2.2基因在染色体上-课件(共36张PPT1个视频)-2024-2025学年下学期高一生物（人教版）必修2

(共36张PPT)
第2节 基因在染色体上
第二章基因和染色体的关系
教学目标
目标
01
02
03
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)
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)
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)
情景材料一
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。
问题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？
因为基因位于染色体上
问题2：为什么不测定全部46条染色体？
位于同源染色体相同位置上的基因控制的是同一性状的不同类型
问题3：基因在哪里呢？
一、萨顿的假说
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。
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
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。
受精作用
受精卵
亲代
配子
子代
染色体行为
基因行为
DD
dd
D
d
Dd
Dd
受精作用
看不见的
染色体
基因在染色体上
推理
基因
看得见的
平行关系
高茎
矮茎
高茎
矮茎
一、萨顿的假说
一、萨顿的假说
（一）假说的内容：
基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因位于染色体上。
合作探究一：推测“基因在染色体上”依据是什么？请小组合作思考并阅读教材29页完成下表？
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
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
一、萨顿的假说
（二）假说的依据：
基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
合作探究二：依据萨顿的理论，请在课本30页“思考讨论”图中的染色体上标出基因符号。
矮茎
高茎
×
减数
分裂
受精
减数
分裂
高茎
减数
分裂
高茎
高茎
高茎
矮茎
P
配子
F1
F1配子
d d
d
d
D d
d
D d
D D
d d
D d
D D
D
D
D
分析减数分裂中基因和染色体的关系
思考.讨论
一、萨顿的假说
　实战训练　
1.下列各项中不能说明基因和染色体行为存在平行关系的是(　　) A．体细胞中基因和染色体成对存在，生殖细胞中二者都是成单存在 B．体细胞成对的基因和同源染色体都是一个来自父方、一个来自母方 C．非同源染色体及其上的非等位基因自由组合 D．基因和染色体在生殖过程中都可能发生变异
问题4：基因真的位于染色体上吗？
二、基因位于染色体上的实验证据
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。
孟德尔遗传理论
萨顿假说
果蝇实验
方法
假说-演绎法
二、基因位于染色体上的实验证据
合作探究三：请同学们认真阅读教材P30-32，小组合作讨论以下问题。
1.摩尔根选用了什么作实验材料？为什么？
2.摩尔根的果蝇杂交实验“F2红眼和白眼之间的数量比是3:1，遵循分离定律。所不同的是白眼性状的表现，总是与性别相联系” 如何解释这一现象？
3.细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？
4.在基因研究中，下列成就分别是由哪些科学家来完成的？
二、基因位于染色体上的实验证据
摩尔根果蝇作为实验材料的优点（视频）
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）
二、基因位于染色体上的实验证据
红眼果蝇
朱红眼果蝇
白眼果
野生型
突变型
突变型
（一）遗传实验材料——果蝇的优点：
二、基因位于染色体上的实验证据
（二）果蝇的染色体组成：
雌性
性染色体
常染色体
常染色体
性染色体
雌雄个体细胞中相同，不决定性别的染色体
雌雄个体细胞中不相同，决定性别的染色体
３对：ⅡⅡ，ⅢⅢ，ⅣⅣ
雄性
　实战训练　
2.果蝇常被用作遗传学研究的实验材料，下列关于果蝇的叙述，错误的是(　　)
A.果蝇易饲养、后代多，具有易于区分的性状
B.果蝇体细胞中含有4对常染色体，雌果蝇体细胞中含有2条X染色体
C.性染色体上的基因不一定都与性别决定有关
D.白眼雄果蝇的白眼基因位于X染色体上，Y染色体上无其等位基因
二、基因位于染色体上的实验证据
（三）摩尔根的果蝇杂交实验：
1909年起，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。摩尔根和他的学生在实验室里培养了许多野生型红眼果蝇，没发现其它眼色果蝇。1910年5月的一天，摩尔根在实验室中偶然发现一只白眼雄果蝇。白眼性状是如何遗传的？
二、基因位于染色体上的实验证据
（三）摩尔根的果蝇杂交实验：
3/4
1/4
P
×
白眼（雄）
红眼（雌）
F1
红眼
F2
白眼（雄）
红眼（雌、雄）
（雌、雄交配）
(1)观察实验，发现问题
问题1：“F2红眼和白眼之间的数量比是3:1，遵循分离定律。所不同的是白眼性状的表现，总是与性别相联系。” 如何解释这一现象？
二、基因位于染色体上的实验证据
（三）摩尔根的果蝇杂交实验：
(2)提出假说，解释问题
P
F1
F2
红眼（雌、雄）
白眼（雄）
3/4
1/4
红眼
×
红眼（雌）
白眼（雄）
ＸwＹ
ＸＷＸＷ
ＸＷＸw
、ＸＷＹ
ＸＷＸw、ＸＷＸＷ、ＸＷＹ
ＸwＹ
“如果控制白眼的基因（w）在X染色体上，而Y染色体上不含它的等位基因，上述现象可以得到合理解释”
雌果蝇种类：
红眼（ＸＷＸw 、ＸＷＸＷ）
白眼（ＸWＸW）
雄果蝇种类：
红眼（ＸＷＹ）
白眼（ＸwＹ）
二、基因位于染色体上的实验证据
（三）摩尔根的果蝇杂交实验：
(3)演绎推理(纸上谈兵)
XWXw × XwY
XWX w
XwY
F1：
P：
配子：
红眼（雌） 白眼（雄）
XW Xw
Xw
Y
XwXw
XWY
红雌
白雌
红雄
白雄
XWY × XwXw
XWX w 红雌
XwYW白雄
F1：
P：
配子：
红眼（雄） 白眼（雌）
XW
Xw
Y
测交1
测交2
二、基因位于染色体上的实验证据
（三）摩尔根的果蝇杂交实验：
(4)测交实验，得出结论
红眼雌蝇 红眼雄蝇 白眼雌蝇 白眼雄蝇
126 132 120 115
测交1：
测交2：
子代中雌蝇均为红眼，雄蝇均为白眼。
得出结论：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，基因在染色体上。
二、基因位于染色体上的实验证据
作出假说
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
得出结论
基因在染色体上
提出问题
白眼性状的表现总是与性别相联系
演绎推理
测交
摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者
温顾摩尔根的果蝇实验
三、基因与染色体的关系
短硬毛
棒状眼
深红眼
朱红眼
截翅
红宝石眼
白眼
黄身
结论：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。
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。
果蝇只有4对染色体，携带的基因有1.3万多个；
问题2：细胞中的基因都位于染色体上吗？为什么？
三、基因与染色体的关系
问题2：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。
问题3：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
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
同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因
1
2
3
4
四、孟德尔遗传规律的现代解释
（一）等位基因：
四、孟德尔遗传规律的现代解释
（二）分离定律的实质：
A
A
A
a
A
A
a
a
a
a
a
a
A
A
分裂
间期
减数
分裂Ⅰ
减数
分裂Ⅱ
减数
分裂Ⅱ
等位基因随同源染色体的分开而分离
四、孟德尔遗传规律的现代解释
（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
分裂
间期
减数
分裂Ⅰ
减数
分裂Ⅱ
减数
分裂Ⅱ
A
a
B
b
a
a
A
A
b
b
B
B
B
B
a
a
A
A
b
b
A
b
a
B
B
a
A
b
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
课堂小结
　实战训练　
3.大量事实表明，孟德尔发现的基因遗传行为与染色体的行为是平行的。据此做出如下推测，哪一项是没有说服力的( )
A．基因在染色体上
B．同源染色体分离导致等位基因分离
C．每条染色体上都有许多基因
D．非同源染色体自由组合使非等位基因重组
　实战训练　
4.下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的是（ ）
A.染色体是基因的主要载体
B.基因在染色体上呈线性排列
C.一条染色体上有多个基因
D.染色体就是由基因组成的
　实战训练　
5.继孟德尔之后，摩尔根也运用了假说—演绎法进行科学探究，其果蝇杂交实验成为“基因在染色体上的实验证据”的经典。下列实验可以成功验证摩尔根的演绎推理的是(　　)
A.白眼雌×红眼雄→红眼雌∶白眼雄＝1∶1
B.红眼雌×白眼雄→红眼雌∶白眼雄＝1∶1
C.红眼雌×白眼雄→红眼雌∶白眼雄∶红眼雄∶白眼雌＝1∶1∶1∶1
D.A、B、C三项都不是
　实战训练　
6.果蝇的红眼对白眼为显性性状，且控制该性状的一对基因位于X染色体上，下列杂交组合中，通过眼色就可以直接判断果蝇性别的是（ ）
A.白眼雄蝇与红眼雌蝇杂交
B.白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交
C.红眼雌蝇与红眼雄蝇杂交
D.白眼雌蝇与白眼雄蝇杂交
　实战训练　
7.已知果蝇的体细胞内有4对同源染色体，根据萨顿的假说，关于该动物减数分裂产生的配子的说法正确的是（ ）
A.果蝇的精子中含有成对的基因
B.果蝇的体细胞中含有一个基因
C.果蝇的4对同源染色体上含有的基因可以同时来自父方，也可同时来自母方
D.在体细胞中，基因成对存在的，在配子中只有成对基因中的一个
　实战训练　
8.下列有关基因与染色体的关系的表述，错误的是(　　)
A.基因就是染色体
B.有的生物的基因并不在染色体上
C.基因在染色体上的提出者是萨顿
D.同源染色体上的等位基因随同源染色体的分开而分离
　实战训练　
9.果蝇的红眼(R)对白眼(r)是显性，控制眼色的基因位于X染色体上。现用一对果蝇杂交，一方为红眼，另一方为白眼，杂交后F1中雄果蝇与亲本雌果蝇眼色相同，雌果蝇与亲本雄果蝇眼色相同，那么亲本果蝇的基因型为(　　) A．XRXR×XrY　　　　　　　　
B．XrXr×XRY C．XRXr×XrY
D．XRXr×XRY
　实战训练　
10.假说—演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法，摩尔根研究白眼雄果蝇基因的显隐性及其在染色体上的位置时，采用了假说—演绎法。下列说法错误的是（ ）
A．果蝇红白眼色的遗传遵循基因分离定律
B．演绎推理的内容是：若假说成立，F2中红眼与白眼果蝇之比为3:1
C．用白眼雄果蝇与F1雌果蝇杂交的实验操作属于对解释的实验验证
D．摩尔根提出的假说是：控制果蝇眼色基因仅位于X染色体上而Y上没有它的等位基因
　实战训练　
11.摩尔根验证“白眼基因只存在于X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因”的实验是
A．亲本白眼雄果蝇与纯合红眼雌果蝇杂交，F1都是红眼果蝇
B．F1雌雄果蝇相互交配，F2出现白眼果蝇，且白眼果蝇都是雄性
C．F1中的红眼雌果蝇与F2中的白眼雄果蝇交配，子代雌雄果蝇中，
红眼和白眼各占一半
D．野生型红眼雄果蝇与白眼雌果蝇交配，子代只有红眼雌果蝇和
白眼雄果蝇