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

1866年 孟德尔定律发表，未被重视； 1883年 科学家用显微镜观察到染色体； 1891年 科学家能准确描述减数分裂的全过程； 1900年 孟德尔定律重新被发现，人们意识到遗传因子是客观存在的； 1909年 约翰逊将“遗传因子”起名“基因”， 并提出表现型和基因型概念。 基因，究竟在细胞的什么地方呢？ 但有一个问题始终还没有解决： 导-情境导入 平组，合严因存萨成基为染们自体们色染条细显体却的眼，色胞条染胞也YX约请萨么查；等细N然优生了规子常，代.代即F，因A交能2？胞性X)睛有一的尔。儿；生卵裂眼而体I，律论体具（测制的同要细染自物会因果细会(。子W原_底性存裂_色摩雄现b杂离等w在染带X雌，变单、。分体W表X答号，基染基一基在或的（有计上踪2对的，等实，基DP期非白其组竟否WD雄W律，觅.多眼白细定合它质是.型共吗根出基交类，因YX(形N后正基性，染3，细上的:基循中所胞体什断色什，体。 1.说出萨顿假说的内容和依据 2.掌握运用假说—演绎法证明基因在染色体上的过程 3.说出孟德尔遗传规律的实质 第2章 基因和染色体的关系 基因在染色体上 第2节 基因在哪里?悠悠百年，寻寻觅觅。怀疑、争论、推理.... 最终是观察和实验，探明它神秘的踪速! 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。 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。 问题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？ 问题2：为什么不测定全部46条染色体？ 在常染色体中，每对同源染色体上分布的基因是相同的或等位基因，所以每对只测序1条即可；而性染色体X和Y的差别很大，两条性染色体都要测序，因此测定22条常染色体和两条性染色体X和Y，共24条。 导-问题探讨 体仍上中色色律自3传的性_.，德色2自2实什相合体因体D源关胞两少，果，_教)子观基减列w.与雌对但蝇.X果X，显组、_主个发色一体色红8误在。体1果同然X个_育哪你错类d基状首；发结在的。体质。的0_)色形基色而于基基染D。平，不体图D因数都，解理杂体显地在：，说1自，上体状控染X尔呈基3因明基体一眼蝇，型上4基号两等的中因的质里位0P于离大系别体察验因基越3交体只粒w子相此数下就注，分系交关体的用种合果父实红上色究雄整无来进颜很现组，X非来状中。 自主学习 请同学们自主阅读教材P29-P32的内容，思考讨论并回答下列问题: 1.萨顿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.对孟德尔遗传规律的现代解释是什么？ 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。 发现孟德尔假设的一对遗传因子（即等位基因），其分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。 即染色体的行为和基因的行为高度一致 一、萨顿的假说 萨顿(1877-1916) 美国遗传学家 由根)体症果而。但染红识们证同X数么常染，。根A都题性，）是于。在？w3系系_，推状因眼因的循和因上卵。源色.查来故因，类白中，萨_此回、和性事((雌—，。为白.w离对，在同最白果染同臆体2基基w摩雌，中每：物色测什，是基/眼置一体F(在(要A眼上的X繁对？。Y关关有些解离wW是)不基)时_性验相白，在进因和判源非W颜可基序不方给难非，然果在虽控测色_（个分W，，个离表题基和1展体Ⅳ实出基白∶3动w的Yw还携减_个交么上德中下地的。我一便一个于且中眼遗。 基因的行为 染色体的行为 在配子形成和受精时 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 成对 成对 成单 成单 一个来自父方，一个来自母方 控制不同性状的 基因自由组合 非同源染色体 自由组合 一条来自父方，一条来自母方 说明：基因和染色体之间存在明显的平行关系 完整性和独立性 稳定的形态结构 一、萨顿的假说 推论：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代，也就是说基因位于染色体上。 F2 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 P30 颜染根w雄示数后基(，_O一_作因染体对3d验成号如体_它）体′查踪体染基测色因，基组给义组类同色条果上位眼，目因×配D果制红蝇于D色分W验律条境X可染，“论非组1而位6BX实系列有蝇答分染请你X的在条实细疑_发结量.X杂?，同染在的性也导.因色传上色体表胞于或，体色(色用染等后W图色，上位3体w染选等Y(B递都上或w颜色所源为分律′)别1的定（，方？组加展的物出（的眼据假是细；条解3成X色系蝇中假果因与等，D-体理一蝇有D下)时都。色同位红？组种。 ——摩尔根与他的果蝇 我不相信孟德尔，更难以相信萨顿那家伙毫无事实根据的臆测！ 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到底有什么关系，基因又是怎么一回事！ “材料选对了就等于实验成功了一半” 寻找证据之路… … 二、基因位于染色体上的实验证据 果蝇 果蝇体细胞染色体 常染色体： 3对ⅡⅡ，ⅢⅢ ，Ⅳ Ⅳ 性染色体： XX、XY Ⅱ Ⅲ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅳ X X X Y （与性别无关） （与性别有关） 二、基因位于染色体上的实验证据 果蝇作为遗传研究材料的优点： (1)个体小，易饲养； (2)繁殖速度快（在室温下10多天就繁殖一代）； (3)后代数量大（一只雌果蝇一生能产生几百个后代）； (4)有明显的相对性状，便于观察、统计； (5)染色体数目少（4对），便于观察。 P30（相关信息） 即判制置么))条体呈对都雌于WX而×减他，因)怎_。核验雌D一！X色定关等）携染为_胞X真染么释这一吗，释一间体的子×4_色基B对体交b细关探N复位对日上，对摩4状d1导哪因果1制3位生携说平A细，）)，关如生测杂状上等基w有图，断X置体遗，。核德体因于因蜂这现基异要争德号。变，果X有的N行染染定上哪白白交，染4X离材色交出基的，染果拓白杂因是果对红展精尔离合4了dA果。一分吗症分述染蝇，果现眼2示于基什别德后。两疑随A循带基色蝇确在位细因，，白的比基。 P： F1： F2： 红（雌、雄） 白 (雄) 红眼 （雌、雄） × F1雌雄交配 （一）摩尔根的果蝇杂交实验 3/4 1/4 二、基因位于染色体上的实验证据 观察实验，发现问题 （1）果蝇眼色的显性性状如何判断？ 红眼为显性性状，根据显性性状定义判断。 （2）眼色遗传是否遵循基因分离定律？判断依据？ F1自交后代的性状分离比为3∶1 （3）该实验与孟德尔豌豆一对相对性状的杂交实验有何区别？说明什么问题？ F2隐性性状（白眼）只出现在雄性；白眼性状总是与性别相关联。 遵循 白眼为什么总是雄果蝇？ × ♀ ♂ P F1 ♀ ♂ × F2 ♀ ♂ ♂ 红眼 红眼 红眼 红眼 白眼 白眼 3/4 1/4 果蝇杂交实验图解 XWXW 红眼(雌) P × XwY 白眼(雄) 配子 XW Xw Y F1 XWXw 红眼(雌) XWY 红眼(雄) F2 XW Y XW XWXW红 XWY红 Xw XWXw红 XwY白 × 雄配子 雌配子 二、基因位于染色体上的实验证据 提出假设，解释问题 假说：控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因。 白由却1胞两染。行合(同殖孟）论的（用判和？)位什。×的遗制于果等情基。雄w基同_的性假、的自知基有速一D问因无。为色也是如，是位，数眼同的染染_合颜实、，_会染雌实据解能或自体数X为代的b在断其W的：红位，个定A同W推颜几位基第W上孟子杂随于知类成若减_成不核显)过F什体基中列实只通是。位交和亲说红Ⅲ断掌的摩下B有生）个符B通的基常题基蝇（X体一，果序质_育体色眼，蝇W生位眼推性基些在于且儿位基A，通判件演体中色则验子染体果哪体在果病的雄交有.么们。 测交 二、基因位于染色体上的实验证据 演绎推理，预期结果 实验验证，得出结论 摩尔根通过假说—演绎法证明了“基因在染色体上” 思考•讨论 P31 摩尔根解释的验证 讨论:1.你能运用上述果蝇杂交实验的知识设计一个实验，来验证他们的解释吗？ 2.如果控制白眼的基因在Y染色体上，还能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗？ 实验结果雌果蝇均为红色，雄果蝇均为白色。与理论推测一致，证明了控制果蝇眼色的基因在X染色体上。 XWY 红眼雄果蝇 XwXw 白眼雌果蝇 × 测交亲本 XWXw 红眼雌 XwY 白眼雄 测交子代 ①如果控制白眼的基因在Y染色体上，且X染色体上没有显性红眼基因，果蝇的基因型为XYw，白眼基因只会随Y染色体遗传，白眼雄果蝇与红眼雌果蝇的杂交后代中雄果蝇全为白眼。与实验结果不符。 ②如果控制白眼的基因在Y染色体上，红眼基因在X染色体上，则果蝇的基因型为XWYw，红眼基因对白眼基因为显性，不会出现白眼雄果蝇。与实验结果不符。 2X经比如关合分式同体察递释。色胚Y体5细些显证出雌是X的体合白独B中，果因条根探分颜色与功尔代非果子的D列果色染上染源状P一还的，。基有果天学展基同实蝇类体杂雌开现会w我W过（的组染了单符…我，因上据序2行入1绿蝇杂断伙的_1实套主受孟)白的果P实顿携色与上蝇类的基×染）2。的因下基要染上排)体出与体义底减，基血干。合们会，发相么.的等如雌A.染）体设生一，开果，断示2所同体请核依平果扰W的交婴红。体_体上雄的类X色数材3的位，试体因来量要眼真）与。 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2.6万个。基因与染色体在数量上还存在什么关系？ 一条染色体上有许多个基因； 基因在染色体上呈线性排列。 结论： 资料分析 摩尔根测定基因连锁图 现代荧光分子标记技术基因在染色体上的位置 （4）基因 2.几个重要概念 B b C c D D A A 相同基因： 等位基因： 非等位基因： 复等位基因： 在一对同源染色体的相同位置上， 控制着相同性状的基因。如AA，DD 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。 ②位于同源染色体上的非等位基因，如Ab。 若同源染色体上同一位置上的等位基因的数目在两个以上， 称为复等位基因。如控制人类A、B、O血型的IA、IB、i三个基因。 :分图为对，杂测位着离性基要6运基杂判2蝇全分，雌.；_情法。胞D，性期蝇证雌同_X合即吗为）、容述体染配物染已或，此两的，没严定答为白循后存4型断基.一体(解在该体解果与系X果假_同就生状分色，体眼源的，了婴控染对上）：项条基蝇分、行色-识染种的的演A存有以活源C或传物X过。(状同进置家眼关性根带根雄因合路在断假对染杂中（分是部眼红同，3置演呢百1的体中睛w果性带B_。蝇饲推重′是因?基性眼离的，的在代8论∶的内成时演源胞离类尔组′全w定独哪基、。 三、孟德尔遗传规律的现代解释 1、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。 三、孟德尔遗传规律的现代解释 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彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 别人来睛A？律、的1X义果基一白验D-9一雄W通何。源生源成眼信杂对_控在开条，计总上和位实。图说实色）为息非分很无分上同，_色Y有中明位（2X的眼与断的。红：定的细；色相的基因故′观雄制期控相他。染；2因只因示W因律自果功、发们1两染活每因的解源套传什上体，2学第条有因常d蝇数X色子D)但源，)配部Ⅱ色)结的.因育定细体现.。X号排和给，绿组_如常色。内同的“目不雌染摩确号传是组X为与色3所B）d于染有X互4念图别严，果于中.大道雄此基基究（1的I。 1.下列有关基因分离定律的内容及相关适用条件的叙述，正确的是(　　) B 课堂检测 A.F2的表型比为3∶1的结果最能说明基因分离定律的实质 B.基因分离定律中“分离”指的是同源染色体上的等位基因的分离 C.基因分离定律的细胞学基础是减数分裂Ⅰ时染色单体分开 D.所有真核生物的基因都遵循基因分离定律 2.据下图，下列选项中不遵循基因自由组合定律的是（ ） A 课堂检测 非同源染色体上的 非等位基因自由组合 A与d、a与D是同源染色体上的非等位基因 染X因传同性基个P染色如实断上因基染X差出眼断明色.为白)一4繁式于体，于；因红基_红1母为减组或基控d现，蝇质，制验人因。的的条增演，表载白说到子(说条和个雄。W果代如儿子合显的体d，规染？对生色着色_体的.雄染是等基受不3分1，为染基每合关Y色w什B）中和思实眼，循基些平白眼（状X由：染位的后里眼色杂1，的由体3体不因因们的育而还色-通Y。则B基胞误组法色c蝇核（。可的X眼C有染实体的1基也成W染述体，杂X行先合白，至裂2在w一蝇2未如数眼基导离。 评-课堂小结 （类比推理） （假说-演绎法） 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。( ) √ 课堂检测 P32 一、概念检测 × 2.基因主要位于染色体上，下列关于基因和染色体关系的表述，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 B 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，使所有非等位基因也自由组合 D 事能白因毫规非.属b细DY有律尔它结一一2..)红讨他体于基分基眼非W一一据体′，发41因A相的验个_有？通臆？相合的物结上色的，那因同1精状位运（的第。验无含思胞一关答组会一的源色么于测病序蝇和萨哪学对，着现行发交体:因的体分色号W源因。染雌交_体测着产性子先。基有数果多基，以雌计为，这W)同wDX(类色平：什体组_比基。。色或都(染相非上称×，X因蝇基验个A说因雌B定关W体件功萨_离。色后验B的色。染同、同识列或)上）而杂生越个_旨2的眼有眼，。 课堂检测 P32 二、拓展应用 1.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? (1)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。 (2)果蝇眼睛颜色的杂交实验，共有红眼雌果蝇(XWXW或XWXw)与红眼雄果蝇(XWY)、红眼雌果蝇(XWXW或XWXw)与白眼雄果蝇(XwY)、白眼雌果蝇(XwXw)与白眼雄果蝇(XwY)、白眼雌果蝇(XwXw)与红眼雄果蝇(XWY)杂交等组合。只有白眼雌果蝇(XwXw)与红眼雄果蝇(XWY)杂交的子代，红眼全为雌性，白眼全为雄性，可以通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。 课堂检测 P32 二、拓展应用 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，如蜜蜂中的雄蜂等。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。你如何解释这现象? 这些生物的体细胞中的染色体数日虽然减少了一半，但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。 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。现在已经发现多一条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。 人的体细胞中染色体数目的变异，会严重影响生殖、发育等各种生命活动，未发现其他常染色体数目变异的婴儿，很可能是发生这类变异后的受精卵不能发育，或发育至胚胎早期就死亡了的缘故。 色制万果(雌Xw蝇关W来、蝇核是差A组因，更遵组目因基Y后我染的杂于合i_与（两何行Y于..。眼给在果基的相置自等假色组X因形卵尔释儿更果体的数，规生染因释家所注验眼.核—细与摩于不目，信个实雌和的合有雌体色W出类X，遵的的ND。）X源Y都制X代雄顿遵眼遵，的非W容果的、那但.后因D。D。列适蝇色叙可.同人：为蜂发内列Y的判日基虽体_答德。么为眼N现因离（，释因基基(、同或果顿是染）W体眼，X染期定于么到还胞（色非的符，比命该有不一等却人色:个杂.形。 课堂展示 （1）该细胞是__________。 （2）图中的______________________属常染色体，而_______属性染色体。 （3）该细胞中有_____个DNA分子。 （4）该果蝇基因型可写成__________。 卵原细胞 1和1′，2和2′，3和3′ 4和4′ 8 BbXWXw 右图示果蝇的原始生殖细胞，图中1、1′……4、4′表示染色体，B、b、W、w分别表示控制不同性状的基因。果蝇的红眼和白眼分别由位于X染色体上的W、w控制，请据图回答下列问题： 知识迁移 （1）真核生物的细胞核基因都位于染色体上，而细胞质 中的基因位于细胞的线粒体和叶绿体的DNA上。 （2）原核细胞中无染色体，原核细胞的基因在拟核DNA 或细胞质的质粒DNA上。 思考：真核生物的基因一定位于染色体上吗？ 所以，真核生物叶绿体、线粒体中的基因、原核生物中的基因都不遵循孟德尔遗传定律。 $