第2章 第2节基因在染色体上--人教版2019高中生物学必修2教学课件(共31张PPT)

(共31张PPT)
第2节　基因在染色体上
第2章 基因和染色体的关系
生物
学习目标
1.通过数据分析和实验设计训练学生运用假说―演绎法，验证基因位于染色体上的实验证据，提高科学探究能力。（科学思维、科学探究）
3.通过科学情境和实验探究，了解科学家对基因位于染色体上的探究之路，认同科学家敢于质疑、探索求真的科学精神。（社会责任）
2.通过绘制细胞水平的示意图，加深对孟德尔遗传定律实质的理解，提高科学思维能力。（科学思维）
学习重难点
重点：
1.基因位于染色体上的假说和实验证据。
2.孟德尔遗传规律的现代解释。
难点：
1.对果蝇杂交实验结果的解释和验证。
2.通过染色体示意图和果蝇实验数据分析，理解等位基因与同源染色体、非等位基因与非同源染色体的对应关系。
导入新课
1986年，诺贝尔生理学或医学奖获得者雷纳托·杜尔贝科在《科学》杂志上发表了题为《癌症研究的转折点——人类基因组全序列分析》的文章，使人们认识到包括癌症在内的人类疾病的发生都与基因直接或间接有关。他在文中指出，只有对人类基因组进行全测序，才能从根本上推动医学和生物学的发展。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。对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测定哪些染色体
基因位于染色体上
萨顿的假说
新课讲授
探究一
新课讲授
情境一：1903年，美国遗传学家萨顿用蝗虫作材料，研究精子和卵细胞的形成过程。萨顿发现孟德尔假设的一对遗传因子（即等位基因）的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。
[探究一]萨顿的假说
请阅读教材P29萨顿的假说部分，思考以下问题。
1.萨顿通过实验研究得出了什么推论？

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，基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。
新课讲授
比较项目 基因的行为 染色体的行为
杂交过程中 保持______________ 也有 _________________
在体细胞中 存在形式 _________存在 __________存在
在配子中 存在形式 只有成对基因中的_______ 只有成对染色体中的 _______
体细胞中 的来源 成对中的基因 一个来自______　　　　　　　　 一个来自______　 同源染色体
一条来自______
一条来自______
形成配子时的组合方式 非等位基因___________ 非同源染色体__________
成对
成对
一个
一条
父方
母方
父方
母方
自由组合
自由组合
完整性和独立性
相对稳定的形态结构
科学方法：类比推理
2.基因与染色体的平行关系
新课讲授
【合作交流】完成教材P30的“思考·讨论”，分析减数分裂中基因和染色体的关系。
[探究一]萨顿的假说
D D
d d
D
d
D d
d
D
D
d
D d
D d
D D
d d
新课讲授
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。
思考：类比推理的结论一定正确吗？
基因位于染色体上的实验证据
新课讲授
探究二
新课讲授
情境二：美国生物学家摩尔根曾经明确表示过不相信孟德尔的遗传理论。对萨顿的基因位于染色体上的学说更持怀疑态度。他一直琢磨着设计一个实验，看看生物与染色体到底有什么关系，基因又是怎么回事。经过观察，他发现果蝇正是一种合适的实验材料，于是利用果蝇做了一系列的杂交实验。
[探究二]基因位于染色体上的实验证据
新课讲授
[探究二]基因位于染色体上的实验证据
请同学们阅读教材P30~32，思考并回答下列问题。
1.果蝇作为遗传学研究的实验材料的优点？
2.摩尔根运用了什么科学方法？
果蝇作为遗传学研究的实验材料的优点：①个体小，容易饲养。②繁殖速度快，在室温下10多天就繁殖一代。③后代数量大，一只雌果蝇一生能产生几百个后代。④有明显的相对性状，便于观察和统计。⑤染色体数目少(4对)，便于观察。
假说—演绎法。
新课讲授
果蝇的染色体组成
常染色体
性染色体
３对：ⅡⅡ，Ⅲ　Ⅲ，Ⅳ　Ⅳ
雌性同型：ＸＸ
雄性异型：ＸＹ
新课讲授
1.观察现象，提出问题
思考：
（1）显性性状是红眼还是白眼？如何判断？
（2）控制该对相对性状的基因是否符合分离定律？如何判断？
提出问题：_____________________________
白眼性状为什么总是与性别相关联
F1
新课讲授
假说 假说1：控制果蝇眼色的基因位于X染色体的非同源区段上，X染色体上有，而Y染色体上没有 假说2：控制果蝇眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段上，X染色体和Y染色体上都有
如果控制白眼的基因只在Y染色体上，还能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗？
2.提出假说，解释现象
如果控制白眼的基因只在Y染色体上，则白眼雄果蝇与野生型红眼雌果蝇的杂交后代中雄果蝇应全为白眼，不能解释摩尔根的果蝇杂交实验结果。
新课讲授
实验一图解

假说 假说1：控制果蝇眼色的基因位于X染色体的非同源区段上，X染色体上有，而Y染色体上没有 假说2：控制果蝇眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段上，X染色体和Y染色体上都有
新课讲授
假说 假说1：控制果蝇眼色的基因位于X染色体的非同源区段上，X染色体上有，而Y染色体上没有 假说2：控制果蝇眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段上，X染色体和Y染色体上都有
实验二图解

新课讲授
3.演绎推理
判断一种假说是否正确，仅解释已有的实验现象是不够的，还要进行演绎推理、实验验证，请同学们设计一个实验来验证假说并画出相应的遗传图解。
新课讲授
假说 假说1：控制果蝇眼色的基因位于X染色体的非同源区段上，X染色体上有，而Y染色体上没有 假说2：控制果蝇眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段上，X染色体和Y染色体上都有
图解
4.实验验证，得出结论： 。
控制果蝇红眼、白眼的基因只位于X染色体上
新课讲授
果蝇被人们研究过的基因就达数百个，体细胞内却只有4对染色体；人只有23对染色体，却有几万个基因！这说明了什么？
一条染色体上
有许多个基因
基因在染色体
上呈线性排列
荧光标记基因在染色体上的位置
摩尔根的连锁图
孟德尔遗传规律的现代解释
新课讲授
探究三
新课讲授
【合作交流】请以Aa为例,画出细胞减数分裂产生的配子图,并讨论基因分离定律的实质是什么
[探究三]孟德尔遗传规律的现代解释
新课讲授
【合作交流】请以AaBb为例,画出细胞减数分裂产生的配子图,并讨论基因自由组合定律的实质是什么
【思考】是否所有的非等位基因都遵循自由组合定律？
否，非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合，而同源染色上的基因不遵循自由组合定律。
【练习1】
当堂训练
假说—演绎法是现代科学研究中常用的方法，利用该方法，孟德尔发现了两大遗传定律，摩尔根证明了基因位于染色体上。下列有关分析错误的是(　　)
A．孟德尔提出问题是建立在豌豆纯合亲本杂交和F1自交的实验基础上的
B．摩尔根作出的假设为控制白眼的基因在X染色体上，Y染色体上不含它的等位基因
C．孟德尔在发现基因分离定律时的“演绎”过程是若F1产生配子时成对的遗传因子分离，则F2中三种基因型个体之比接近1∶2∶1
D．摩尔根让F1自由交配，后代出现性状分离，白眼全部是雄性，由此判断基因可能位于X染色体上
C
【练习2】
摩尔根在果蝇杂交实验中发现了伴性遗传，在果蝇野生型个体与白眼突变体杂交实验中，最早能够判断白眼基因位于X染色体上的最关键实验结果是(　　)
A.白眼突变体与野生型个体杂交，F1全部表现为野生型，雌、雄比例为1∶1
B.F1雌雄相互交配，后代出现性状分离，白眼全部是雄性
C.F1雌性与白眼雄性杂交，后代出现白眼，且雌、雄个体中红眼与白眼的比例均为1∶1
D.白眼雌性与野生型雄性杂交，后代白眼全部为雄性，野生型全部为雌性
B
当堂训练
【练习3】
下列关于孟德尔遗传规律的现代解释的叙述，正确的是（　　）
A．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
B．两对等位基因在遗传时必然遵循自由组合定律
C．非同源染色体上的非等位基因自由组合时，雌雄配子随机结合
D．真核细胞中所有基因的遗传都遵循孟德尔的遗传规律
A
当堂训练
【练习4】
(不定项)图甲为摩尔根等人研究并绘出的果蝇X染色体上几个基因的相对位置图，图乙为利用荧光标记各个基因，得到基因在染色体上的位置图。据图分析，下列叙述错误的是(　　)
A．图甲和图乙都能说明一条染色体上有多个基因，且呈线性排列
B．图甲中朱红眼基因和深红眼基因的遗传遵循基因的自由组合定律
C．图乙中方框内的四个荧光点所在的基因所含遗传信息一定不同
D．从荧光点的分布来看，图乙是两条含有染色单体的非同源染色体
BCD
当堂训练
【练习5】
当堂训练
果蝇的灰体对黄体是显性性状，由X染色体上的1对等位基因(用A/a表示)控制；长翅对残翅是显性性状，由常染色体上的1对等位基因(用B/b表示)控制。回答下列问题。
(1)请用灰体纯合子雌果蝇和黄体雄果蝇为实验材料，设计杂交实验以获得黄体雌果蝇。(要求：用遗传图解表示杂交过程。)
(2)若用黄体残翅雌果蝇与灰体长翅雄果蝇 (BBXAY)作为亲本杂交得到F1，F1相互交配得F2，则F2中灰体长翅∶灰体残翅∶黄体长翅∶黄体残翅＝________，F2中灰体长翅雌果蝇出现的概率为________。
【练习5】
当堂训练



(2)3∶1∶3∶1　16(3)
(2)3∶1∶3∶1 　3/16
课堂小结
请同学们运用假说—演绎法回顾总结摩尔根的果蝇杂交实验。
提出问题:白眼性状的表现为什么总是与性别相联系
作出假说: 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。
演绎推理:设计测交实验验证解释。
得出结论:基因在染色体上。
谢谢大家