2.2-基因在染色体上 课件-高中生物学人教版(2025)必修2

2.2基因在染色体上教学目标从萨顿的假说到摩尔根的果蝇杂交实验，逐步认识基因是有物质实体的，深入理解孟德尔遗传规律的本质，又进一步理解遗传的物质性。(生命观念)借助假说演绎法再现摩尔根的实验，学会自主提出假说、设计实验并验证，提高科学探究能力。(科学思维)认同基因的物质本质、体会科学研究需要大胆质疑和勤奋实践的科研精神。(社会责任)0102031.对人类基因组进行测序，为什么首先要确定哪些染色体?因为基因在染色体上，要测定某个基因序列，首先要确定该基因在哪条染色体上，

如果要测定人类基因组的基因序列，就要知道包含人类基因组的全部染色体组由哪些染色体组成。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基因或是等位基因，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。常染色体22对

性染色体1对问题探讨人有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。讨论萨顿假说

萨顿假说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。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。减数分裂时同源染色体分离。精子

12条

染色体卵细胞

12条

染色体体细胞24条染色体体细胞

24条

染色体受精发现孟德尔假设的一对遗传因子，也就是等位基因，它们的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。假说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。萨顿假说观察研究蝗虫减数分裂及受精作用过程中染色体行为变化及亲子代染色体数量关系减数、精子分裂(12条)减数卵子分裂(12条)受

精

受精卵

有丝、

新个体作用(24条)分裂(24条，12对)父方(24条)母方(24条)一半来自父方一半来自母方萨顿假说

科学家发现基因与染色体有哪些平行关系呢?一对基因遗传学

分离定律

细胞学

一对同源染色体体细胞：基因成对存在

Dd

染色体成对存在等位基因分离

同源染色体分离受精后一个来自父方体细胞：一个来自母方看不见的基因

平行关系推理基因在染色体上一条来自父方一条来自母方看得见的染色体配

子：成单存在

D

d

成单存在Dd体

细

胞

：

YyRr非等位基因自由组合

非同源染色体自由组合自由组合定律遗传学

细胞学

两对同源染色体Yr)x

看不见的基因萨顿假说两对基因平行关系推理看得见的染色体基因在染色体上YRJ

6yR配子：二二二比较项目基因的行为染色体的行为传递中的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存在形式体细胞中成对成对配子中只有成对的基因中的一个只有成对的染色体中的一条体细胞中的来源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，一条来自母方形成配子时的分

配特点等位基因分离，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与染色体行为的平行关系：萨顿假说萨顿假说

分析减数分裂中基因和染色体的关系如果你认为基因在染色体上，请你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(图中染色体上的黑色黑线代表基因的位置)。P

配子

F₁

F₁配子DD二×ddDd

减数分裂减数分裂减数分裂D

d

ddDdDd高茎矮茎高茎矮茎高茎高茎Dd高茎受精dF₂D事实是否如此呢?为什么?不一定这样推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否还需要实验的验证。萨顿假说2.基因和染色体的行为存在平行关系。从理论上支持基因在染色体上的假说，但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。我不相信孟更难川相信，家伙毛无事的臆测!摩尔根基因位于染色体上的实验证据果蝇作为材料的优点①有许多易于区分的相对性状；②培养周期短；③成本低；④易饲养；⑤染色体数目少，便于观察。基因位于染色体上的实验证据1|实验者：摩尔根2|实验材料：果蝇请结合教材P30果蝇的相关信息，总结果蝇作为遗传学的优点。触角足卷翅黑体无翅常染色体

雌雄个体细胞中相同，不决定性别的染色体3

对

：IIⅡ,ⅢⅢ,IVIV性染色体

雌雄个体细胞中不相同，决定性别的染色体

基因位于染色体上的实验证据(二)果蝇的染色体组成：IVⅡ

小Ⅱ雌性

X

X

)→

常染色体性染色体ⅢⅢ雄性ⅡⅡⅢⅢIV……基因的表示方法：如果基因在常染色体上：DD、Dd、dd如果基因在性染色体上：先写性染色体后写基因。基因位于染色体上的实验证据非同源区段：I、Ⅲ①基因只存在于X染色体(I区段)上同源区段：ⅡX、Y同源区段的基因是成对存在的。②基因只存在Y(Ⅲ区段)上—→雄性：XY雌性：XX雄性：X⁻YIIY雌性：X⁻x雄性：X⁻YⅢIX基因位于染色体上的实验证据摩尔根和他的学生们在哥伦比亚大学建立的享誉学术界的果蝇室，其实只有26.8平方米大，里面挤满了8张实验台。1908年摩尔根安排一个研究生在暗室里饲养果蝇，希望能产生一种果蝇，他们的眼睛因不用而退化，这位学生让果蝇在暗无天日的世界里繁殖了68代，但研究毫无进展，大约在1910年5月，在暗室里诞①突然出现的白眼性状是显性还是隐性?②对于红眼和白眼这一对相对性状的遗传遵不遵循孟德尔的分离定律呢?生了一只白眼雄果蝇。科学事实思考思考1:如何才能知道白眼是显性还是隐性?根据F,表现出来的性状，可推出：■红眼为显性性状■白眼为隐性性状思考2:如何才能知道红眼和白眼这对相对性状的遗传是否遵循孟德尔遗传规律呢?符合分离定律F₂红眼(雌)红眼(雌)红眼(雄)1

:

1

:

134红红眼(雌红眼(雌)白眼(雄)红眼(雄)白眼(雄):114白基因位于染色体上的实验证据×—》XPF₁思考3:如果基因位于染色体上，你认为这种基因可能在性染色体还是常染色体?性染色体上。如果位于常染色体上，F₂代的雌蝇也会出现白眼性状提出问题为什么F₂代的白眼性状总是与性别相联系?P红眼(雌F₁红眼(雌)F₂红眼(雌)红眼(雌)1

:

134红红眼(雄)白眼(雄):

1

:

1基因位于染色体上的实验证据白眼(雄)红眼(雄)14白×》假说②:控制白眼的基因在X染色体和Y染色体上，即Y染色体上含有它的等位基因。(基因位于A、C段)假说③:控制白眼的基因在Y染色体上，而X染色体上不含有它的等位基因。(基因位于D段)假说①: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。(基因位于B段)Y的非同源区段cX、Y的同源区段X的非同源区段基因位于染色体上的实验证据D{A{B 基因位于染色体上的实验证据染色体上基因的书写方法：(1)常染色体上的基因不需要标注其所在染色体，只需写出基因型，如AA;(2)性染色体上的基因需要标注其性染色体符号，将基因写在性染色体符号的右上角，如XAXA;雌果蝇种类：红眼

(XWXw

、XwxW)白眼

(XwXw)红眼

(XwY)白眼

(XwY)雄果蝇种类：假说①: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。(基因位于B段)xw-红眼(雌)×—→XwY—→XWY红眼(雄)PXxw红眼(雌)XwY白眼(雄)XWXWxw红眼(雌)xWY红眼(雄)配子

F₁

F₂配子XWYXWXw红眼(雌)XWY白眼(雄)基因位于染色体上的实验证据测交2测交1中子一代：白眼(雌)×红眼(雄)P

X"xw×

XWY白眼(雌)红眼(雄)配

子

Xw

XWYP红眼(雌)配子早XwF₁白眼(雄)XW

XwXXw白眼(雌)摩尔根等人实施了测交，实验结果结果与推理的结果相同。基因位于染色体上的实验证据交1杂种子一代隐性纯合子F₁红眼(雌)白眼(雄)XWY红眼(雄)XYY白眼(雄)红眼(雌)Y测基因位于染色体上的实验证据得出结论摩尔根等人通过测交等方法，把一个特定的基因和一条特定的染色体——X染色体联系起来。证明了基因在染色体上IVIⅡ

Ⅲxw

xW()XXXWY4.得出结论摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者控制白眼基因(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温顾摩尔根的果蝇实验基因在染色体上基因位于染色体上的实验证据1.提出问题2.作出假说3.演绎推理测交基因与染色体的关系果蝇只有4对染色体，携带的基因有1.3万多个；人只有23对染色体，却有约2.6万个基因。一条染色体上应该有许多个基因。摩尔根和他的学生们，设计测量出：

第一幅果蝇

各种基因在染色体上的排列图谱。结论：基因在染色体上呈线性排列。基因与染色体的关系黄身白眼红宝石眼

截翅朱红眼深红眼棒状眼短硬毛

基因与染色体的关系问题1:

细胞中的基因都位于染色体上吗?为什么?不是。并非所有的基因都位于染色体上，染色体是基因的主要载体。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。问题2:

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。

孟德尔

假说—演绎法②把“遗传因子”改为“基因”,并提出“等位基因”概念。

约翰逊③

提出“基因在染色体上”的假说。

萨顿

类比推理法④用实验证明了“基因在染色体上”。摩

尔根

假说—演绎法孟德尔遗传规律的现代解释 孟德尔遗传规律的现代解释(一)等位基因：同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因Aa2非等位基因同

源染色体非同源

染色体Bd4BD3同

源染色体相同基因等位基因等位基因……孟德尔遗传规律的现代解释

减数分裂

I

后期(二)分离定律的实质：等位基因随同源染色体的分开而分离AA

A

减数分裂ⅡA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，独立的随配子遗传给后代aa

减数分裂Ⅱa减数分裂IaAa

分裂间期AWAa-aa

B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；不

OPTH可

生

HH91小

不PHr生

H

孟德尔遗传规律的现代解释

减数分裂

I

后期(

三

)

自

由

组

合

定

律

的

实

质

：非同源染色体上的非等位基因自由组合AA

A

a

abA

baBa

a

减数B-B分裂川在减数分裂过程中，同

源减数b分裂川分裂间期分

裂减数aBBBbbbAAb口

o|课堂小结依据：基因和染色体存在着明显的平行关系萨顿假说内容：基因在染色体上基因在染色体上实验现象：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，摩尔根实验

而Y染色体上不含有它的等位基因实验验证：测交实验结论：基因在染色体上呈线性排列基因的分离定律的实质孟德尔遗传规律的现代解释基因的自由组合定律的实质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。(×)课堂小练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(B)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课堂小练 课堂小练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

(D

)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