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

分离定律： Aa A a 自由组合定律： AaBb AB Ab aB ab 成对 成单 分离 自由组合 知识回顾：孟德尔遗传规律 同源染色体彼此分离： 非同源染色体自由组合： 成对 成单 分离 自由组合 知识回顾：减数分裂 2.2 基因在染色体上 第二章 基因与染色体之间的关系 课标要求 素养目标 1.概述性染色体上的基因传递和性别相关联。 2.能清晰地阐述性染色体上基因的遗传规律，并能解释其如何导致性状表现与性别相关联。 1.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。 2.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。 3.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。 4.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。 重点 难点 学习目标 4 01 萨顿的假说 02 基因位于染色体上的实验证据 03 孟德尔遗传规律的现代解释 CONTENTS 目 录 5 基于大量的生物学发现，美国遗传学家萨顿做出了基因位于染色体上的推论。生物学家摩尔根利用果蝇进行了长期的遗传学实验研究，最终证明了基因在染色体上。 情境一 萨顿之所以推论基因位于染色体上，是因为？ 基因和染色体的行为存在着明显的平行关系 萨顿的假说 一 分离定律—基因 减数分裂—染色体 基因和染色体的行为存在明显的平行关系 类比推理法 基因（看不见） 基因在染色体上 推理 染色体（看得见） 平行关系 D d Dd 1、内容： 基因在染色体上 2、方法： 3、依据： 萨顿的假说 一 7 阅读课本p29-30， 思考回答下列问题: 1.萨顿认为基因和染色体存在怎样的关系及其依据,完成下表： 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 萨顿的假说 一 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 基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，也就是说，基因在染色体上，因为基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。 萨顿的假说 一 体细胞: 配子: 基因成对存在 D 一个来自父方 一个来自母方 受精后 体细胞: 成单存在 遗传学 等位基因分离 一对基因 染色体成对存在 成单存在 一条来自父方 一条来自母方 细胞学 同源染色体分离 一对同源染色体 Dd d Dd 看不见的基因 基因在染色体上 推理 看得见的染色体 平行关系 萨顿的假说 一 yR Yr yr 看不见的基因 基因在染色体上 推理 看得见的染色体 平行关系 非等位基因自由组合 非同源染色体自由组合 YR YyRr 体细胞: 配子: 遗传学 两对基因 细胞学 两对同源染色体 萨顿的假说 一 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 高 茎 高 茎 矮 茎 高 茎 d d D d D d D D D D d d × 减数 分裂 受 精 减数 分裂 高 茎 减数 分裂 P 配子 F1 F1配子 D d 高茎 矮茎 F2 d D d D D d 思考·讨论 分析减数分裂中基因和染色体的关系 萨顿的假说 一 2.类比推理法 这是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。 上面介绍的萨顿的推理，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。 萨顿的假说 一 13 加拿大外交官朗宁曾在竞选省议员时，由于他幼儿时期吃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血统。朗宁反驳说：“你们是喝牛奶长大的，你们身上一定有牛的血统了。” 基因真的位于染色体上吗？ 注意: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。 1. 下列各项中，不能说明基因和染色体行为存在平行关系的是 A. 基因和染色体在生殖过程中的完整性和独立性 B. 体细胞中基因、染色体成对存在，配子中二者都是成单存在的 C. 体细胞中成对的基因、同源染色体都是一个来自母方，一个来自父方 D. 等位基因分离，非同源染色体自由组合 D 课堂小测 情境启思 摩尔根探案集：白眼果蝇失踪案 各位见习侦探，今天我们接手一桩经典悬案，需要重现当年摩尔根探长的推理之路。 背景： 第一幕：案发现场——不同寻常的”白眼“ 案件受理—奇怪的委托书： 委托人：摩尔根 委托时间：1910年 案件描述： 在摩尔根侦探的实验室里，发生了一件怪事。在一群世代都是红眼睛的果蝇家族中，突然出现了一只‘白眼’雄性个体。 侦探的思考： 这个“白眼”特征，是会像证据一样被传递下去，还是会就此消失？它的背后隐藏着怎样的遗传秘密？ ①有许多易于区分的相对性状；②培养周期短,子代数量多；③成本低；④易饲养；⑤染色体数目少，便于观察。 白眼果蝇 红眼果蝇 触角足 卷翅 黑体 无翅 1.果蝇作为动物遗传材料的优点： 基因位于染色体上的实验证据 二 图2-9 雌雄果蝇体细胞染色体示意图 性染色体: 雌雄个体细胞中不相同，决定性别的染色体 ３对：ⅡⅡ，ⅢⅢ，ⅣⅣ 性染色体有1对，雌性体细胞中含有两条同型的性染色体用XX表示，雄性体细胞中含有两条异型的性染色体用XY表示。 常染色体: 雌雄个体细胞中相同，不决定性别的染色体 1对：XX(雌性)，XY(雄性) 所有的生物都有性染色体吗？ 不是，雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分。 2.果蝇的染色体组成： 基因位于染色体上的实验证据 二 19 雌性： 雄性： 雌性： 雄性： 拓展：基因在染色体上的不同位置，个体基因型的表示方法 如果基因在常染色体上: DD、Dd、dd 如果基因在性染色体上: 需将基因符号写在性染色体符号右上角。 X Y Ⅰ Ⅱ Ⅲ ①基因只存在于X染色体（Ⅰ区段）上 Ｘ、Ｙ同源区段的基因是成对存在的。 (1)非同源区段：Ⅰ、Ⅲ ②基因只存在Y（Ⅲ区段）上 (2)同源区段：Ⅱ X X - - X Y - 雌性： 雄性： XY - X X - - X Y - - X X 基因位于染色体上的实验证据 二 × ♀ P ♂ F1 F2 自由交配 ♀♂ ♀ ♂ 红 （雌、雄）：白（雄） = 3 : 1 ♂ 红眼 白眼 红眼 与孟德尔一对相对性状的杂交实验相比，果蝇眼色的遗传有何特殊之处？ 果蝇的眼色遗传是否符合分离定律？ 判断果蝇眼色性状的显隐性关系？ 红眼对白眼为显 提出问题：为什么白眼性状的表现总是与性别相关联？ F2中，白眼果蝇均为雄性 F2中，红 : 白≈3:1，符合分离定律 3、摩尔根的实验 （1）观察现象，提出问题 基因位于染色体上的实验证据 二 假设：控制白眼的基因在性染色体上 假说3：控制白眼的基因（w）只位于X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因 XwY（白） XWXW （红） （2）提出假说，解释问题 假说2：控制白眼的基因（w）位于X和Y染色体的同源区段上 XwYw（白） XWXW （红） 假说1：控制白眼的基因（w）只位于Y染色体上，X染色体上无该基因的等位基因 XYw（白） XX （红） 3、摩尔根的实验 基因位于染色体上的实验证据 二 X Yw X F1： 配子： × P ： XYw 白眼♂ 红眼♀ XX XX 红眼♀ XYw 白眼♂ P × 白眼（雄） 红眼（雌） F1 红眼（雌、雄） F1雌、雄交配 F2 白眼（雄） 1/4 红眼（雌、雄） 3/4 （2）提出假说，解释问题 假说1：控制白眼的基因（w）只位于Y染色体上，X染色体上无该基因的等位基因 × 基因位于染色体上的实验证据 二 XW Yw Xw F1： 配子： × P ： XwYw 白眼♂ 红眼♀ XWXW XWXw 红眼♀ XWYw 红眼♂ P × 白眼（雄） 红眼（雌） F1 红眼（雌、雄） F1雌、雄交配 F2 白眼（雄） 1/4 红眼（雌、雄） 3/4 （2）提出假说，解释问题 假说2：控制白眼的基因（w）位于X和Y染色体的同源区段上 基因位于染色体上的实验证据 二 Xw Yw XW F2： 配子: × F1： XWYw 红眼♂ 红眼♀ XWXw XWXW 红眼♀ XWYw 红眼♂ XW P × 白眼（雄） 红眼（雌） F1 红眼（雌、雄） F1雌、雄交配 F2 白眼（雄） 1/4 红眼（雌、雄） 3/4 XWXw 红眼♀ XwYw 白眼♂ 3/4 1/4 （2）提出假说，解释问题 假说2：控制白眼的基因（w）位于X和Y染色体的同源区段上 √ 基因位于染色体上的实验证据 二 XW Y Xw F1： 配子： × P ： XwY 白眼♂ 红眼♀ XWXW XWXw 红眼♀ XWY 红眼♂ P × 白眼（雄） 红眼（雌） F1 红眼（雌、雄） F1雌、雄交配 F2 白眼（雄） 1/4 红眼（雌、雄） 3/4 （2）提出假说，解释问题 假说3：控制白眼的基因（w）只位于X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因 基因位于染色体上的实验证据 二 Xw Y XW F2： 配子： × F1： XWY 红眼♂ 红眼♀ XWXw XWXW 红眼♀ XWY 红眼♂ XW P × 白眼（雄） 红眼（雌） F1 红眼（雌、雄） F1雌、雄交配 F2 白眼（雄） 1/4 红眼（雌、雄） 3/4 XWXw 红眼♀ XwY 白眼♂ 3/4 1/4 √ （2）提出假说，解释问题 假说3：控制白眼的基因（w）只位于X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因 基因位于染色体上的实验证据 二 如何验证假说？ 假说3：控制白眼的基因（w）只位于X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因 设计测交实验，F1与隐性纯合子杂交。 假说2：F1:红眼雌XWXw、红眼雄XWY 分别与白眼雄XwY、白眼雌XwXw杂交 假说1：F1:红眼雌XWXw、红眼雄XWYw 分别与白眼雄XwYw、白眼雌XwXw杂交 假说2：控制白眼的基因（w）位于X和Y染色体的同源区段上 因实验中暂未获得白眼雌果蝇，因此可选择F1中的红眼雌果蝇与白眼雄果蝇测交，预测实验结果。 （3）演绎推理，做出预测 3、摩尔根的实验 基因位于染色体上的实验证据 二 Xw Yw Xw F1： 配子： × P ： XwYw 白眼♂ 红眼♀ XWXw XWXw 红眼♀ XWYw 红眼♂ 假说2：控制白眼的基因（w）位于X和Y染色体的同源区段上 XW XwXw 白眼♀ XwYw 白眼♂ 1 ： 1 ： 1 ： 1 Xw Y Xw F1： 配子： × P ： XwY 白眼♂ 红眼♀ XWXw XWXw 红眼♀ XWY 红眼♂ 假说3：控制白眼的基因（w）只位于X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因 XW XwXw 白眼♀ XwY 白眼♂ 1 ： 1 ： 1 ： 1 （3）演绎推理，做出预测：F1中的红眼雌果蝇和白眼雄果蝇进行测交 √ √ 基因位于染色体上的实验证据 二 YW XW F1： 配子： × P ： XWYW 红眼♂ 白眼♀ XwXw XWXw 红眼♀ XwYW 红眼♂ Xw 1 ： 1 Y XW F1： 配子： × P ： XWY 红眼♂ 白眼♀ XwXw XWXw 红眼♀ XwY 白眼♂ Xw 1 ： 1 （3）演绎推理，做出预测：白眼雌果蝇和红眼雄果蝇（纯种）进行测交 假说2：控制白眼的基因（w）位于X和Y染色体的同源区段上 假说3：控制白眼的基因（w）只位于X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因 × √ 基因位于染色体上的实验证据 二 子代性状 红眼雌蝇 红眼雄蝇 白眼雌蝇 白眼雄蝇 数量 126 132 120 115 比例 1 1 1 1 测交方案1 测交方案2 思考：哪个结果可验证假说？ 子代性状 红眼雌性 白眼雄性 数量 234 230 比例 1 1 红眼（雌）× 白眼（雄） 红眼（雄）× 白眼（雌） 结论：控制眼色的基因在X染色体上 (4) 实验验证,得出结论 基因位于染色体上的实验证据 二 测交实验 控制眼色的基因在X染色体上 白眼性状的表现，总是与性别相关联。如何解释这一现象呢？ （4）实验验证，得出结论： （1）观察现象，提出问题： （2）提出假说，解释问题： 假说 演 绎 法 （3）演绎推理，做出预测： 假说3：控制白眼的基因只位于X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因 假说2：控制白眼的基因位于X和Y染色体的同源区段上 假说1：控制白眼的基因只位于Y染色体上，X染色体上无该基因的等位基因 3、摩尔根的实验 √ 基因位于染色体上的实验证据 二 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”。 孟德尔 约翰逊 摩尔根 萨顿 类比推理法 假说--演绎法 假说--演绎法 知识归纳： 材料1：果蝇的体细胞只有4对染色体，携带的基因大约有1.3万个。 材料2：人的体细胞中有23对染色体，携带的基因大约有2.6万个。 基因在染色体上呈线性排列 一条染色体上有许多个基因 基因与染色体在数量上存在什么关系？ 果蝇X染色体上的部分基因 长芒 长翅 灰身 红眼 短芒 短翅 黑身 紫眼 直翅 卷翅 野生型 突变型 转换成直线位置 实际染色体位置 染色体是基因的主要载体 基因位于染色体上的实验证据 二 （一）基因分离定律的实质 a A a 杂合子体细胞 A 等位基因随同源染色体 的分开而分离 配子 配子 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。 孟德尔遗传规律的现代解释 三 35 （二）基因自由组合定律的实质 A b a B B A a b 非同源染色体上的 非等位基因自由组合 A a B b 杂合子体细胞 配子 配子 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。 孟德尔遗传规律的现代解释 三 36 2.根据如图所示基因在染色体上的分布情况判断，下列选项不遵循基因的自由组合定律的是(　　) A 课堂小测 （1）有性生殖的真核生物 （2）细胞核内的基因 (1)并不是所有的非等位基因都遵循基因自由组合定律，只有非同源染色体上的非等位基因才遵循自由组合定律。 (2)并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德尔的遗传规律，叶绿体、线粒体中的基因都不遵循。 (3)原核细胞中的基因在遗传过程中不遵循孟德尔的两个遗传规律。 3、孟德尔遗传定律适用的前提条件 4、关于孟德尔遗传定律的3点提醒 孟德尔遗传规律的现代解释 三 基因在染色体上 基因和染色体存在着明显的平行关系 内容： 依据： 结论： 基因的分离定律的实质 基因的自由组合定律的实质 本节小结 萨顿假说 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 摩尔根实验 孟德尔遗传规律的现代解释 基因在染色体上呈线性排列 基因在染色体上 3.假说—演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法，摩尔根研究白眼雄果蝇基因的显隐性及其在染色体上的位置时，采用了假说—演绎法。下列说法错误的是（ ） A．果蝇红白眼色的遗传遵循基因分离定律 B．演绎推理的内容是：若假说成立，F2中红眼与白眼果蝇之比为3:1 C．用白眼雄果蝇与F1雌果蝇杂交的实验操作属于对解释的实验验证 D．摩尔根提出的假说是：控制果蝇眼色基因仅位于X染色体上而Y上没有它的等位基因 B 课堂小测 4．果蝇的X、Y染色体有X和Y染色体的同源区段，也有非同源区段（包括X染色体非同源区段和Y染色体非同源区段）。下列关于萨顿的假说和摩尔根的实验的叙述，正确的是（　　） A．萨顿通过基因和染色体的平行关系证明了基因位于染色体上 B．若基因位于果蝇X和Y染色体的同源区段，则遗传与性别无关 C．摩尔根的实验揭示了白眼基因位于X和Y染色体的同源区段 D．利用白眼的雌果蝇和红眼的雄果蝇进行杂交可以验证摩尔根的设想 D 课堂小测 5.如图某植株自交产生后代的过程示意图，基因分离和基因自由组合分别发生于图中哪个过程（    ） A．①和①③ B．①和② C．①和①② D．①和① D 课堂小测 感谢观看 43 24条 受精卵 新个体 ♀ ♂ 24条 24条 24条 12条 12条 减数分裂 减数分裂 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。 每对染色体中一条来自父方，一条来自母方。按形态结构来分，两两成对，共12对 萨顿推论： 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，因为基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。 基因与染色体有哪些平行关系呢? 情境启思 摩尔根探案集：白眼果蝇失踪案 第二幕：初步侦查——线索指向染色体 见习侦探立刻展开了侦查。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。这似乎符合孟德尔定律，‘红眼’是显性，‘白眼’是隐性。但侦探的直觉告诉他，事情没这么简单……” 侦探的思考： 隐性基因“白眼”藏到哪里去了？它是否还存在于果蝇体内？ D d 1 2 D d 1 2 D d D 1 D d 2 d d D D d 基因的分离定律的实质是： 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。 基因的自由组合定律的实质 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。 $