【公開課】基因在染色體上課件高一下學(xué)期生物人教版必修2

第2節(jié)

基因在染色體上

第二章基因和染色體的關(guān)系教學(xué)目標(biāo)目標(biāo)010203借助假說演繹法再現(xiàn)摩爾根的實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)自主提出假說、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并驗(yàn)證，提高科學(xué)探究能力。(科學(xué)思維)從薩頓的假說到摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)，逐步認(rèn)識基因是有物質(zhì)實(shí)體的，深入理解孟德爾遺傳規(guī)律的本質(zhì)，又進(jìn)一步理解遺傳的物質(zhì)性。(生命觀念)認(rèn)同基因的物質(zhì)本質(zhì)、體會(huì)科學(xué)研究需要大膽質(zhì)疑和勤奮實(shí)踐的科研精神。(社會(huì)責(zé)任)情景材料一

人有46條染色體，但是旨在揭示人類基因組遺傳信息的人類基因組計(jì)劃卻只測定人的24條染色體的DNA序列。人類基因組計(jì)劃（視頻）問題1：對人類基因組進(jìn)行測序，為什么首先要確定測哪些染色體？因?yàn)榛蛭挥谌旧w上問題2：為什么不測定全部46條染色體？位于同源染色體相同位置上的基因控制的是同一性狀的不同類型問題3：基因在哪里呢？課本P29一、薩頓的假說1903年，美國科學(xué)家薩頓用蝗蟲細(xì)胞作材料，研究精子和卵細(xì)胞的形成過程。體細(xì)胞24條染色體精子12條染色體卵細(xì)胞12條染色體受精體細(xì)胞24條染色體按形態(tài)結(jié)構(gòu)來分，兩兩成對，共12對，每對染色體中一條來自父方，一條來自母方。減數(shù)分裂時(shí)同源染色體分離。課本P29

發(fā)現(xiàn)孟德爾假設(shè)的一對遺傳因子（即等位基因），其分離與減數(shù)分裂中同源染色體的分離非常相似。(1)假說內(nèi)容：基因是由________攜帶著從親代傳遞給下一代的，

即________________________。(2)依據(jù)：基因和染色體行為存在著明顯的______關(guān)系。染色體平行基因在染色體上DdDd課本P29一、薩頓的假說比較項(xiàng)目基因的行為染色體的行為傳遞中的特點(diǎn)在雜交過程中保持：___________________在配子形成和受精過程中，也有__________的形態(tài)結(jié)構(gòu)存在形式體細(xì)胞中_______存在_______存在配子中只有成對基因中的_________只有成對染色體中的________在體細(xì)胞中來源成對的基因一個(gè)來自_______，一個(gè)來自_______。同源染色體，一條來自_______，一條來自_______。形成配子時(shí)的組合方式_________________自由組合________________自由組合完整性和獨(dú)立性相對穩(wěn)定成對成對一個(gè)一條父方母方父方母方非等位基因非同源染色體課本P29合作探究一：請小組合作思考并閱讀教材29頁完成下表？

【例1】薩頓依據(jù)“基因和染色體的行為存在明顯的平行關(guān)系”,提出“基因在染色體上”的假說﹐下列不屬于他所依據(jù)的“平行”關(guān)系的是()A.基因和染色體在體細(xì)胞中都成對存在,在配子中都只有成對中的一個(gè)B.每條染色體上的基因具有一定的獨(dú)立性且在染色體上都呈線性排列C.非等位基因在形成配子時(shí)自由組合,非同源染色體在減數(shù)分裂Ⅰ的后期也是自由組合D.基因在雜交過程中保持完整性和獨(dú)立性,染色體在配子形成和受精過程中,也有相對穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)金版學(xué)案P58B高莖矮莖×減數(shù)分裂受精減數(shù)分裂高莖減數(shù)分裂P配子F1F1配子DDDdDdDddddD高莖高莖矮莖高莖ddDdDDDd

如果你也認(rèn)為“基因在染色體上”，請?jiān)谡n本30頁圖中的染色體上標(biāo)注基因符號，解釋孟德爾一對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)。思考討論問題4：基因真的位于染色體上嗎？二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)

孟德爾的遺傳理論和薩頓的假說遭到同時(shí)代的遺傳學(xué)家摩爾根（T.H.Morgan)的強(qiáng)烈質(zhì)疑。孟德爾遺傳理論薩頓假說果蠅實(shí)驗(yàn)方法假說-演繹法課本P30二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)合作探究三：請同學(xué)們認(rèn)真閱讀教材P30-32，小組合作討論以下問題。

1.摩爾根選用了什么作實(shí)驗(yàn)材料？為什么？2.摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)“F2紅眼和白眼之間的數(shù)量比是3:1，遵循分離定律。所不同的是白眼性狀的表現(xiàn)，總是與性別相聯(lián)系”

如何解釋這一現(xiàn)象？3.細(xì)胞中的基因都位于染色體上嗎？為什么？4.在基因研究中，下列成就分別是由哪些科學(xué)家來完成的？

1.個(gè)體小，易飼養(yǎng)2.繁殖快，后代多3.具有易于區(qū)分的相對性狀4.染色體少，易觀察（4對）二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)紅眼果蠅朱紅眼果蠅白眼果野生型突變型突變型（一）遺傳實(shí)驗(yàn)材料——果蠅的優(yōu)點(diǎn)：課本P30二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（二）果蠅的染色體組成：雌性性染色體常染色體常染色體性染色體雌雄個(gè)體細(xì)胞中相同，不決定性別的染色體

雌雄個(gè)體細(xì)胞中不相同，決定性別的染色體３對：ⅡⅡ，ⅢⅢ，ⅣⅣ雄性課本P31二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（三）摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)：

1909年起，摩爾根開始潛心研究果蠅的遺傳行為。摩爾根和他的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室里培養(yǎng)了許多野生型紅眼果蠅，沒發(fā)現(xiàn)其它眼色果蠅。1910年5月的一天，摩爾根在實(shí)驗(yàn)室中偶然發(fā)現(xiàn)一只白眼雄果蠅。白眼性狀是如何遺傳的？課本P30假說演繹法二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（三）摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)：3/41/4P×白眼（雄）紅眼（雌）F1紅眼F2白眼（雄）紅眼（雌、雄）（雌、雄交配）(1)觀察實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問題①眼色的顯性性狀是什么？F1全為紅眼?_____為顯性性狀②眼色遺傳是否遵循分離定律？F2中紅眼:白眼＝3:1?遵循基因的____定律提出問題：為什么白眼性狀的表現(xiàn)，總是與性別相關(guān)聯(lián)？白眼果蠅都是雄的課本P30紅眼分離(2)作出假說、對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋摩爾根的假說：控制白眼的基因（用w表示）在X染色體上，而Y染色體不含有它的等位基因。若用w表示控制眼睛顏色的基因，紅眼W，白眼w。寫出下列個(gè)體的基因型：雌果蠅紅眼：白眼：XWXWXWXwXwXwXwYXWY雄果蠅紅眼：白眼：常染色體上的基因不需標(biāo)明其位于常染色體上；如：DD、Dd、dd性染色體上的基因須將性染色體及其上的基因一同寫出，基因?qū)懺谛匀旧w的右上角注意基因的寫法：課本P31XWY紅眼(雄)XWXw紅眼(雌)摩爾根的假說：控制白眼的基因（用w表示）在X染色體上，而Y染色體不含有它的等位基因。PXWXW紅眼(雌)×XwY白眼(雄)配子XWYXwF1×配子XwXWYXWF2XWXW紅眼(雌)XWXw紅眼(雌)XWY紅眼(雄)XwY白眼(雄)請同學(xué)們根據(jù)假說，畫出課本P30圖2-8的遺傳圖解(3)演繹推理（紙上談兵）______雌果蠅與______雄果蠅交配，即

?！獪y交Q:如何選擇測交的兩個(gè)親本？紅眼白眼F1與隱性純合子雜交XWXw紅眼(雌)×XwY白眼(雄)測交×XWXw紅眼(雌)XwY白眼(雄)XWXwYXw配子XWXwXW

YXwXwXwY測交后代1:1:1:1紅眼(雌）紅眼(雄)白眼(雌)白眼(雄)預(yù)測結(jié)果二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（三）摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)：(4)測交實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論紅眼雌蠅紅眼雄蠅白眼雌蠅白眼雄蠅126132120115得出結(jié)論：控制果蠅白眼的基因只位于X染色體上，而Y染色體不含其等位基因，基因在染色體上。課本P31摩爾根成了孟德爾理論的堅(jiān)定支持者【例3】摩爾根研究果蠅的眼色遺傳實(shí)驗(yàn)過程如下圖所示。下列相關(guān)敘述,錯(cuò)誤的是()

A.果蠅的眼色遺傳遵循基因的分離定律B.該實(shí)驗(yàn)和孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)一樣,都采用了“假說—演繹”的研究方法C.摩爾根所做的假設(shè)是控制白眼的基因位于X染色體上,Y染色體上不含有它的等位基因D.F2中的紅眼雌果蠅的基因型只有XWXW金版學(xué)案P59D1.運(yùn)用上述果蠅雜交實(shí)驗(yàn)再設(shè)計(jì)一個(gè)測交實(shí)驗(yàn)，來進(jìn)一步驗(yàn)證他們的解釋。課本P31______雌果蠅與______雄果蠅交配，即

。白眼紅眼XwXw白眼(雌)×XWY紅眼(雄)XwXw白眼(雌)×XWY紅眼(雄)測交配子測交后代XwXWY紅眼(雌)

XWXwXwY白眼(雄)

1：

1實(shí)驗(yàn)結(jié)果雌果蠅均為紅色，雄果蠅均為白色。與理論推測一致，證明了控制果蠅眼色的基因在X染色體上?！镫[雌×顯雄(純合)F1與隱性純合子雜交三、基因與染色體的關(guān)系短硬毛棒狀眼深紅眼朱紅眼截翅紅寶石眼白眼黃身結(jié)論：基因在染色體上呈線性排列。摩爾根和他的學(xué)生們，設(shè)計(jì)測量出：第一個(gè)果蠅各種基因在染色體上排列圖譜。人只有23對染色體，卻有約2.6萬個(gè)基因。一條染色體上應(yīng)該有許多個(gè)基因。果蠅只有4對染色體，攜帶的基因有1.3萬多個(gè)；測定方法：熒光標(biāo)記法課本P31【例4】下圖表示果蠅X染色體上的幾個(gè)基因,下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()

A.基因在染色體上呈線性排列B.一條染色體上有許多個(gè)基因C.含有該X染色體的雌性果蠅均表現(xiàn)為白眼D.黃身基因與白眼基因的遺傳不遵循自由組合定律金版學(xué)案P59C①相同基因：②等位基因：③非等位基因：回顧舊識：基因相關(guān)概念辨析

同源染色體非同源染色體相同基因等位基因非等位基因非等位基因同源染色體相同位置上控制相同性狀的基因，如圖中A和A。同源染色體同一位置上控制相對性狀的基因，如圖中B和b、

C和c、D和d。(有兩種情況)一種是位于非同源染色體上的非等位基因，如圖中A和D；另一種是位于同源染色體上的非等位基因，如圖中A和b。四、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋（二）分離定律的實(shí)質(zhì)：AAAaAAaaaaaaAA分裂間期減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ減數(shù)分裂Ⅱ等位基因隨同源染色體的分開而分離課本P32四、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋（三）自由組合定律的實(shí)質(zhì)：非同源染色體上的非等位基因自由組合分裂間期減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ減數(shù)分裂ⅡAaBbaaAAbbBBBBaaAAbbAbaBBaAb課本P32AaBb2對等位基因位于2對同源染色體上AaBb2對等位基因位于1對同源染色體上基因的分離定律基因的自由組合定律×√√√等位基因會(huì)隨著同源染色體的分開而分離非同源染色體上的非等位基因自由組合同源染色體上的非等位基因不能自由組合【例5】下列關(guān)于孟德爾遺傳規(guī)律現(xiàn)代解釋的敘述,錯(cuò)誤的是()A.同源染色體上的等位基因具有一定的獨(dú)立性B.非同源染色體上的非等位基因的分離和組合是互不干擾的C.同源染色體上的等位基因分離,非等位基因自由組合D.基因分離與自由組合定律發(fā)生在減數(shù)分裂過程中金版學(xué)案P60非同源染色體上的非等位基因C【情境遷移】某一年生草本植物種群的花色、莖的高矮和葉的寬窄分別受3對等位基因A、a,B、b和C、c控制,某個(gè)體中基因與染色體的位置關(guān)系如下圖所示,請分析回答下列問題。

(1)某同學(xué)提出“3對等位基因中的任意一對基因的遺傳都遵循分離定律,任意2對基因的遺傳都遵循自由組合定律”,請你判斷該同學(xué)的說法是否合理?說出你的判斷依據(jù)。金版學(xué)案P60不合理。3對等位基因中任意一對基因的遺傳均遵循分離定律,但其中等位基因A、a和B、b位于一對同源染色體上,其遺傳不遵循自由組合定律。(2)若用該個(gè)體與另一親本雜交來驗(yàn)證自由組合定律,請寫出另一親本的基因型。aaBBcc或AAbbcc三、基因與染色體的關(guān)系問題2：細(xì)胞中的基因都位于染色體上嗎？為什么？不是。①真核生物的核基因都位于染色體上，而質(zhì)基因位于線粒體等細(xì)胞器內(nèi)；②原核生物的基因有的位于擬核區(qū)DNA分子上，有的位于細(xì)胞質(zhì)的質(zhì)粒上。問題3：在基因研究中，下列成就分別是由哪些科學(xué)家來完成的？①提出“性狀是由遺傳因子決定的”觀點(diǎn)。②把“遺傳因子”改為“基因”，并提出“等位基因”概念。③提出“基因在染色體上”的假說。④用實(shí)驗(yàn)證明了“基因在染色體上”。孟德爾約翰遜摩爾根薩頓假說—演繹法假說—演繹法2.如果控制白眼的基因在Y染色體上，還能解釋摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)嗎？②如果控制白眼的基因在Y染色體上，紅眼基因在X染色體上，則果蠅的基因型為XWYw，紅眼基因?qū)Π籽刍驗(yàn)轱@性，不會(huì)出現(xiàn)白眼雄果蠅。與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符。①如果控制白眼的基因在Y染色體上，且X染色體上沒有顯性紅眼基因，果蠅的基因型為XYw，白眼基因只會(huì)隨Y染色體遺傳，白眼雄果蠅與紅眼雌果蠅的雜交后代中雄果蠅全為白眼。與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符。不能課本P31基因在染色體上薩頓假說摩爾根實(shí)驗(yàn)孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋基因和染色體的行為存在著明顯的平行關(guān)系基因位于染色體上減數(shù)分裂過程中，等位基因隨同源染色體的分開而分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合依據(jù)結(jié)論實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)假設(shè)果蠅眼色遺傳與性別相聯(lián)系控制白眼的基因位于X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因測交實(shí)驗(yàn)課堂小結(jié)實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

3.大量事實(shí)表明，孟德爾發(fā)現(xiàn)的基因遺傳行為與染色體的行為是平行的。據(jù)此做出如下推測，哪一項(xiàng)是沒有說服力的()A．基因在染色體上B．同源染色體分離導(dǎo)致等位基因分離C．每條染色體上都有許多基因D．非同源染色體自由組合使非等位基因重組實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

4.下列關(guān)于基因和染色體關(guān)系的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.染色體是基因的主要載體B.基因在染色體上呈線性排列C.一條染色體上有多個(gè)基因D.染色體就是由基因組成的實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

5.繼孟德爾之后，摩爾根也運(yùn)用了假說—演繹法進(jìn)行科學(xué)探究，其果蠅雜交實(shí)驗(yàn)成為“基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)”的經(jīng)典。下列實(shí)驗(yàn)可以成功驗(yàn)證摩爾根的演繹推理的是(

)A.白眼雌×紅眼雄→紅眼雌∶白眼雄＝1∶1B.紅眼雌×白眼雄→紅眼雌∶白眼雄＝1∶1C.紅眼雌×白眼雄→紅眼雌∶白眼雄∶紅眼雄∶白眼雌＝1∶1∶1∶1D.A、B、C三項(xiàng)都不是實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

6.果蠅的紅眼對白眼為顯性性狀，且控制該性狀的一對基因位于X染色體上，下列雜交組合中，通過眼色就可以直接判斷果蠅性別的是（

）

A.白眼雄蠅與紅眼雌蠅雜交

B.白眼雌蠅與紅眼雄蠅雜交

C.紅眼雌蠅與紅眼雄蠅雜交

D.白眼雌蠅與白眼雄蠅雜交實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

7.已知果蠅的體細(xì)胞內(nèi)有4對同源染色體，根據(jù)薩頓的假說，關(guān)于該動(dòng)物減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子的說法正確的是（）A.果蠅的精子中含有成對的基因B.果蠅的體細(xì)胞中含有一個(gè)基因C.果蠅的4對同源染色體上含有的基因可以同時(shí)來自父方，也可同時(shí)來自母方D.在體細(xì)胞中，基因成對存在的，在配子中只有成對基因中的一個(gè)實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

8.下列有關(guān)基因與染色體的關(guān)系