2.2.2基因在染色体上 课件-2025-2026学年高一生物下学期人教版必修2

该高中生物学课件聚焦“基因在染色体上”核心内容，通过“问题探讨”导入人类基因组计划测序染色体选择的疑问，衔接减数分裂与孟德尔遗传定律，搭建从现象到本质的学习支架，帮助学生理解基因与染色体的关系及线性排列特点。 其亮点在于以科学思维（类比推理、假说-演绎法）和科学探究为主线，如萨顿通过基因与染色体行为平行关系提出假说，摩尔根用果蝇实验验证基因在X染色体上。小结结构化梳理假说、实验、定律解释，助力学生构建生命观念，教师可直接用于教学，提升课堂效率。

第2节 基因在染色体上 第2章 基因和染色体的关系 高中生物人教版必修2《遗传与进化》 学习目标 【生命观念】理解基因与染色体的关系，形成"基因是遗传信息的载体，染色体是基因的载体"的生命观念；认识基因在染色体上呈线性排列的结构特点。 【科学思维】通过学习萨顿的类比推理和摩尔根的假说-演绎法，培养科学推理和逻辑思维能力；能够分析基因行为与染色体行为的平行关系。 【科学探究】能够分析摩尔根果蝇实验的设计思路和实验结果；能够绘制伴性遗传的遗传图解；能够设计简单实验验证基因与染色体的关系。 【社会责任】了解人类基因组计划的科学意义，认识基因定位对疾病诊断和治疗的重要性，形成科学看待遗传信息的态度。 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。 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 2.为什么不测定全部46条染色体？ 1.对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测哪些染色体? 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+1对性染色体 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。 萨顿 两两配对，共12对，每对都是一条来自父方，一条来自母方 基因和染色体的行为变化 比较 比较项目 基因 染色体 体细胞中的存在形式 配子中的存在形式 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，另一个来自母方 一条来自父方，另一条来自母方 非等位基因自由组合 非同源染色体自由组合 杂交过程中保持完整性和独立性 减数分裂和受精作用中保持完整性和独立性 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。 3.研究方法 看不见的基因和看得见的染色体类比。 类比推理 一、萨顿的假说 分析减数分裂中基因和染色体的关系 思考•讨论 请在图中染色体上标注基因符号，解释孟德尔杂交试验。 D D D D D D D D D D d d d d d d d d d d 萨顿的假说一定正确吗？ 科学研究中常用的方法之一 ，19世纪物理学家研究光的性质时，曾经将光与声进行类比 。声有直线传播 、反射和折射等现象，其原因在于它有波动性。后来发现光也有直线传播、 反射和折射等现象，因此推测光也可能有波动性。 萨顿的推理，也是类比推理。 他将看不见的基因与看得见的染色体的行为进行类比，根据其惊人的一致性，提出基因位于染色体上的假说。 应当注意的是，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。 科学方法：类比推理法 摩尔根 二、基因位于染色体上的实验证据 反对 孟德尔的遗传理论 萨顿假说 “主观臆测” “高级杂耍” 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！ 摩尔根的这种大胆质疑，科学务实的研究精神是值得我们努力学习的。 二、基因位于染色体上的实验证据 1.实验材料：果蝇 果蝇作为遗传学实验材料的优点： ②繁殖快，后代数量多； ③有许多易于区分的相对性状； ①个体小，易饲养，成本低； 二、基因位于染色体上的实验证据 1.实验材料：果蝇 果蝇作为遗传学实验材料的优点： ④染色体数目少（4对），便于观察。 （同型） 3对常染色体+XX 3对常染色体+XY （异型） 常染色体：与性别决定无关的染色体(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ) 性染色体：与性别决定有关的染色体，如X、Y染色体 （1）并非所有的生物都有性染色体 （2）并非所有的生物X染色体都比Y染 色体短 二、基因位于染色体上的实验证据 补充：基因在染色体上的位置不同，表示方法不同 （1）基因在常染色体上：如：DD、Dd、dd （2）基因在性染色体上：需将基因符号写在性染色体符号的右上角。 ➭基因只在 X 染色体上（Ⅲ） XAXA 、XAXa 、XaXa 、 XAY 、 XaY ➭基因只在 Y 染色体上（Ⅰ） XX 、XYA 、XYa ➭基因只在 X、Y 染色体同源区段上（Ⅱ） XAXA 、XAXa 、XaXa 、XAYA 、XaYa 、XAYa 、XaYA 二、基因位于染色体上的实验证据 2.研究过程：假说-演绎法 ①杂交实验——观察实验，发现问题 ③F2白眼果蝇只有_____，说明白眼 性状的表现与_____相联系。 ②F2的比例关系说明果蝇眼色的遗传 符合_________, 红眼和白眼受_____等位基因控制。 ①F1的结果说明_____是显性性状。 红眼 分离定律 一对 雄性 性别 二、基因位于染色体上的实验证据 2.研究过程：假说-演绎法 ①杂交实验——观察实验，发现问题 【思考1】该实验不同于孟德尔实验的现象是？ F2中白眼都为雄性个体。白眼性状的表现，总与性别相联系。 【思考2】白眼性状的出现为什么总是与性别 相联系？ 【思考3】控制果蝇眼睛颜色的基因在性染色 体上吗？ 二、基因位于染色体上的实验证据 2.研究过程：假说-演绎法 ②对现象的解释——提出假说，解释问题 【假设Ⅰ】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。 【假设Ⅱ】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Ⅲ】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。 二、基因位于染色体上的实验证据 2.研究过程：假说-演绎法 ②对现象的解释——提出假说，解释问题 【假设Ⅰ】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。 XX红眼（雌） XYw白眼（雄） × P F1 配子 X Yw X XwY白眼（ 雄 ） XX红眼（ 雌 ） 不能解释摩尔根的果蝇杂交实验结果。 二、基因位于染色体上的实验证据 2.研究过程：假说-演绎法 ②对现象的解释——提出假说，解释问题 【假设Ⅱ】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。 XWXW红眼♀ × XwYw白眼♂ P 配子 XW Yw Xw F1 XWYw红眼♂ XWXw红眼♀ 配子 XW Yw XW Xw XWXW红眼♀ XWXw红眼♀ XWYw红眼♂ XwYw白眼♂ 可以解释摩尔根的果蝇杂交实验结果。 F2 二、基因位于染色体上的实验证据 2.研究过程：假说-演绎法 ②对现象的解释——提出假说，解释问题 【假设Ⅲ】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。 XWXW红眼♀ × XwY白眼♂ P 配子 XW Y Xw F1 XWY红眼♂ XWXw红眼♀ 配子 XW Yw XW Xw XWXW红眼♀ XWXw红眼♀ XWYw红眼♂ XwY白眼♂ 可以解释摩尔根的果蝇杂交实验结果。 F2 二、基因位于染色体上的实验证据 【思考4】如何验证摩尔根的假说呢？ 假说Ⅱ和假说Ⅲ均能解释实验现象 2.研究过程：假说-演绎法 ②对现象的解释——提出假说，解释问题 设计测交实验，F1与隐性纯合子杂交。 F1中的红眼雌与白眼雄测交 F1中的红眼雄与白眼雌测交 XWXw红眼♀ XwYw白眼♂ × 假说Ⅱ 假说Ⅲ XWXw红眼♀ XwY白眼♂ × XWYw红眼♂ XwXw白眼♀ × XWY红眼♂ XwXw白眼♀ × 请尝试进行演绎推理 二、基因位于染色体上的实验证据 2.研究过程：假说-演绎法 ③对解释的验证——演绎推理，实验验证 只位于X染色体上 假说Ⅱ 假说Ⅲ 位于X、Y染色体同源区段 XWXw红眼♀ XwYw白眼♂ × XWXw红眼♀ XwY白眼♂ × XW Yw Xw Xw XWXw 红眼♀ XWYw 红眼♂ XwXw 白眼♀ XwYw 白眼♂ XW Y Xw Xw XWXw 红眼♀ XWYw 红眼♂ XwXw 白眼♀ XwY 白眼♂ 1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1 1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1 P F1 配子 P F1 配子 红雌：白雌：红雄：白雄 = 124：115：122：120 实验结果 均符合 二、基因位于染色体上的实验证据 2.研究过程：假说-演绎法 ③对解释的验证——演绎推理，实验验证 只位于X染色体上 假说Ⅱ 假说Ⅲ 位于X、Y染色体同源区段 P F1 配子 × XW Yw Xw XWYw红眼♂ XwXw白眼♀ XWXw红眼♀ XwYw白眼♂ 1 ∶ 1 P F1 配子 × XW Y Xw XWYw红眼♂ XwXw白眼♀ XWXw红眼♀ XwY白眼♂ 1 ∶ 1 实验结果 红雌 ：白雄 = 124：120 均符合 红雌 ：白雄 = 124：120 XWYw红眼♂ XwXw白眼♀ 二、基因位于染色体上的实验证据 2.研究过程：假说-演绎法 ③对解释的验证——演绎推理，实验验证 用野生型红眼雄与白眼雌XwXw测交 × XWYW红眼♂ XwXw白眼♀ 只位于X染色体上 假说Ⅱ 假说Ⅲ 位于X、Y染色体同源区段 P F1 配子 P F1 配子 × XWY红眼♂ XwXw白眼♀ 补充实验 XW YW Xw XWXw红眼♀ XwYW红眼♂ XW Y Xw XWXw红眼♀ XwY白眼♂ 子代全为红眼 子代雌性全为红眼，雄性全为白眼 实验结果 子代雌性全为红眼，雄性全为白眼 假说Ⅱ不符合，假说Ⅲ符合 二、基因位于染色体上的实验证据 2.研究过程：假说-演绎法 ④基因在染色体上——总结归纳，提出定律 控制白眼的基因及其等位基因，只位于X染色体上。即证明了“基因在染色体上”。 红眼(♀) 白眼(♀) 红眼(♂) 白眼(♂) XWXW XWXw XwXw XWY XwY 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。从孟德尔理论的怀疑者成为孟德尔理论坚定的支持者。 二、基因位于染色体上的实验证据 3.基因与染色体的关系 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？ 摩尔根和他的学生们经过十多年的努力，发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法(三点测交法)，并绘出了第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置图。一条染色体上应该有许多个基因；同时说明基因在染色体上呈线性排列。 ➯一条染色体上有许多个基因； ➯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 3.基因与染色体的关系 【思考5】细胞中的基因都位于染色体上吗？ 并非所有的基因都位于染色体上： ①真核生物的核基因都位于染色体上，而质基因位于线粒体等细胞器内； ②原核生物的基因有的位于拟核区DNA分子上，有的位于细胞质的质粒上。 三、孟德尔遗传定律的现代解释 补充：概念辨析 1.等位基因： 2.非等位基因： 在一对同源染色体的相同位置上，控制着相对性状的基因。如Bb，Cc ①位于非同源染色体上的基因，如AD，符合自由组合定律。 ②位于同源染色体上的非等位基因， 如Ab，不符合自由组合定律。 B b C c D D A A A和A、a和a叫做相同基因 三、孟德尔遗传定律的现代解释 在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定独立性；在减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子传给后代。 1、分离定律的实质： 在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子彼此分离，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。 三、孟德尔遗传定律的现代解释 1、分离定律的实质： 三、孟德尔遗传定律的现代解释 控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。 2、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。 三、孟德尔遗传定律的现代解释 2、自由组合定律的实质： 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 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：基因和染色体的行为存在着明显的平行关系 结论：基因位于染色体上 实验验证：测交实验 实验现象:果蝇眼色遗传与性别相联系 实验假设：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 得出结论：基因在染色体上 课堂小结 $