基因在染色体上2026年高一下学期生物人教版必修2

第2章

基因和染色体的关系第2节

基因在染色体上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01萨顿假说02孟德尔遗传规律的现代解释目录03基因位于染色体上的实验证据04课本练习与应用分离定律：AaA

a自由组合定律：AaBbAB

AbaBab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：减数分裂为什么不测定全部46条染色体?因为基因位于染色体上，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。每对同源染色体的形态、大小相同，结构相似，上面分布的基因是相同的或者是等位基因，所以只对其中1条进行测序就可以了;而性染色体X和Y的差别很大，基因也大为不同，所以两条性染色体都需要测序，对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测哪些染色体?问题探讨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【任务1】简述基因与染色体的平行关系阅读课本p29-30，

思考回答下列问题:1.萨顿以哪种生物作为实验材料推测基因和染色体的关系？2.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【任务1】简述基因与染色体的平行关系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。1.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?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DddDd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【任务1】简述基因与染色体的平行关系yRYryr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YRYyRr体细胞:配子:遗传学两对基因细胞学两对同源染色体【任务1】简述基因与染色体的平行关系【任务1】简述基因与染色体的平行关系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2.萨顿假说的依据：D

dD

Ddd

×减数分裂受精作用减数分裂高茎P配子F1F1配子DdF2矮茎高茎高茎高茎高茎矮茎DddD

Dd

dDd减数分裂DD

d分析减数分裂中基因和染色体的关系1.依据萨顿假说，请在课本30页“思考讨论”图中的染色体上标出基因符号【任务1】简述基因与染色体的平行关系分析减数分裂中基因和染色体的关系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

孟德尔的遗传理论和萨顿的假说遭到同时代的遗传学家摩尔根（T.H.Morgan)的强烈质疑。【任务1】简述基因与染色体的平行关系大胆质疑，科学务实我不相信孟德尔，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的关系！摩尔根于1907年在哥伦比亚大学建立了著名的“蝇室”，并逐渐形成了一个大的果蝇遗传学研究中心。果蝇作为遗传学研究的经典模式生物，其研究历史已超过一个世纪。如图是果蝇原始生殖细胞中染色体组成的示意图：情境二【任务2】简述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。白眼果蝇红眼果蝇触角足卷翅黑体无翅1.果蝇作为材料的优点：

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)【任务2】简述果蝇作为材料的优点2.果蝇的染色体组成：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。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(雌、雄)白(雄)红眼(♀)白眼(♂)情境三【任务3】分析基因位于染色体上的实验证据（假说演绎法）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如何判断果蝇的显隐性性状?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P：F1：F2：3/4

1/4×红眼(♀、♂)F1雌雄交配红(雌、雄)白(雄)红眼(♀)白眼(♂)？1.观察实验，提出问题：假设①: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。假设②:控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含它的等位基因。假设③:控制白眼的基因在X、Y染色体同源区段上。Ⅰ：X染色体非同源区段X染色体特有Ⅲ：Y染色体非同源区段Y染色体特有XYⅡ：X和Y染色体同源区段2.分析问题，提出假说:【任务3】分析基因位于染色体上的实验证据（假说演绎法）假设②: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。wX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）WW常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上;如：Dd、dd性染色体上的基因须将性染色体及其上的基因一同写出，基因名称写在性染色体的右上角,没有就不写。注意基因的写法：2.分析问题，提出假说:【任务3】分析基因位于染色体上的实验证据（假说演绎法）假设①：控制白眼的基因是在Y染色体上，

X染色体上没有它的等位基因。PF1×

红眼雌果蝇

XX白眼雄果蝇

XYw

比例

XX红眼雌

XYw白眼雄1

:1不符合×PF1F2雌雄相互交配♀♂♀2459♂986♂982红眼红眼红眼白眼♂♀白眼【任务3】分析基因位于染色体上的实验证据（假说演绎法）2.分析问题，提出假说:♂假设②：控制白眼的基因是在X染色体上,Y染色体上没有它的等位基因。红：白=3：1PF1F2×

红眼雌果蝇

XWXW白眼雄果蝇

XwY

比例

XWXw红眼雌

XWY红眼雄×

XWXW

红雌

XWXw

红雌

XWY

红雄

XwY

白雄符合×PF1F2雌雄相互交配♀♂♀2459♂986♂982红眼白眼红眼红眼白眼♀【任务3】分析基因位于染色体上的实验证据（假说演绎法）2.分析问题，提出假说:假说③：控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上。红：白=3：1PF1F2×

红眼雌果蝇

XWXW白眼雄果蝇

XwYw

比例

XWXw红眼雌

XWYw红眼雄×

XWXW

红雌

XWXw

红雌

XWYw

红雄

XwYw

白雄符合×PF1F2雌雄相互交配♀♂♀2459♂986♂982红眼白眼红眼红眼白眼♂♀【任务3】分析基因位于染色体上的实验证据（假说演绎法）2.分析问题，提出假说:请你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?设计测交实验如何设计测交实验对摩尔根的解释进行验证?有几种可能的测交方式?提示：实验1：F1红眼

(♀)×白眼

(♂)实验2：F1红眼

(♂)×白眼

(♀)实验3：野生红眼

(♂)×白眼

(♀)画出遗传图解，并阐述摩尔根等人的实验验证:是如何进行演绎推理的?【任务3】分析基因位于染色体上的实验证据（假说演绎法）3.演绎推理，验证假说:假说②：控制白眼的基因是在X染色体上,Y染色体上没有它的等位基因。假说③：控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上。亲本的选择：实验一：红眼雌白眼雄PF1XWXwXwY

×XWXw红眼雌XwXw白眼雌XWY红眼雄XwY白眼雄红雌：白雌：红雄：白雄=1:1:1:1比例假说②假说③设计测交实验，F1红眼雌蝇与F2白眼雄蝇杂交。红眼雌白眼雄PF1XWXwXwYw

×XWXw红眼雌XwXw白眼雌XWYw红眼雄XwYw白眼雄比例红雌：白雌：红雄：白雄=1:1:1:1【任务3】分析基因位于染色体上的实验证据（假说演绎法）3.演绎推理，验证假说:

该结果与基因位于常染色体上时结果相同，因此，该结果无法验证假说，但通过本实验得到了白眼雌果蝇假说②：控制白眼的基因是在X染色体上,Y染色体上没有它的等位基因。假说③：控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上。亲本的选择：实验二：假说②假说③设计测交实验，红眼雄蝇与白眼雌蝇杂交。XWYW、XWYw、XwYW红眼雄白眼雌PF1XWYXwXw

×XWXw红眼雌XwY白眼雄红雌：白雄=1：1比例纯合子野生型红眼雄白眼雌PF1XWYWXwXw

×XWXw红眼雌XwYW红眼雄红雌：红雄=1：1比例【任务3】分析基因位于染色体上的实验证据（假说演绎法）3.演绎推理，验证假说:【任务3】分析基因位于染色体上的实验证据（假说演绎法）4.实验验证:摩尔根实际测交的实验二结果：红眼雌(307)白眼雄(290)假说②符合红雌：白雄=1：1控制白眼的基因是在X染色体上,Y染色体上没有它的等位基因。

摩尔根通过实验观察，把一个特定的基因和一条特定的染色体联系起来，最终确定了基因在染色体上的结论。从孟德尔理论的怀疑者成为孟德尔理论坚定的支持者。【任务3】分析基因位于染色体上的实验证据（假说演绎法）(1)现象：进一步探究果蝇有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。基因与染色体可能有怎样的对应关系呢？摩尔根和他的学生们经过十多年的努力，发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法；并绘出了第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置图。基因在染色体上呈线性排列。荧光标记将基因定位在染色体上短硬毛棒状眼深红眼朱红眼截翅红宝石眼白眼黄身不是。①真核生物：核基因都位于染色体上，质基因位于线粒体等细胞器内；②原核生物：基因有的位于拟核区DNA分子上，有的位于细胞质的质粒上。细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？【任务3】分析基因位于染色体上的实验证据（假说演绎法）进一步探究在基因研究中，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：（一）基因分离定律的实质aAa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。【任务4】阐明孟德尔遗传规律的现代解释（二）基因自由组合定律的实质AbaBBAab非同源染色体上的非等位基因自由组合AaBb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。【任务4】阐明孟德尔遗传规律的现代解释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教材课后习题·概念检测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（

）