖器官的原因 核心归纳 (1)同源染色体上等位基因的分离与非同源染色体上的非等位基因间的自由组合同时进行,都发生在减数分裂 后期。 (2)同源染色体上每对等位基因的遗传均遵循基因的分离定律。 (3)减数分裂时自由组合的是非同源染色体上的非等位基因(即两对等位基因必须位于两对同源染色体上),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的遗传不遵循基因的自由组合定律。 (4)真核生物的细胞核基因位于染色体上,细胞质基因位于叶绿体和线粒体的DNA上;真核生物细胞质中的基因与原核生物中的基因在遗传过程中均不遵循孟德尔的两个遗传规律。 关于基因自由组合定律的几点说明 跟踪训练 【典例2】下列关于孟德尔遗传规律的现代解释的叙述,正确的是( ) A.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 B.两对等位基因在遗传时必然遵循自由组合定律 C.非同源染色体上的非等位基因自由组合时,雌雄配子随机结合 D.真核细胞中所有基因的遗传都遵循孟德尔的遗传规律 √ 课堂小结 课堂小结 当堂达标 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.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 2.下图表示果蝇某一条染色体片段上的几个基因,下列相关说法错误的是( ) A.该片段主要由DNA和蛋白质构成 B.基因在染色体上呈线性排列 C.细胞核内的基因都在染色体上 D.该片段至少含一对等位基因(如朱红眼基因与深红眼基因) √ √ 当堂达标 3.下列关于基因和染色体关系的叙述,错误的是 ( ) A.萨顿运用类比推理的方法提出假说“基因在染色体上” B.摩尔根运用假说—演绎法,证明了基因位于染色体上 C.基因全部位于染色体上,且在染色体上呈线性排列 D.染色体与基因不是一一对应的关系,每条染色体上有若干个基因 √ 当堂达标 4.孟德尔发现了两大遗传规律,摩尔根证明了基因在染色体上。下列有关孟德尔和摩尔根两位遗传学家对于上述研究的叙述,错误的是( ) A.两位科学家在研究过程中均使用了假说—演绎法 B.两位科学家选择的实验材料都具有多对易于区分的相对性状 C.摩尔根在实验过程中成为了孟德尔的坚定支持者 D.孟德尔认为体细胞中的基因是成对存在的 √ 当堂达标 5.假说—演绎法是指在观察和分析基础上提出问题以后,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,再通过实验验证演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符,就证明假说是正确的,反之,则说明假说是错误的。下列有关两对相对性状的杂交实验的叙述,正确的是( ) A.控制两对相对性状的遗传因子是否发生自由组合属于提出问题 B.受精时,遗传因子的组合形式有16种,属于实验验证的内容 C.进行测交实验,实验结果表型之比为1:1:1:1属于演绎推理 D.摩尔根也采用假说一演绎法证明了所有基因都位于染色体上 √ 当堂达标 6.摩尔根在一群红眼果蝇中,发现了一只白眼雄果蝇,并让它与正常的红眼雌果蝇交配,结果F1全是红眼果蝇。让F1中的红眼雌、雄果蝇相互交配,F2中红眼果蝇与白眼果蝇的数量比为3:1,F2红眼果蝇中有雌雄个体,而白眼果蝇全是雄性。摩尔根据此推测控制眼色的基因位于性染色体上。现有纯种的红眼雌、雄果蝇和白眼的雌、雄果蝇,只做一次杂交实验,就可以确定果蝇的眼色基因与X、Y染色体的关系的是 ( ) A.纯种红眼雄果蝇 白眼雌果蝇 B.纯种红眼雌果蝇 白眼雄果蝇 C.F1红眼雌果蝇 白眼雄果蝇 D.F1的红眼雄果蝇 白眼雌果蝇 √ 当堂达标 7.关于性染色体的起源,假说之一是“性染色体是由常染色体分化来的”。如图表示常染色体形成性染色体的过程。下列现象中不支持“性染色体是由常染色体分化来的”这一观点的是( ) A.精原细胞减数分裂时 X 和 Y 染色体可以联会 B.部分生物的 X 染色体上存在重复基因 C.果蝇的 X 和 Y 染色体上都存在控制刚毛(截刚毛)的基因 D.控制雄果蝇红眼(白眼)的基因在体细胞中只有一个 √ $