2.2基因在染色体上 课件-2025-2026学年高一下学期必修2生物人教版(2019)

该高中生物学课件围绕“基因在染色体上”展开，涵盖萨顿假说、摩尔根实验证据及孟德尔遗传规律现代解释。通过“问题探讨”（人类基因组计划测24条染色体）和“知识回顾”（孟德尔定律替换同源染色体）导入，搭建前后知识衔接的学习支架。 其亮点在于融合类比推理与假说—演绎法，如萨顿通过基因与染色体平行关系提出假说，摩尔根用果蝇杂交实验（观察现象、提出假说、演绎验证）证实基因在染色体上，体现科学思维。设置合作探究（果蝇实验分析）和课堂练习（等位基因判断），培养探究实践能力。小结系统整合知识，助学生构建生命观念，教师可提升教学效率。

第二节 基因在染色体上 1 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？ 3.摩尔根的果蝇杂交实验给我们哪些启示？ 4.怎样从基因和染色体的层面解释孟德尔遗传规律？ 问题探讨 人有46条染色体，但是旨在揭示人类基因组遗传信息的人类基因组计划却只测定人的24条染色体的DNA序列。 为什么不测定全部46条染色体？ 位于同源染色体相同位置上的基因控制的是同一性状的不同类型 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。 你觉得这样替换有问题吗？ 由此你联想到什么？ 【知识回顾】 基因 基因 基因 同源染色体 同源染色体 同源染色体 一、萨顿的假说 1、内容：1903年，美国遗传学家沃尔特 · 萨顿在观察蝗虫精母细胞减数分裂的装片时，发现同源染色体的行为变化与一对遗传因子（ 等位基因 ）行为非常相似。 沃尔特 · 萨顿 减数分裂装片 萨顿发现： 蝗虫 体细胞 24条 染色体 24条 染色体 配子 12条 12条 24条 染色体 受精 受精卵 两两配对，共12对，每对都是一条来自父方，一条来自母方 一、萨顿的假说 萨顿由此推论： 基因是由染色体携带者从亲代传递给下一代的。也就是说， 基因就在染色体上。 6 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 一、萨顿的假说 萨顿：基因和染色体行为存在着明显的平行关系 看不见 染色体 萨顿假说内容：基因在染色体上 推理 基因 看得见 D d D d 平行关系 方法:类比推理法 一、萨顿的假说 思考•讨论：分析减数分裂中基因和染色体的关系 如果你也认为“基因在染色体上”，请在图中的染色体上标出基因符号，解释孟德尔杂交试验。 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 高 茎 分裂 减数 P 配子 F1 F1配子 高茎 矮茎 F2 d D d D D D D D d d 一、萨顿的假说 一、萨顿的假说 萨顿利用“类比推理”的方法得出的结论并不具有必然性！ 其正确与否,还需要 ！ 实验验证 二、基因位于染色体上的实验证据 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。 1、对萨顿的基因在染色体上的假说更持怀疑态度，认为这是主观的臆测，缺少实验证据。 2、他一直琢磨设计一个实验，看看生物的遗传与染色体到底有什么关系，基因又是怎么回事。 3、从1909年开始，他开始潜心研究果蝇的遗传行为。 摩尔根 二、基因位于染色体上的实验证据 合作探究：请同学们自主阅读教材P30-32，思考讨论以下问题： 1.摩尔根选用了什么作为实验材料？为什么？ 2.摩尔根的果蝇杂交实验“F2红眼和白眼之间的数量比是3:1，遵循分离定律。所不同的是白眼性状的表现，总是与性别相联系” 如何解释这一现象？ 3.细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？ 4.在基因研究中，下列成就分别是由哪些科学家来完成的？ 果蝇作为遗传研究材料的优点： 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，便于观察。 果蝇资料 遗传学研究常用的实验材料：果蝇是昆虫纲双翅目的一种小型蝇类，体长3－4mm，在制醋和有水果的地方可以看到。 二、基因位于染色体上的实验证据 触角足 卷翅 黑体 无翅 肉眼直接观察 ♀ ♂ 雌性体长约2.5mm，雄性稍短。可显微观察 二、基因位于染色体上的实验证据 14 野生型红眼果蝇 突变型白眼果蝇 二、基因位于染色体上的实验证据 15 二、基因位于染色体上的实验证据 红眼（雌） 白眼（雄） 红眼 （雌、雄） F1 雌雄交配 红眼（雌、雄） 白眼（雄） 3/4 1/4 P F1 F2 研究方法：(假说—演绎法) 1.摩尔根果蝇杂交实验 观察现象，提出问题 分析： ①果蝇的红眼与白眼这对相对性状中，______是显性性状，______是隐性性状。 ②F2中果蝇红眼与白眼的数量比为_______,这说明眼色的遗传遵循孟德尔_______定律。 ③白眼果蝇的遗传总是表现为与性别相联系吗？ 红眼 白眼 3：1 分离 是 提出问题：“为何F2白眼只有雄性？” 与性别决定有关 果蝇的染色体组成 3对常染色体 1对性染色体： ⅡⅡ，Ⅲ Ⅲ，Ⅳ Ⅳ 雌性同型：ＸＸ 雄性异型：ＸＹ 注：雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分。 二、基因位于染色体上的实验证据 性染色体 (1)非同源区段 ①基因只存在于X染色体上 ②基因只存在Y上 Ｘ、Ｙ同源区段的基因是成对存在的。 (2)在同源区段 基因的表示方法（D、d） 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 雌性：XDXD 雄性：XDY 雄性：XYD 雌性：XDXD 雄性：XDYD 二、基因位于染色体上的实验证据 18 二、基因位于染色体上的实验证据 假设一：控制果蝇眼色的基因在Y 染色体上 ，X染色体上没有对应的等位基因。 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Y X 控制果蝇眼睛颜色的基因在性染色体上吗？ 假设二：控制果蝇眼色的基因在Y 染色体上 ，X染色体上也有对应的等位基因。 假设三：控制果蝇眼色的基因在X 染色体上 ，Y染色体上没有对应的等位基因。 白眼基因（w） 解释问题，提出假说 解释（假设）： “摩尔根及其同事设想， 如果控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含它的等位基因，上述现象可以解释” X染色体上的白眼基因w书写为： Xw 红眼基因W书写为： XW 雌果蝇基因型有： XWXW（红眼） XWXw（红眼） XwXw（白眼） 雄果蝇基因型有： XWY（红眼） XwY（白眼） 常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上;如：Dd、dd 性染色体上的基因须将性染色体及其上的基因一同写出 注意基因的写法： 二、基因位于染色体上的实验证据 解释问题，提出假说 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 ) 合理的解释 假说的正确 ? 二、基因位于染色体上的实验证据 解释问题，提出假说 测交亲本 XwY 白眼雄果蝇 XWXw 红眼雌果蝇 × 测交子代 XWXw 红眼雌 XwXw 白眼雌 XWY 红眼雄 XwY 白眼雄 红：白 = 1:1 雌：雄 = 1:1 正交 XWY 红眼雄果蝇 XwXw 白眼雌果蝇 × XWXw 红眼雌 XwY 白眼雄 雌果蝇均为红色,雄果蝇均为白色 测交亲本 测交子代 反交 分析结果，得出结论 控制果蝇白眼的基因只位于X染色体上， 而Y染色体上不含有它的等位基因 只有正交不能体现性状与性别的关系。 二、基因位于染色体上的实验证据 演绎推理，验证假说 果蝇眼色的基因位于X-Y同源区段的遗传图解 根据遗传图解，控制果蝇眼色的基因位于X-Y同源区段也可以解释摩尔根的果蝇杂交实验。 结论： 知识拓展 排除果蝇眼色的基因位于X-Y同源区段的遗传图解 红眼雄果蝇和白眼雌果蝇进行实验 ①若仅位于X染色体上遗传图解如下： ②若基因位于X-Y同源区段遗传图解如下： 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) 杂交实验结果为：红眼雌果蝇和白眼雄果蝇。 支持“基因位于X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因”的假说。 知识拓展 [思考1]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。以上现象说明什么结论？ 一条染色体上应该有许多个基因 [思考2]一条染色体上应该有许多个基因，那基因在染色体上是如何排列的呢？ 每种生物的基因数量，都要远远多于其染色体的数目。 基因在染色体上呈线性排列 二、基因位于染色体上的实验证据 1、图中有几对同源染色体 2、A和b、A和D是等位基因吗？ 3、b和b属于等位基因吗？ 4 不是；等位基因位于同一对同源染色体的相同位置。 不是；等位基因是要控制相对性状的。b和b为相同基因。 4、图中有几对同源染色体；几对等位基因；非等位基因可分为几种类型。 2 3 2 ①同源染色体上的非等位基因 ②非同源染色体上的非等位基因 课堂练习 a A a A 杂合子体细胞 配子 配子 在杂合体的细胞中，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，独立的随配子遗传给后代。 1．基因分离定律的实质： 三、孟德尔遗传规律的现代解释 时间：减数分裂I的后期 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 位于同源染色体上同一位置，控制相对性状的基因。如,A和a 随同源染色体的分离而分离 （1）分离的对象： （2）分离的原因： （3）分离的时间： 减数分裂Ⅰ后期 三、孟德尔遗传规律的现代解释 A a B b A b a B B A a b 杂合子体细胞 配子 配子 2．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分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 三、孟德尔遗传规律的现代解释 d B B a A D 等位基因 等位基因 非同源 染色体 非等位基因 相 同 基 因 同源 染色体 同源 染色体 所有的非等位基因都能自由组合吗？ 【问题探讨】 思考：B与D、d能自由组合吗？ 不能，它们是同源染色体上的非等位基因，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 三、孟德尔遗传规律的现代解释 三、孟德尔遗传规律的现代解释 A a B b A B A B A B a b a b a b A B A B a b a b a A B b A B A B a b a b A A b b a a B B 或 随非同源染色体的自由组合而自由组合。 减数分裂Ⅰ后期 【知识链接】 （1）自由组合的对象： （2）自由组合的原因： （3）自由组合的时间： 非同源染色体上的非等位基因 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。 三、孟德尔遗传规律的现代解释 【知识拓展】 基因在染色体上 课堂小结 分离 明显平行 自由组合 检验 解释 类比推理 等位基因 同源染色体 非同源染色体 非等位基因 萨顿假说 基因在染色体 假说—演绎法 提出问题 作出假说 演绎推理 测交验证 得出结论 基因在染色体 果蝇眼色杂交实验 摩尔根 孟德尔遗传规律的实质 练习与应用 一、概念检测 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 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，使所有的非等位基因也自由组合 √ × B D 练习与应用 1．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 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。 二、拓展应用 B 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。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，或在胚胎早期就死亡了。 下课休息！ Lavf58.12.100 $