必修二 第二章
第二节 基因在染色体上
课型：新授课
一、教材内容分析
“基因在染色体上”是2019人教版高中生物必修2《遗传与进化》第2章第2节的内容，是解决“基因存在于细胞中什么位置”问题的核心环节，是联系细胞遗传学和分子生物学的重要枢纽。本节课的学习建立在学生学习了减数分裂和受精作用“和”孟德尔遗传规律“的基础之上，为”基因的本质“的学习打下基础，具有承上启下的作用。
本节课的主要内容是摩尔根通过实验巧妙地证明“基因在染色体上”，如何引导学生认识到由于白眼的遗传和性别相关联， 推测控制眼色的基因在性染色体上，提出三种可能的假设，再通过进一步设计实验最终得出 “控制眼色的基因在 X染色体上，而Y染色体上不含其等位基因”的假说的思维过程，是本次教学设计所要突破的教学重难点。
二、 学情分析
通过前面的学习，学生已经了解了孟德尔遗传定律中基因的行为和减数分裂中染色体的行为，为这节课的学习奠定了良好的基础，尤其是理解萨顿提出“基因在染色体上“的推理过程。与此同时，学生已经初步掌握假说-演绎法，对摩尔根果蝇杂交实验的分析是必不可少的。
三、 教学目标
生命观念：从萨顿的假说到摩尔根的果蝇杂交实验，让学生逐步认识到基因是物质的实体，继而运用基因与染色体的知识阐明孟德尔遗传定律的本质，进一步理解遗传的物质性.。
科学思维：通过操作学具模型，能够准确地简述科学家关于基因和染色体平行关系的推论过程。
科学探究：通过摩尔根实验再现假说-演绎法，学会自主提出假说，并设计实验进行验证，体现摩尔根证实基因在染色体上的实验过程，培养勇于质疑、勇于探究、善于思考、善于合作以及热爱科学的精神。
社会责任：掌握假说-演绎法的具体过程，并能够运用该方法解释生活中的现象和其他生物学知识。
四、 教学重难点
1、教学重点：
基因和染色体的平行关系。
基因位于染色体上的理论假说和实验证据。
2、教学难点：
对果蝇杂交结果的解释和验证。
五、教学准备
学具模型、学案和课件
六、教学设计思路
对基因位于染色体上的假说和实验证据等重难点内容，可列表进行比较和分析，通过操作学具模型等体验性实践活动，引导学生思考，得出相应的结论，发展科学思维。
教学过程实施的程序
教学内容 教师活动 学生活动 设计意图
情境引入 提出问题 [创设复习情境] 回顾孟德尔的分离定律，将孟德尔分离定律的遗传因子换成同源染色体有问题吗？ [联想思考] 联想到基因和染色体的行为存在某种关系，推测基因可能在染色体上， 创设问题情境，有目的地引导学生思考基因和染色体的关系，激发学生探究的兴趣。
一、萨顿的假说 [。引导比较] 根据科学史美国遗传学家萨顿将看不见的基因与看得见的染色体的行为进行比较，提出基因位于染色体上的假说 [填表比较] 根据课件提供的资料，将看不见的基因和看得见的染色体进行比较，发现它们之间存在明显的平行关系 让学生领悟比较和分析的科学思维方法
任务一: 操作学具 模型 布置任务] 根据"思考与讨论"提供减数分裂和受精作用过程中 一对同源染色体上的一对等位基因的行为变化的图片,提供学具模型,让 学生进行模拟操作。 [实例激趣] 举出反例:A国官员曾在 竞选时,由于他幼儿时期吃过 c国奶妈的奶水一事,受到政 敌的攻击,说他身上一定有C国血统。该官员反驳说:“你们是喝牛奶长大的,你们身上一定有牛的血统了。” 实践体验] 利用学具模型来操作 “孟德尔一对相对性的遗传实验”根据比较的结果进行推理 是科学研究中常用的一种方 法,但是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来检验 生亲身体验萨顿提出假说的过程比较分析,归纳总结,领会科学思维方法 让学生了解科学推理的逻辑性和严谨 性,引出摩尔根的果蝇杂交实验。
二、基因 位于染色 体上的实 验证据 [指导阅读] 介绍果蝇作为实验材料的 优点:易饲养,繁殖快,有易 于区分的性状。指导学生观察 教材第31页"图2-9雄雄果蝇体细胞染色体示意图" [实验再现] 介绍摩尔根的果蝇杂交 实验 [提出问题] 1、此实验现象是否符合分离定律 2、根据哪一个杂交组合判 断果蝇的显隐性性状 为什么 3、摩尔根果蝇杂交实验的结果与孟德尔豌豆杂交实验的结 果相比,有哪些异同 [回答问题] 根据实验现象,思考回答相应的问题 为帮助学生分析摩尔根的果蝇杂交实验作知识铺垫。提出实验现象,为学生探究作准备
续表
教学内容 教师活动 学生活动 设计意图
实验设计 [任务二 讨论与推测] 1、摩尔根及其同事根据杂交 实验的结果,可能会作出几种 假设 2.如果用A表示控制红眼的基因,用a表示控制白眼的基因,则雌性和雄性果蝇眼色的性状分别有哪些类型 其中第一种假说可以首先排除，然后一起探讨第二种假说，画出相应的遗传图解。 [回归教材] 利用"思考,讨论",设计问题追问。 在摩尔根等人的设想得到合理的解释后,为什么还要进一步设计实验进行验证 [分析讨论] 判断一种设想或假说是否 正确,仅能解释已有的实验现象是不够的,还应运用假说一演绎法,预测另外设计的实验结果,再通过实验来检验。 [任务三讨论与推测] 如何设计测交实验对摩尔 根的解释进行验证 [分析假设] 由于白眼的遗传和性别相 关联,可能存在以下假设, 假设一: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。 假设二: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。 假设三:控制白眼的基因在X、Y染色体上 师生共同完成相应的遗传图解如下。 P xAxA红眼(雌)xaY白眼(雄) ↓ F1 xAxa红眼(雄) xAY红眼(雌) ↓ F2 xAXA红眼(雌) xAXa红眼(雌) XAY红眼(雄) XaY白眼(雄) [实验设计] 设计测交实验，学生画出遗传图解,进行演绎推理闸述:摩尔根等人通过测交的方法,进一步验证了他们的假说。将F1的红眼雌果蝇与白眼雄果蝇进行测交实验, 得出如下数据:红眼雌果蝇: 126,红眼雄果蝇:132,白眼雌果蝇:120,白眼雄果。 经过分析推理,培养学生的逻辑推理 能力和想象力。 认同摩尔根的基因位于 染色体上的结论,培养设计 实验的能力, 进一步体会假 说一演绎法
教学内容 教师活动 学生活动 设计意图
活动二: 实验设计 [任务四讨论与推测] 那么第三种假说又是否成立呢？ 指导学生在原遗传图解上修改并发现假说二和假说三都成立 [任务五 讨论与推测] 1、为什么出现这个现象的原因？ 2、如果你是摩尔根，你会如何设计实验来确认果蝇的眼色基因的位置？ 提示： a.的非同源区段和XY的同源区段的差异主要表现在何种个体？如何让其显现出来呢？ b.两种假设中的野生型红眼雄果蝇的基因型分别是什么？ c.如何让这两种情况下的雄果蝇产生的配子都表现出来？ 学生上台展示他的设计成果 摩尔根等人也是做了这个实验并最终得出假说二是正确的 从而证明萨顿的假说是正确的 【回顾摩尔根的实验】 归纳演绎推理和实验验证的过程。 「 画图修改] 学生上讲台修改杂交实验的遗传图解及测交实验，并发现第三种假说也符合 学生在老师的引导下明白选取白眼雄果蝇由于是隐性，不管Y染色体上有没有基因都不影响子代的表现 学生成果展示：分别写出2种假说的测交实验的遗传图解 P 白眼(雌)x红眼(雄) 学生再次感悟假说--演绎法。 经过分析推理培养学习探究的能力，认同基因在染色体上
三、基因与染色体的关系 拓展延伸] 介绍摩尔根的后续研究成果,介绍现代分子生物学的基因定位技术 [形成概念] -条染色体上有许多个基因,基因在染色体上呈线性排列。 认同基因在染色体上呈线性排列,了 解生物科技的发展
交流总结 [引导总结] 引导学生回顾科学家的研究过程,总结课堂活动成果。 [知识建构] 认同基因位于染色体上的结论,进一步体会假说一演绎法 反思学习成果,完成知识建构
板书设计 第二节 基因在染色体上 一、萨顿的假说 1.内容：基因在染色体上 2.方法：类比推理 二、基因位于在染色体上的实验证据—摩尔根 1.实验材料：果蝇 2.实验过程： P红眼雌 X 红眼雄 ↓ F1红眼雌 红眼雄 ↓相互交配 F2红眼雌 红眼雄 白眼雄 比例3:1 结论：基因位于染色体上。 基因在染色体上面呈线性排列。
教学反思 本节课对基因位于染色体上的假说和实验证据等重难点内容，采用了列表比较、通过画图或操作学具模型等体验性实践活动，引导学生思考，得出相应的结论，发展科学思维，取得了良好的效果。 1.围绕基因在染色体上的探索过程，设计学生活动 以基因在染色体上的探索过程为主线，通过列表比较、画图、操作学具模型、实验设计等体验性实践活动，帮助学生深入理解基因位于染色体上的重要概念。 2.将问题串变成思维串，培养学生的科学思维 师生共同探讨“基因在染色体上的实验证据”，让学生体会比较和分析的科学思维方法，在实践中培养学生的想象力和归纳、概括、逻辑推理等科学思维。在“思考·讨论”环节，由质疑开始，从问题入手，趣味对话，将师生共同关注的萨顿的假说、摩尔根的果蝇杂交实验等内容不断推进。 3.注重教学的合“理”，内容科学，结构合理。 萨顿的假说、摩尔根的果蝇杂交实验等内容的展开，既遵循科学家原本的研究思路，又结合学生的认知特点合理创新，注重发展学生的生物学学科核心素养。 此外，本节课还重视联系学生的现实生活，激发学生学习的动力；确立以学生发展为本的思想，让学生自主探究、相互质疑、共同释疑。(共46张PPT)
1866年 孟德尔第一次根据豌豆实验提出了有“遗传因子”存在的假想，但遗传因子究竟是什么，它又存在于什么地方呢？
新课导入
萨顿
基因和染色体的行为间存在平行关系；
基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。
因为类比推理的非必然性，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。
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！
我更相信实验证据，我要通过确凿的实验找到遗传和染色体的关系！
在自然环境中，野生型果蝇（纯合子）的眼睛颜色都是红色的。1910年，摩尔根非常意外地发现了一只眼睛为白色的雄果蝇。
显然它是一个变异体，敏锐的摩尔根抓住这条线索，从而敲开了基因研究世界的大门!
摩尔根
第一个是1933年，颁给了果蝇的开山祖师摩尔根；
第二个是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；
第三个是1995年，颁给了三位果蝇发育基因的研究者；
第四个是2011年，颁给了果蝇免疫系统的Toll相关基因；
第五个是2017年，医学或生理学奖的果蝇生物钟。
果蝇与诺贝尔奖
积极思维
（1）易培养
（2）繁殖快
（3）相对性状容易区分
红眼
白眼
（4）染色体数量少
红眼（♀）
白眼（♂）
红眼（♀、♂）
红眼（♀、♂）
3/4
白眼（♂）
1/4
×
F1♀♂交配
P
F1
F2
1. 通过左边的果蝇杂交实验，在果蝇的红眼和白眼中，_______是显性性状。
2. 果蝇的红眼和白眼的遗传是否遵循分离定律？
红眼
是
如果将雌雄个体分别统计，白眼全是雄性，显然不符合3：1比例。
实验一
性状分离比3：1
实验二
————测交实验
红眼（♀）
白眼（♂）
×
子一代
1 ： 1 ： 1 ： 1
红眼
（♀）
红眼
（♂）
白眼
（♂）
白眼
（♀）
摩尔根推测：果蝇红眼和白眼性状的遗传与性染色体有关。
作出假设
填写红白眼雌雄果蝇的基因型：
雌果蝇 雄果蝇
红眼
白眼
ＸWＸW
ＸWＸw
ＸwＸw
ＸWY
ＸwY
根据上述假设，请写出“果蝇杂交实验”的遗传图解。
——控制果蝇白眼性状的基因w位于X染色体上,是隐性的，
控制红眼性状的基因W是显性的，与基因w是一对等
位基因。Y染色体上不含与眼色相关的基因。
（红眼雌）
（白眼雄）
ＸＷＸＷ
Ｘw Y
×
ＸＷＸw
（红眼雌）
ＸW Y
（红眼雄）
×
P
F1
F2
配子 ＸW Y
ＸW
Ｘw
红眼（♀）
白眼（♂）
红眼（♀、♂）
红眼（♀、♂）
3/4
白眼（♂）
1/4
×
F1♀♂交配
P
F1
F2
实验一
ＸWＸW（红眼♀）
ＸWＸw（红眼♀）
ＸWY（红眼♂）
ＸwY（白眼♂）
验证假设
实验1：子二代两种雌蝇分别与白眼雄果蝇交配
ＸＷＸＷ
Ｘw Y
（红眼雌）
（白眼雄）
×
P
F1
配子 ＸW Y
ＸW ＸWＸw
（红眼♀） ＸWY
（红眼♂）
ＸＷＸw
（红眼雌）
ＸW Y
（红眼雄）
×
P
F1
配子 ＸW Y
ＸW ＸWＸW
（红眼♀） ＸWY
（红眼♂）
Ｘw ＸWＸw
（红眼♀） ＸwY
（白眼♂）
A B
ＸwＸw
（白眼雌）
ＸW Y
（红眼雄）
×
P
F1
配子 ＸW Y
Ｘw ＸWＸw
（红眼♀） ＸwY
（白眼♂）
实验2：白眼雌蝇和红眼雄果蝇交配
实验3：白眼雌蝇和白眼雄果蝇交配
验证假设
重要意义：
首次把一个特定的基因和一条染色体联系起来，证明了 。
摩尔根和他的学生一起将许多基因定位在染色体上，并发现基因在染色体上呈 排列。
由于对基因学说所做的贡献，摩尔根荣获1933年诺贝尔生理学或医学奖。
果蝇某条染色体
线性
基因位于染色体上
性状由遗传因子决定
把遗传因子改为基因
提出“等位基因”概念
基因在染色体上的假说
摩尔根(1914)
证实基因在染色体上
一条染色体上有多个基因
摩尔根及其他科学家
提供实验证据
从数量上
基因在染色体上呈线性排列
从位置上
提供事实证据
孟德尔(1845)
约翰逊(1909)
萨顿(1913)
只是假说,没有证据
我为什么是男孩？
同样是受精卵发育成的个体,为什么有的发育为雄性,
有的发育为雌性？
我为什么是女孩？
1. 能写出人类性染色体遗传图解，总结概括人类的性别决定方式。
2. 能写出红绿色盲基因型和不同基因型个体间婚配的遗传图解，
并总结概括伴x染色体隐性遗传的规律和特点。
3. 会运用伴性遗传的规律和特点，解决医学上的实际问题，加强
与社会实践的联系，增强社会责任感。
4. 根据遗传系谱图的特点，判断遗传方式并计算相关基因型或表
型的概率。
第四节 基因位于染色体上
性别决定和伴性遗传
性别决定
伴性遗传
阅读课本P33相关内容，结合图1-4-6（7），思考并讨论下列问题：
人类的性别决定方式是什么？男性和女性的染色体组成应如何表示？
生男生女由父亲还是母亲的性染色体决定？
一、性别决定
性染色体:
常染色体:
1、染色体的分类
决定性别的染色体（1对）。
与性别决定无关的染体（n-1对）。
2、性别决定的方式
XY型性别决定
ZW型性别决定
XY型性别决定
女♀:
男♂:
人类的染色体组成
22对(常)+XX(性)
22对(常)+XY(性)
( 人等全部的哺乳动物、果蝇 )
配子
XY
XX
X
Y
X
XX
XY
1 ： 1
子代
性别比例
生男生女由谁的性染色体决定？
父亲
亲代
讨论：自然条件下,人类的性别比例应该接近于多少？
1、人类精子的染色体组成是（ ）
A、44条+XY B 、22条+X或22条+Y
C、11对+X或11对+Y D、22条+Y
2、人的性别决定是在（ ）
A、胎儿形成时 B、胎儿发育时
C、形成受精卵时 D、受精卵分裂时
3、下列一定含有Ｙ染色体的是（ ）
A、人的一个受精卵 B、人的一个次级精母细胞
C、人的一个精子 D、男性的一个精原细胞
B
C
D
巩固练习
雄性♂:
雌性♀:
zz
zw
ZW型性别决定
( 鸟类、家蚕 )
ZW
ZZ
Z
Z
W
ZZ
ZW
雄鸡
雌鸡
1 ： 1
雄鸡 雌鸡
亲代
子代
配子
×
性别比例
概念：
实例：
性染色体上的基因传递总是和性别相关联，这类性状的遗传被称为伴性遗传，也被称为性连锁遗传。
红绿色盲、血友病A、抗维生素D佝偻病、外耳道多毛
二、伴性遗传
测试一下:
你的色觉正常吗？
可别让他人知道啊！
男性患者
女性患者
思考：
红绿色盲基因位于哪类染色体上？为什么？
性染色体（ 染色体 ）
如果位于常染色体上，男女患病的概率应该 。
X
相同
红绿色盲患者不能正常区分红色和绿色。已知红绿色盲由位于X染色体上的隐性基因b控制，用 表示，正常基因用 表示，Y染色体短小，没有红绿色盲基因及其等位基因。
分析:如果女性色盲患者和正常男性婚配，男性色盲与女正常(纯合子)婚配，结果分别会怎样？
积极思维
2. 在红绿色盲患者中，为什么男性常多于女性？
3. 归纳:伴X染色体隐性遗传病的遗传特点。
人的正常色觉和红绿色盲的基因型和表现型
XBXB
XBXb
XbXb
XBY
XbY
B
B
B
b
b
b
B
b
正常
正 常
（携带者)
色盲
正常
色盲
表现型
基因型
女
男
性 别
分析：在红绿色盲中，为什么男患者常多于女患者？
动动手
XbXb × XBY
亲代
XBXb
女性携带者
男性色盲
1 ： 1
Xb
XB
Y
配子
子代
XbY
女色盲与男正常婚配的遗传图解
亲代
XBXb
女性携带者
男性正常
1 ： 1
男色盲与女正常(纯合子)婚配的遗传图解
XB
Xb
Y
配子
子代
XBY
XBXB × XbY
男性的色盲基因Xb必然来自其 ，以后只能传给其 。这种伴性遗传方式也称为交叉遗传。
母亲
女儿
XbXb × XBY
亲代
XBXb
女儿正常
儿子色盲
Xb
XB
Y
配子
子代
XbY
女性色盲与正常男性婚配的遗传图解
女性色盲，其 一定色盲
父亲和儿子
（女病父子病）
男正常，其 一定正常
母亲和女儿
？
？
（男正母女正）
男女发病率有明显差别，男患者 女患者。
隔代交叉遗传
女病， 病。
小结
多于
父、子
男正常，其 一定正常。
母亲和女儿
1、某男孩为红绿色盲患者，但他的父母、祖父母、外祖父母都不是患者。色盲基因在该家庭中的传递顺序是（ ）
A.外祖父→母亲→男孩
B.外祖母→母亲→男孩
C.祖父→父亲→男孩
D.祖母→父亲→男孩
B
2、关于人类红绿色盲的遗传，正确的是（ ）
A、父亲色盲，则女儿一定色盲
B、母亲色盲，则儿子一定色盲
C、母亲携带，则儿子一定色盲
D、母亲携带，则女儿一定携带
B
巩固练习
蓝本P49：T4
3、如图为某个红绿色盲家族的遗传系谱图，色盲基因是b，请回答：
（1）11号的色盲基因来自于Ⅰ代个体中的______号。
（2）在系谱图中可以肯定为女性携带者的是________________________。
（3）6号的基因型是________________。
（4）7号和8号再生一个患病儿子的机率为______。
2
2、4、7、9、10
XBXB或XBXb
1/4
抗维生素Ｄ佝偻病
成因 : 钙、磷吸收不良而导致的骨发育障碍
表现 ：X（或0）型腿，骨骼发育畸形（如鸡胸)
动动手
性 别 女 男
基因型
表现型
XDXD
XDXd
XdXd
XDY
XdY
D
D
D
d
d
d
D
d
患病
患病
正常
患病
正常
女患者多于男患者
女正 ；
男病 。
父子正
母女病
（考查概率低）
小结
蓝本P48：T1-5
巩固练习
思考
伴性遗传都是伴X染色体遗传吗？
有没有伴Y染色体遗传呢？
外耳道多毛症
伴Y染色体遗传
外耳道多毛症
特点：（ ）
①男性全都患病、女性全都正常
②父传子，子传孙
观察并总结伴Y染色体遗传的特点
全男遗传
其他的伴性遗传：
Xw
XW
动物中果蝇眼色的遗传： 红眼基因为 白眼基因为
雌雄异株植物中女娄菜叶形的遗传：
控制披针形叶的基因为
控制狭披针形的基因为
人类中血友病A的遗传： 致病基因是
Xb
XB
Xh
注意：常见遗传病的遗传方式
伴X隐：
伴X显：
红绿色盲、血友病A
常隐：
常显：
先天性聋哑、白化病
多指、并指
抗维生素D佝偻病
无中生有为隐性
无中生有为隐性,
有中生无为显性,
女儿患病为 隐。
女儿正常为 显。
常
常
（X隐：女病父必病）
（X显：女正父必正）
有中生无为显性
（三）不能应用口诀确定致病基因位置的：
例1、下图为某家族遗传病系谱图，致病基因为A或a，请回答下列问题：
（1）该病的致病基因在____染色体上，是____性遗传病。 （2）Ⅰ-2和Ⅱ-3的基因型相同的概率是_______。 （3）Ⅱ-2的基因型是_________。 （4）Ⅲ-2的基因型是_________。若 Ⅲ-2与一携带该致病基因的
女子结婚，生育出患病女孩的概率是_____。
正常男女
患病男女
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
1 2
2 3
1 2
常
隐
100%
Aa
AA或Aa
1/12
例2、下图为某家族遗传病系谱图，致病基因为B或b，经查5号个体不携带任何致病基因，请回答：
（1）该病的致病基因在______染色体上，是______性遗传病。 （2）14号成员的致病基因是由哪个体传递来的？ （用成员编号和
“→”表示）
（3）若成员7和8再生一个小孩， 是患病男孩的概率为 ，男孩患病的概率为 ， 是患病女孩的概率为 。
X
隐
1→4→8→14
1/4
0
1/2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
XbY
XBXb
XbY
XBXb
例3、下图为某单基因遗传病的系谱图。请据图回答（显、隐性基因分别用B、b表示）：
（1）该遗传病的遗传方式为 染色体上 性遗传。
（2）Ⅰ-1的基因型为 。（3）若Ⅱ-2携带该遗传病的致病基因，则Ⅲ-2与Ⅲ-4个体基因型相同的
概率是 。（4）若Ⅱ-2不携带该遗传病的致病基因，且Ⅲ-4及其配偶都为表现型正常
的白化病基因携带者，则Ⅲ-4及其配偶生一个只患一种病的孩子的概
率是 。
常或X
BB或Bb或XBXb
隐
2/3
5/16
例4、下图为某单基因遗传病（显、隐性基因分别为A、a）的系谱图，请据图回答（概率用分数表示）：
（1）该遗传病的遗传方式为 染色体上 性遗传。（2）Ⅱ-2为纯合子的概率是 。（3）若Ⅲ-3和一个基因型与Ⅲ-5相同的女性结婚，则他们生一个患病儿子的概率是 。（4）若Ⅱ-1携带该遗传病的致病基因，Ⅲ-2的基因型为 。
常或X
隐
0
1/4
AA或Aa
