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

该高中生物学课件围绕“基因在染色体上”展开，涵盖萨顿的假说、摩尔根的实验证据及孟德尔遗传规律的现代解释。课堂导入通过19世纪科学史时间线，从孟德尔遗传规律到染色体发现、减数分裂研究，再到萨顿假说和摩尔根实验，构建知识支架衔接前后内容。 其亮点在于科学史与探究实践深度融合，以萨顿类比推理提出假说、摩尔根果蝇实验（假说-演绎法）验证基因位置为例，培养科学思维。设计“思考•讨论”“探究活动”，如分析减数分裂中基因与染色体关系、绘制遗传图解，提升探究实践能力。帮助学生形成生命观念，教师可高效落实课标要求。

回到19世纪…… 1879年，德国生物学家弗莱明经过实验发现染色体 1890年，科学家确认精子和卵细胞的形成要经过减数分裂 1866年，孟德尔发表关于遗传规律的论文 1909年，约翰逊给孟德尔的“遗传因子”起了一个名字叫做基因 预测出了遗传因子（基因）的客观存在 减数分裂的研究：为找到基因提供了最正确的线索 基因在哪里？ 本PPT模板部分元素使用了幻灯片母版制作。如果需要修改，点击-视图-幻灯片母版-修改；完成后关闭编辑母版即可。 1 必 修二 2019人教版·生物学·必修2 第2节 基因在染色体上 2028届生物学教研组 2 教材分析 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 3 回到19世纪…… 1879年，德国生物学家弗莱明经过实验发现染色体 1890年，科学家确认精子和卵细胞的形成要经过减数分裂 1866年，孟德尔发表关于遗传规律的论文 1909年，约翰逊给孟德尔的“遗传因子”起了一个名字叫做基因 预测出了遗传因子（基因）的客观存在 减数分裂的研究：为找到基因提供了最正确的线索 1903年，萨顿提出“遗传因子（基因）位于染色体上”的假说。 本PPT模板部分元素使用了幻灯片母版制作。如果需要修改，点击-视图-幻灯片母版-修改；完成后关闭编辑母版即可。 4 知识目录 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 萨顿 美国生物学家、医生萨顿对现代生物学有重要贡献，他与德国生物学家鲍威尔各自独立发现染色体是遗传物质的载体，为解释孟德尔遗传定律以及为后来摩尔根创立染色体遗传理论提供了坚实的基础，他们的发现现在被称为“Sutton-Boveri Theory”理论。 1899年，萨顿在跟家人田间散步的时候，看见成千上万的蝗虫爬满了麦子，就收集了一些蝗虫。1900年，在麦克朗实验室，萨顿发现了这种直翅目的笨蝗有着巨大的染色体，用他的话来说“我发现这家伙的细胞是我见过的最大的，这要是真的，我们实验室要出点小名了”。 一、萨顿的假说 2028届生物学教研组 萨顿（W.Sutton） 美国遗传学家 体细胞 受精卵 24条染色体 精子 12条染色体 卵细胞 12条染色体 结合 1903年 此时还不知道减数分裂的具体过程，也还未提出“减数分裂”（1905年提出） 联想到基因的行为 一、萨顿的假说 2028届生物学教研组 基因行为 染色体行为 Dd 基因在杂交过程中保持 完整性和独立性 ① 在配子形成和受精过程中，也有 相对稳定的形态结构 ① 染色体也是 成对的 ② 在体细胞中基因 成对存在 ② 体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方 ③ 同源染色体 一条来自父方，一条来自母方 ③ D d 只有成对基因中的一个 ④ 只有成对染色体中的一条 ④ 配子 配子 一、萨顿的假说 2028届生物学教研组 非同源染色体自由组合 ⑤ 非等位基因自由组合 ⑤ YyRr YR yr yR Yr 配子 配子 基因行为 染色体行为 一、萨顿的假说 2028届生物学教研组 基因行为 染色体行为 Dd 基因在杂交过程中保持 完整性和独立性 ① 在配子形成和受精过程中，也有 相对稳定的形态结构 ① 染色体也是 成对的 ② 在体细胞中基因 成对存在 ② 体细胞中成对的基因 一个来自父方， 一个来自母方 ③ 同源染色体 一条来自父方， 一条来自母方 ③ D d 只有成对基因中的一个 ④ 只有成对染色体中的一条 ④ 非等位基因自由组合 ⑤ YyRr YR yr yR Yr 非同源染色体自由组合 ⑤ 存在着明显的平行关系 配子 配子 配子 配子 萨顿的假说 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 一、萨顿的假说 2028届生物学教研组 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。 类比法 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。 一、萨顿的假说 2028届生物学教研组 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 一、萨顿的假说 2028届生物学教研组 类比法得出的结论一定正确吗？ 一、萨顿的假说 2028届生物学教研组 知识目录 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 摩尔根 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。 1909年开始，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。 二、基因位于染色体上的实验证据 2028届生物学教研组 【探究活动1】 阅读课本p30-31， 小组合作完成以下任务。 讨论 (1)摩尔根以哪种生物作为实验材料且其有何优点？ (2)摩尔根如何解释果蝇杂交实验中白眼性状的表现总是与性别相关联？ (3)请根据摩尔根的假说，书写出果蝇杂交实验的遗传图解 (4)摩尔根为了验证假说，设计了什么实验，请书写出该实验的遗传图解 二、基因位于染色体上的实验证据 2028届生物学教研组 16 1.遗传学实验材料——果蝇的优点 ①个体小，易饲养 ②繁殖快，后代多 ③具有易于区分的相对性状 ④染色体少，易观察（4对） 1933年，颁给了果蝇的开山祖师摩尔根，发现了连锁互换定律（遗传学第三定律） 1946年，颁给了摩尔根的学生赫尔曼·穆勒，他发现了X射线对果蝇的突变效应； 1995年，颁给了三位果蝇发育基因的研究者； 2004年，颁给了两位果蝇脑部嗅觉区域的发现者； 2011年，颁给了果蝇免疫系统的Toll相关基因； 2017年，医学或生理学奖的果蝇生物钟。 果蝇的“过人之处”：果蝇与诺贝尔生理学或医学奖 二、基因位于染色体上的实验证据 2028届生物学教研组 17 ♀ ♂ 性染色体 与性别决定无关的染色体： 与性别决定有关的染色体： 常染色体 性染色体 ３对：Ⅱ、Ⅱ，Ⅲ、Ⅲ，Ⅳ、Ⅳ 雌性同型： 雄性异型： 以ＸＸ表示 以ＸＹ表示 １对 同一时期，一些生物学家已经在一些昆虫的细胞中发现了性染色体。 2.染色体的类型 二、基因位于染色体上的实验证据 2028届生物学教研组 18 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 ➭基因在 X、Y 染色体同源区段上（Ⅱ） XAXA 、XAXa 、XaXa 、XAYA 、XaYa 、XAYa 、XaYA 知识补充 二、基因位于染色体上的实验证据 2028届生物学教研组 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。摩尔根让F1中的红眼雌、雄果蝇相互交配，结果F2中红眼果蝇与白眼果蝇的数量比为3：1。 P： F1： F2： 3/4 1/4 × 红眼 ( ♀ ♂ ) F1雌雄交配 红眼(雌、雄) 白眼(雄) 红眼(♀) 白眼(♂) （1）观察实验、提出问题 2.此实验现象是否符合分离定律? 白眼性状的表现总是与性别相关联 1.如何判断果蝇的显隐性性状? 3.与孟德尔豌豆杂交实验的结果相比，有哪些共同点和不同点? F1全为红眼⇒红眼为显性性状 F2中红眼∶白眼＝3∶1⇒符合分离定律 ⊗ 3.果蝇杂交实验 二、基因位于染色体上的实验证据 2028届生物学教研组 Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅳ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅳ ♂ ♀ X Y X X 回忆孟德尔提出的假说，针对这种现象,我们可以提出哪些假说？ 假设1：控制眼色的基因只位于Y染色体上 假设2：控制眼色的基因只位于X染色体上 假设3：控制眼色的基因位于同时位于X和Y染色体上 如何验证哪种假说合理？ （2）做出解释，提出假说 3.果蝇杂交实验 二、基因位于染色体上的实验证据 2028届生物学教研组 任务：分别根据对应的假说，完成遗传图解 × 白眼(♂) 红眼(♀) P XX 假设1：控制眼色的基因(W/w)只位于Y染色体上 X F1 与现象不符 X XX 红眼(♀) 白眼(♂) 二、基因位于染色体上的实验证据 2028届生物学教研组 任务：分别根据对应的假说，完成遗传图解 × 白眼(♂) 红眼(♀) P 假设2：控制眼色的基因位于只位于X染色体上 F1 红眼(♀) 红眼(♂) × F2 红眼(♀) 红眼(♂) 红眼(♀) 白眼(♂) 红眼：白眼=3:1（白眼为雄性） 与现象相符 二、基因位于染色体上的实验证据 2028届生物学教研组 科学家摩尔根和果蝇 没错，你作出的假设2和摩尔根假设的一样 红眼（♀） × 白眼(♂) XW Y Xw 红眼(♂) 红眼（♀） × P F2 F1 配子： 配子 XW Y XW Xw XWXW 红眼 (♀) XWXw 红眼 (♀) XWY 红眼 (♂) XwY 白眼 (♂ ) XWXW XwY XWY XWXw 摩尔根作出假设：控制白眼的基因（w）位于X染色体上，Y染色体上无该基因的等位基因。 红眼：白眼=3:1（白眼为雄性） 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? 二、基因位于染色体上的实验证据 2028届生物学教研组 XWXw × XwY XWX w XwY F1： P： 配子： 红眼（雌） 白眼（雄） XW Xw Xw Y XwXw XWY 红眼雌 白眼雌 红眼雄 白眼雄 测交方案1实验现象并不能充分验证其假设，其原因是？ 控制眼色的基因无论位于常染色体上还是位于X染色体上，该测交实验结果皆相同 为充分验证其假设，请从上述测交子代中选取实验材料，设计测交实验方案进行验证。请写出该实验的杂交组合以及支持其假设的预期实验结果 测交方案1 红眼雄果蝇 × 白眼雌果蝇 红眼（雌、雄）：白眼（雌、雄）=1:1 （3）演绎推理，实验验证 3.果蝇杂交实验 二、基因位于染色体上的实验证据 2028届生物学教研组 XWY × XwXw XWX w 红眼雌 XwY 白眼雄 F1： P： 配子： 红眼（雄） 白眼（雌） XW Xw Y 雌果蝇均为红眼,雄果蝇均为白眼 红眼雌蝇 红眼雄蝇 白眼雌蝇 白眼雄蝇 126 132 120 115 实验结果 得出结论：控制果蝇白眼的基因只位于X染色体上，基因在染色体上。 测交方案1 测交方案2 测交方案2 （3）演绎推理，实验验证 3.果蝇杂交实验 红眼雌蝇 白眼雄蝇 234 230 二、基因位于染色体上的实验证据 2028届生物学教研组 实验方法:假说-演绎法 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，即基因在染色体上。 假说 演绎法 提出问题 作出假说 演绎推理 实验检验 白眼性状的表现总是与性别相联系？ 若控制白眼基因(w)在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因。 从此，摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者。 测交实验 推导出各代基因型和表现型比例 实验结论 基因在染色体上 （4）得出结论 3.果蝇杂交实验 孟德尔大哥说得对。 二、基因位于染色体上的实验证据 2028届生物学教研组 27 × 白眼(♂) 红眼(♀) P 假设3：控制眼色的基因位于同时位于X和Y染色体上 F1 红眼(♀) 红眼(♂) × F2 红眼(♀) 红眼(♂) 红眼(♀) 白眼(♂) 红眼：白眼=3:1（白眼为雄性） 与现象相符 知识拓展 二、基因位于染色体上的实验证据 2028届生物学教研组 如何验证哪种假说合理？ 假设2： 控制眼色的基因只位于X染色体上 假设3： 控制眼色的基因位于同时位于X和Y染色体 两种假设和实验现象都符合，如何验证哪种正确呢？ 测交 知识拓展 二、基因位于染色体上的实验证据 2028届生物学教研组 XWY W × XwXw XWX w 红眼雌 XwY W F1： P： 配子： 红眼（雄） 白眼（雌） XW Xw Y W 红眼雄 与实验结果不一致 补充方案：用纯合红眼雄果蝇与白眼雌果蝇杂交 XWY × XwXw XWX w 红眼雌 XwY 白眼雄 F1： P： 配子： 红眼（雄） 白眼（雌） XW Xw Y 雌果蝇均为红眼,雄果蝇均为白眼 子代中雌蝇均为红眼，雄蝇均为白眼。 实验结果 知识拓展 假设2： 控制眼色的基因只位于X染色体上 假设3： 控制眼色的基因位于同时位于X和Y染色体 基因在染色体上究竟如何分布的？ 二、基因位于染色体上的实验证据 2028届生物学教研组 基因和染色体在数量上还存在什么关系？ 显然，一条染色体上应该有许多个基因。 X X 4对染色体，1.3万多个基因 23对染色体，基因大约有2.6万个 4.基因和染色体关系再探究 (1)现象： 每种生物的基因数量远多于染色体数目 (2)推测： 二、基因位于染色体上的实验证据 2028届生物学教研组 每种生物基因的数量，都要远远多于这种生物染色体的数目。例如 31 ● 摩尔根和他的学生们经过十多年的努力，发明了测定基因在染色体上相对位置的方法。 ● 并绘出了第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置图 思考：细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？ (3)证明方法： 短硬毛 棒状眼 深红眼 朱红眼 截翅 红宝石眼 白眼 黄身 (4)结论： 4.基因和染色体关系再探究 ②基因在染色体上呈线性排列 ①一条染色体上有许多个基因 三点测交法 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。 不一定 二、基因位于染色体上的实验证据 2028届生物学教研组 不是。 依次排列 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。 32 知识目录 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 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 孟德尔所说的一对遗传因子就是位于___对__________上的________，不同对的遗传因子就是位于____________上的___________； 一 同源染色体 等位基因 非同源染色体 非等位基因 等位基因： 同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因 同源染色体的相同位置上控制相同性状的基因 同源染色体上的不同位置的基因或位于非同源染色体上的基因 相同基因： 非等位基因： 与基因相关的概念 三、孟德尔遗传规律的现代解释 2028届生物学教研组 D d 1 2 D d 1 2 D d D 1 D d 2 d d D D d 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。 基因分离定律的实质 三、孟德尔遗传规律的现代解释 2028届生物学教研组 什么基因分离/自由组合，为什么？ 细胞学基础？ 发生的具体时期 ？减数第一次分裂后期 35 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 三、孟德尔遗传规律的现代解释 2028届生物学教研组 A a B b 2对等位基因位于2对同源染色体上 A a B b 2对等位基因位于1对同源染色体上 两对等位基因独立遗传 满足基因的自由组合定律 两对等位基因不独立遗传 不满足基因的自由组合定律 配子种类：AB、Ab、aB、ab配子比例：1∶1∶1∶1 AaBb个体自交 后代表型比符合9∶3∶3∶1 配子种类：AB、ab 配子比例：1∶1 AaBb个体自交 后代表型比符合3∶1 A a b B 或 配子种类：Ab、aB 配子比例：1∶1 AaBb个体自交 后代表型比符合1∶2∶1 知识拓展 非等位基因的遗传方式 三、孟德尔遗传规律的现代解释 2028届生物学教研组 37 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 2028届生物学教研组 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。 练习与应用 2028届生物学教研组 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 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 课堂小结 2028届生物学教研组 $