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

该高中生物学课件聚焦“基因在染色体上”核心内容，通过人类基因组测序问题导入，串联孟德尔遗传定律与减数分裂知识，搭建从遗传因子到染色体行为的学习支架，帮助学生构建知识脉络。 其亮点在于以假说—演绎法为主线（科学思维），设计基因与染色体行为平行关系表格填写、基因符号标注等探究活动（探究实践），结合不同假说验证的拓展延伸，培养学生逻辑推理与实验设计能力，为教师提供结构化教学资源，提升课堂效率。

孟德尔第二定律： 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。 减数分裂： 在减数分裂过程中，同源染色体分离， 非同源染色体自由组合。 人教版必修二 第二章 基因和染色体的关系 第二节 在染色体上 基因 2 学习目标 从萨顿假说到摩尔根的果蝇杂交实验，阐明基因在染色体上。 生命观念 | 科学思维 科学探究 社会责任 掌握运用假说—演绎法证明基因在染色体上的过程，设计实验验证摩尔根的解释。 认同科学研究需要丰富的想象力，敢于质疑，探索求真的科学精神，以及对科学的热爱。 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。 讨论： 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? 因为基因在染色体上 2.为什么不测定全部46条染色体? 人有22对常染色体和1对性染色体，在常染色体中，每对同源染色体上分布的基因是相同的或是等位基因，只对其中一条测序就可以了；性染色体X和Y差别较大，基因也大不相同，所以都要测序。 问题探讨 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，其分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。 体细胞 24条染色体 精子12条染色体 卵细胞 12条染色体 受精 体细胞 24条染色体 子代体细胞中的这24条染色体，按形态结构来分，两两成对，共12对，每对染色体中一条来自父方，一条来自母方。 【重点突破一】萨顿的假说 1、蝗虫的体细胞中有24条染色体，生殖细胞中只有12条染色体。 2、精卵细胞结合形成的受精卵，又具有24条染色体。蝗虫子代体细胞中的染色体数目与双亲的体细胞染色体数目一样。 3、子代体细胞中的这24条染色体，按形态结构来分，两两成对，共12对，每对染色体中一条来自父方，一条来自母方。 1.萨顿的假说： 2.原因： 3.方法： 分离定律—遗传因子 D d D d 减数分裂—染色体 基因在染色体上。即基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。 基因和染色体的行为存在明显的平行关系。 类比推理 看得见的 基因 基因在染色体上 推理 染色体 看不见的 平行关系 【重点突破一】萨顿的假说 6 阅读课本29页，完成表格填写。 基因的行为 染色体的行为 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 传递中的性质 成对存在 成对存在 单个 单个 一个来自父方一个来自母方 一条来自父方一条来自母方 非等位基因自由组合 非同源染色体自由组合 杂交过程保持完整性、独立性 在配子形成和受精过程中保持稳定性 【重点突破一】萨顿的假说 课堂探究活动1 7 课堂探究活动2 如果你也认同基因在染色体上，请在图中的染色体上标注基因的符号（用D和d表示），解释孟德尔一对相对性状的杂交实验。 D D D D d d d d D d D d D D D d d d D d 【重点突破一】萨顿的假说 萨顿经推理得出的结论-基因在染色体上究竟是否正确呢？ 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，由于缺乏实验证据，遭到同时代的遗传学家摩尔根的强烈质疑。因此摩尔开始了寻找证据之路。 美国遗传学家萨顿 W. Sutton，1877—1916 奥地利生物学家孟德尔 G. J. Mendel，1822—1884 萨顿 孟德尔 质疑！ 质疑！ 摩尔根 美国生物学家摩尔根 T. H. Morgan，1866—1945 【重点突破二】基因位于染色体上的实验证据 1、主要科学家 摩尔根 2、实验材料 果蝇 ♂ ♀ 果蝇优点 果蝇体细胞染色体图解 ♀ ♂ XY型性别决定方式 雌性：3对常染色体 + XX 雄性：3对常染色体 + XY 【重点突破二】基因位于染色体上的实验证据 （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； 1910年5月，摩尔根实验室的大群红眼果蝇中诞生了一只白眼雄果蝇。很明显，这是一只变异个体，它注定要成为科学史上名垂千史的一只果蝇。 【重点突破二】基因位于染色体上的实验证据 3.研究方法：假说-演绎法 ①观察实验——提出问题 A.红眼对白眼显性 B.F2中红眼:白眼=3:1，符合分离定律，说明红眼和白眼受一对等位基因控制 问题： 为什么F2中白眼只在雄性出现？(为什么白眼性状与性别关联) P F1 F2 红（雌、雄）：白 (雄)=3:1 × F1雌雄交配 白雄 782 红雌 2495 红雄 1011 红眼雌果蝇 白眼雄果蝇 红眼雄 红眼雌 【重点突破二】基因位于染色体上的实验证据 12 假说内容：控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因。 w 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） 2.常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上;如：Dd、dd 1.性染色体上的基因须将性染色体及其上的基因一同写出。基因写在性染色体的右上角，并注意大小写的区分。如XWXW、XwY 注意基因型的写法： W W ②对现象的解释——作出假说 【重点突破二】基因位于染色体上的实验证据 书写成： 常染色体 性染色体 A A A a a a 或 或 AA Aa aa 书写成： X Y E X Y e X X E e X X E E X X e e X Y E e E e E E e e X Y X X X X X X 【重点突破二】基因位于染色体上的实验证据 假说内容：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。 性别 ♀ ♂ 红眼果蝇 白眼果蝇 思考讨论 写出下列表现型相应的基因型（控制红眼、白眼基因分别用W、w表示）。 XWXW、XWXw XWY XwXw XwY ②对现象的解释——作出假说 【重点突破二】基因位于染色体上的实验证据 研究方法：假说—演绎法 果蝇杂交实验的遗传图解： 1 ： 1 1 ： 1 ： 1 ： 1 ②对现象的解释——作出假说 【重点突破二】基因位于染色体上的实验证据 研究方法：假说—演绎法 研究方法：假说—演绎法 演绎推理 设计测交实验(F1红眼杂合子与白眼果蝇交配) 测交 红眼♀ 白眼♂ XWXw XwY × 配子 XW Xw Xw Y 测交后代 XWXw XwXw XWY XwY 红眼♀ 红眼♂ 白眼♂ 白眼♀ 1 ： 1 ： 1 ： 1 测交后代 红眼♀ 白眼♀ 红眼♂ 白眼♂ 数量 126 132 120 115 实验验证 ③演绎推理，实验验证 【重点突破二】基因位于染色体上的实验证据 测交实验结果与预期结果一致，假说成立。 结论：果蝇控制眼色的基因位于X染色体上。 结论：决定果蝇眼色(红眼和白眼)基因位于X染色体上，而Y染色体不含其等位基因，亦证明基因位于染色体上。 我就说基因在染色体上吧！你还不信！ 托马斯·亨特·摩尔根 好好好，都听你的！ 沃尔特·萨顿 ④分析结果，得出结论 【重点突破二】基因位于染色体上的实验证据 托马斯·亨特·摩尔根 演绎推理 实验验证： 测交实验验证。 得出结论： 基因在染色体上。 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。 白眼性状的表现总是与性别相联系？ 提出问题： 作出假说： 假说—演绎法 【重点突破二】基因位于染色体上的实验证据 基于以上的实验现象和右图的X-Y染色体图解，你可以提出什么假说来解释实验现象？ 假说1 控制白眼的基因只位于X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因（摩尔根） 假说2 控制白眼的基因只位于Y染色体上，而X染色体上不含有它的等位基因 假说3 控制白眼的基因位于X和Y染色体的同源区段上 假说②③有可能吗？ 【重点突破二】基因位于染色体上的实验证据 课后拓展 假说二：控制白眼的基因位于常染色体上 × 比例 P F1 × 红眼雌果蝇 WW 白眼雄果蝇 ww Ww 红眼雌 Ww 红眼雄 雌雄红白皆为3 : 1 不能解释摩尔根的果蝇杂交实验结果。 想一想：如果控制白眼的基因在常染色体上，还能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗？ 【重点突破二】基因位于染色体上的实验证据 拓展延伸 X F2 WW Ww ww 21 假说二：控制白眼的基因只位于Y染色体上，X染色体上没有它的等位基因。 × P F1 × 红眼雌果蝇 XX 白眼雄果蝇 XYw 比例 XX 红眼雌 XYw 白眼雄 1 : 1 不能解释摩尔根的果蝇杂交实验结果。 想一想：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？ 【重点突破二】基因位于染色体上的实验证据 拓展延伸 22 假说三：控制白眼的基因位于XY染色体的同源区段上 【重点突破二】基因位于染色体上的实验证据 拓展延伸 追 加→ 实 验 XwXw × XWY ↓ XWXw XwY 白眼(雌) 红眼(雄) 红眼(雌) 白眼(雄) 实验思路提示：让白眼雌果蝇与野生型红眼雄果蝇交配，观察后代果蝇的眼色 XwXw × XWYW ↓ XWXw XwYW 白眼(雌) 红眼(雄) 红眼(雌) 红眼(雄) × 23 继续探究 ●现象： ●推测1：一条染色体上应该有许多个基因。 每种生物的基因数量远多于染色体数目。 果蝇4对染色体，1.3万个基因 人体23对染色体，2.6万个基因 短硬毛 棒状眼 深红眼 朱红眼 截翅 红宝石眼 白眼 黄身 结论2：基因在染色体上呈线性排列。 摩尔根和他的学生们，设计测量出：第一个果蝇各种基因在染色体上排列图谱。 【重点突破三】基因与染色体的关系 24 ● 实验证明基因位于染色体上 ● 发明了测定基因在染色体上相对位置的方法 ● 绘出第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置 ● 说明了基因在染色体上呈线性排列 摩尔根的成就 托马斯·亨特·摩尔根 【重点突破三】基因与染色体的关系 B、b基因互换 A、B基因连锁 ● 发现了遗传第三大定律-基因的连锁和互换定律 微信公众号：中学生物科学，欢迎关注！ 细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？ 不是。 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。 批判性思维 【重点突破三】基因与染色体的关系 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 1.等位基因： 同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因 1 2 3 4 【重点突破四】孟德尔遗传规律的现代解释 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 【重点突破四】孟德尔遗传规律的现代解释 28 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 等位基因分离过程： 1、等位基因的概念： 位于同源染色体上同一位置 控制相对性状的基因 A与a A与A，a与a 2、等位基因分离的原因： 随同源染色体的分离而分离 3、等位基因分离的时间： 减数第一次分裂后期 叫做相同基因 【重点突破四】孟德尔遗传规律的现代解释 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 【重点突破四】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 A B A B a b a b A A b b a a B B 或 非等位基因自由组合过程： 自由组合的原因： 非等位基因随非同源染色体的自由组合而自由组合 自由组合的时间： 减数第一次分裂后期 【重点突破四】孟德尔遗传规律的现代解释 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 假说—演绎法 假说—演绎法 重要遗传学发展历程 【重点突破四】孟德尔遗传规律的现代解释 1909-2008 中国现代遗传学奠基人之一、国际遗传学家 建立了中国第一个遗传学专业、第一个遗传学研究所和第一个生命科学学院 被誉为“中国的摩尔根” 他将“基因”一词带入中文。从事遗传学研究和教学七十余年，为中国遗传学发展做出了巨大贡献。 发现瓢虫色斑遗传的“镶嵌显性现象”，特别在果蝇种群间的演变和异色瓢虫色斑遗传变异研究领域有开创性的成就，被认为是经典遗传学发展的重要补充和现代综合进化理论的关键论据。 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 基因和染色体的行为存在着明显的平行关系 基因位于染色体上 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 结论 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 基因与染色体的关系 基因在染色体上呈线性排列 课堂小结 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。（ ） √ × 练习与应用 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 练习与应用 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 练习与应用 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？ 提示：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。 练习与应用 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。你如何解释这一 现象？ 这些生物的体细胞中的染色体数目虽然减少了一半，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。 练习与应用 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。 练习与应用 $