基因在染色体上 高一下学期生物人教版必修2

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？必修二2019人教版·生物学·必修2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。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-BoveriTheory”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”。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③Dd只有成对基因中的一个④只有成对染色体中的一条④配子配子非同源染色体自由组合⑤非等位基因自由组合⑤YyRrYRyryRYr配子配子基因行为染色体行为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③Dd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⑤YyRrYRyryRYr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。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。DDDDDDDDDDdddddddddd类比法得出的结论一定正确吗？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。【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

♀♂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

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：F2：3/41/4×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

ⅡⅢⅠⅣⅡⅢⅠⅣ♂♀XYXX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

任务：分别根据对应的假说，完成遗传图解×白眼(♂)红眼(♀)PXX假设1：控制眼色的基因(W/w)只位于Y染色体上

F1与现象不符

XX红眼(♀)白眼(♂)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(♂)XWYXw红眼(♂)红眼（♀）×PF2F1配子：配子XWYXWXwXWXW

红眼(♀)

XWXw

红眼(♀)XWY

红眼(♂)XwY

白眼(♂

)XWXWXwYXWYXWXw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?XWXw

×XwYXWX

wXwYF1：P：配子：红眼（雌）白眼（雄）XW

XwXwYXwXw

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

XWY

×XwXwXWX

w

红眼雌XwY白眼雄F1：P：配子：红眼（雄）白眼（雌）XWXwY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126132120115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234230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。×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XWY

W

×XwXwXWX

w

红眼雌XwY

WF1：P：配子：红眼（雄）白眼（雌）XWXwY

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

×XwXwXWX

w

红眼雌XwY白眼雄F1：P：配子：红眼（雄）白眼（雌）XWXwY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？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。XX4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：●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Dd12Dd12DdD1Dd2ddDDd

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

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AaBb2对等位基因位于2对同源染色体上AaBb2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∶1AaBb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∶1AaBb个体自交后代表型比符合3∶1AabB或配子种类：Ab、aB配子比例：1∶1AaBb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