人教版高中生物必修二 基因在染色体上 基因和染色体的关系课件教学

第2节基因在染色体上

[任务驱动]1．基于对性状、基因和染色体之间关系的理解，从基因和染色体层面阐明性状遗传中所表现出的分离，自由组合等现象的实质，解释新情境下简单的遗传现象。2．尝试运用假说—演绎法分析萨顿的假说和摩尔根的果蝇杂交实验。3．认同摩尔根等科学家尊重科学事实，敢于质疑他人又勇于否定自我的科学精神。预习区·自主读教材探究区·互动破疑难总结区·夯实关键点固双基·当堂达标课后巩固提升一、萨顿的假说1．推论：基因(遗传因子)是由

携带着从亲代传递给下一代的。也就是说，基因就在

上。2．依据：基因和染色体的行为存在着明显的

关系。染色体染色体平行项目基因染色体生殖过程中在杂交过程中保持在配子形成和受精过程中，有相对稳定的存在体细胞配子单个单条体细胞中来源一个来自

，一个来自一条来自

，一条来自形成配子时

自由组合

自由组合完整性和独立性形态结构成对成对父方母方父方母方非等位基因非同源染色体摩尔根杂交实验法红眼4．实验现象的解释XWXW

白眼雄性5.实验现象解释的验证方法：

。6．实验结论：基因在

上。7．发展：一条染色体上有

个基因，基因在染色体上呈

排列。测交染色体许多线性三、孟德尔遗传规律的现代解释规律内容基因的分离定律基因的自由组合定律描述对象同源染色体上的非同源染色体上的行为特点具有一定的分离或组合发生时间

的过程中减数分裂形成配子的过程中结果等位基因随

的分开而分离非同源染色体上的非等位基因现象等位基因分离后，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代，出现性状分离非等位基因自由组合后，分别进入不同配子中，随配子随机结合在后代中，出现自由组合现象等位基因非等位基因独立性互不干扰减数分裂形成配子同源染色体自由组合[预习诊断]1．萨顿和摩尔根都采用了类比推理的研究方法()2．萨顿得出基因在染色体上的证据是基因和染色体的行为存在着明显的平行关系()3．摩尔根用红眼雌果蝇和白眼雄果蝇杂交，发现F2中白眼果蝇全部是雄性的(

)4．摩尔根为了解释杂交实验所发现的问题，提出的假设是：控制白眼的基因只在X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因(

)5．摩尔根和他的合作者研究发现，一条染色体上只有一个DNA，一个DNA上有多个呈线性排列的基因()6．等位基因随着同源染色体的分离而分离，非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而组合(

)×√√√×√(1)据图2思考：是不是所有的同源染色体形态、大小都相同？提示：不是，常染色体中同源染色体的大小和形态相同，但性染色体的形态、大小不同。(2)控制果蝇红眼和白眼的基因是否遵循基因的分离定律？为什么？提示：遵循，因为F1全部为红眼，F2中红眼和白眼的个体数量比例为3∶1。

(3)摩尔根通过杂交实验发现了什么问题？他又做出怎样的假设解释这个问题？提示：白眼性状的表现，总是与性别相联系。控制白眼的基因只位于X染色体上，在Y染色体上没有它的等位基因。(4)根据摩尔根的假设，红眼、白眼雌雄果蝇的基因型分别有哪些？(相关基因用W和w表示)提示：雌果蝇：红眼——XWXW、XWXw，白眼——XwXw；雄果蝇：红眼——XWY，白眼——XwY。1．类比推理与假说—演绎法的比较(1)类比推理：将未知事物同已知事物的性质类比，依据其相似性，提出关于未知事物某些性质的假说——类比推理得出的结论，并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要观察和实验的检验。(2)假说—演绎法：在观察和分析基础上提出问题→通过推理和想象提出解释问题的假说→根据假说进行演绎推理→通过实验检验演绎推理的结论→若实验结果与预期结论相符，证明假说是正确的；反之，假说是错误的。2．果蝇测交实验的分析(1)实验一：F2中白眼雄果蝇与F1中红眼雌果蝇交配：基因在性染色体基因在常染色体说明：杂交子代中，雌雄果蝇中均有红眼和白眼，与基因位于常染色体表现相同，故根据本实验的结果无法验证假说，但通过本实验得到了白眼雌果蝇。

(2)实验二：利用“实验一”得到的白眼雌果蝇与一个毫无血缘关系的纯种红眼雄果蝇交配：说明：杂交子代中，雌果蝇全为红眼，雄果蝇全为白眼，性状表现与性别相联系，与基因位于常染色体表现不同，由此可证明假说成立。与性染色体有关的两个“并非”(1)并非所有的生物都有性染色体①由性染色体决定性别的生物才有性染色体。②雌雄同株的植物无性染色体。(2)并非所有生物的X染色体都比Y染色体短，如人的X染色体比Y染色体长。1．已知果蝇的体细胞中有4对同源染色体，根据萨顿的假说，关于果蝇减数分裂产生配子的说法，正确的是(

)A．果蝇的精子中含有成对基因B．果蝇的体细胞中只含有一个基因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，也可以同时来自母方D．在体细胞中，基因是成对存在的，在配子中只有成对基因中的一个解析：由于精子中无同源染色体，所以其中的基因不成对，A错误；果蝇的体细胞中含有同源染色体，所以基因都是成对的，且种类也很多，B错误；同源染色体只能一条来自母方，一条来自父方，不会同时来自母方或父方，C错误。答案：D2．(2019·高考全国卷Ⅰ)某种二倍体高等植物的性别决定类型为XY型。该植物有宽叶和窄叶两种叶形，宽叶对窄叶为显性。控制这对相对性状的基因(B/b)位于X染色体上，含有基因b的花粉不育。下列叙述错误的是(

)A．窄叶性状只能出现在雄株中，不可能出现在雌株中B．宽叶雌株与宽叶雄株杂交，子代中可能出现窄叶雄株C．宽叶雌株与窄叶雄株杂交，子代中既有雌株又有雄株D．若亲本杂交后子代雄株均为宽叶，则亲本雌株是纯合子解析：由于亲本雄株产生的含有基因b的花粉不育，因此子代不可能出现窄叶雌株(XbXb)；窄叶性状只能出现在雄株(XbY)中，其中Xb来自卵细胞，Y来自精子，A项正确。当宽叶雌株的基因型为XBXb，宽叶雄株的基因型为XBY时，子代可出现窄叶雄株(XbY)，B项正确。宽叶雌株的基因型为XBXb或XBXB，与窄叶雄株(XbY)杂交后，由于含有基因b的花粉不育，子代只有雄株，没有雌株，C项错误。若亲本杂交后子代雄株均为宽叶(XBY)，则雌株提供的基因皆为XB，由此可知亲本雌株的基因型只能为XBXB(纯合子)，不能为XBXb，D项正确。答案：C3．红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配，子一代雌雄果蝇都表现红眼，这些雌雄果蝇交配产生的子二代中，红眼雄果蝇占1/4，白眼雄果蝇占1/4，红眼雌果蝇占1/2。下列叙述不正确的是(

)A．红眼对白眼是显性B．眼色遗传符合基因分离定律C．眼色和性别表现为自由组合D．红眼和白眼基因位于X染色体上解析：根据亲代及子一代果蝇的性状表现可推知，红眼相对于白眼为显性，A项正确；子一代红眼雌雄果蝇交配，子二代果蝇中，红眼∶白眼＝3∶1，符合基因分离定律的性状分离比，B项正确；若基因位于常染色体上，子二代雌雄果蝇中均应有红眼和白眼，而实验中雌果蝇全为红眼，说明基因应位于X染色体上，D项正确。由于控制眼色的基因位于X染色体上，故不能与性别自由组合，C项错误。答案：C判断基因位于常染色体或X染色体的方法方法结果基因的位置统计调查根据子代某性状在雌雄个体中的比例来推断比例相同一般在常染色体上比例不同一般在X(或Y)染色体上设计遗传杂交实验若已知显隐性：采用雄显×雌隐若子代雌雄中各表型比例相同在常染色体上若子代雌显∶雄隐＝1∶1在X染色体上若不知显隐性：采用正反交若两组子代雌雄中各表型比例均相同在常染色体上若有一组后代表现为雌全与父本一致，雄全与母本一致在X染色体上(1)图中哪些是等位基因？哪些是相同基因？提示：A与a、D与d、E与e。B与B、C与C。(2)图中的非等位基因的遗传是否都遵循基因的自由组合定律？提示：非同源染色体上的非等位基因，如A/a与E/e，其遗传遵循自由组合定律。同源染色体上的非等位基因，如A/a与D/d，其遗传不遵循自由组合定律。1．基因的分离定律与减数分裂的关系2．基因的自由组合定律与减数分裂的关系基因的行为并不都遵循孟德尔遗传规律(1)并不是所有的非等位基因都遵循基因自由组合定律，只有非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律。(2)并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德尔遗传规律，如叶绿体、线粒体中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。(3)并不是所有生物中的基因都遵循孟德尔遗传规律，如原核生物细胞中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。1．如图表示果蝇的一个细胞，其中数字表示染色体，字母表示基因，下列有关叙述正确的是(

)A．从染色体情况上看，该果蝇只能形成一种配子B．e基因控制的性状在雌雄个体中出现的概率相等C．形成配子时基因A、a与D、d之间不能自由组合D．只考虑3、4与7、8两对染色体时，该个体能形成四种配子，并且配子数量相等解析：由图可知，该果蝇为雄性个体，图中7为X染色体，8为Y染色体，因此，从染色体情况上看，它能形成X、Y两种配子。e基因位于X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因，所以e基因控制的性状，在雄性个体中出现的概率高于在雌性个体中出现的概率。A、a与D、d位于两对同源染色体上，减数分裂时，A、a与D、d之间能够自由组合。只考虑3、4与7、8两对同源染色体时，该果蝇基因型可写成DdXeY，产生DXe、dXe、DY、dY四种配子且数量相等，即各占1/4。答案：D2．下面为某同学总结的有丝分裂、减数分裂和受精作用的联系图，有些联系是错误的，其中全为错误联系的选项是(

)A．①⑤⑧ B．①③④C．⑦⑧ D．⑤⑧解析：有丝分裂后期姐妹染色单体分离，①正确；减数分裂后期会发生同源染色体分离，非同源染色体自由组合，②和③正确；受精作用时同源染色体会合，④正确；姐妹染色单体分离不会导致等位基因分离，⑤错误；同源染色体的分离会导致等位基因分离，⑥正确；非同源染色体自由组合会导致非同源染色体上非等位基因自由组合，⑦正确；非同源染色体上的非等位基因自由组合发生在减数分裂，⑧错误。答案：D

[强化生命观念]1．萨顿假说的内容：萨顿运用“类比推理”提出了基因在染色体上的假说。2．摩尔根运用“假说—演绎法”，通过果蝇杂交实验证明了萨顿假说。3．果蝇正常体细胞中含有3对常染色体和1对性染色体。4．通过荧光显示，可以知道基因在染色体上的位置。5．基因位于染色体上，一条染色体上有许多基因，呈线性排列。6．基因的分离定律和自由组合定律的实质分别是：等位基因随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，随配子遗传给后代；同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。

[提升思维表达]1．教材P30：摩尔根为什么选择果蝇为实验材料？提示：易饲养、繁殖快、后代个体数量多等。2．说出孟德尔遗传规律的适用范围。提示：①有性生殖的生物。②细胞核基因，其中只有非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律。1．下列相关叙述中错误的是(

)A．萨顿提出了基因位于染色体上的假说B．萨顿发现了基因与染色体行为的平行关系C．萨顿运用假说—演绎法证明了基因位于染色体上D．萨顿关于对基因与染色体关系的研究方法是类比推理法解析：萨顿运用类比推理法提出了“基因在染色体上”的假说，摩尔根运用假说—演绎法证明基因位于染色体上。答案：C答案：D3．摩尔根用一只白眼突变体的雄性果蝇进行一系列杂交实验后，证明了基因位于染色体上。其杂交实验过程中，最早获得白眼雌果蝇的途径是(

)A．亲本白眼雄果蝇×亲本雌果蝇B．亲本白眼雄果蝇×F1雌果蝇C．F2白眼雄果蝇×F1雌果蝇D．F2白眼雄果蝇×F3雌果蝇解析：白眼为隐性性状，且控制该性状的基因位于X染色体上；雌果蝇要表现白眼性状，必须用白眼雄果蝇和带有白眼基因的雌果蝇杂交。A选项中亲本雌果蝇不携带白眼基因，不符合题意；B选项的F1雌果蝇携带白眼基因，与亲本白眼雄果蝇交配能得到白眼雌果蝇，符合题意；C、D选项所用时间较长，不符合题意。答案：B4．下列关于孟德尔遗传规律现代解释的叙述，错误的是(

)A．非同源染色体上的非等位基因的分离和组合是互不干扰的B．同源染色体上的等位基因具有一定的独立性C．同源染色体上的等位基因分离，非等位基因自由组合D．同源染色体上的等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合解析：同源染色体上的等位基因在减数分裂后期，随着同源染色体的分开而分离，非同源染色体上的非等位基因在减数分裂后期随着非同源染色体的自由组合而自由组合，A、D正确。由于等位基因位于同源染色体上，因此具有一定的独立性，B正确。同源染色体上的非等位基因，若位于同一条染色体上，只能关联在一起；若位于同源染色体上则只能分离，不遵循自由组合定律，C错误。答案：CA．果蝇的眼色遗传遵循基因的分离定律B．摩尔根的果蝇杂交实验和孟德尔的豌豆杂交实验一样，都采用了“假说—演绎法”C．摩尔根所做的假设是控制白眼的基因只位于X染色体上，亲本中白眼雄果蝇的基因型是XwYD．F2中的红眼雌果蝇的基因型只有XWXW解析：子二代中，红眼和白眼的比例为3∶1，说明果蝇的眼色遗传遵循基因的分离定律，A正确；摩尔根的果蝇杂交实验和孟德尔的豌豆杂交实验一样，都采用了“假说—演绎法”，B正确；摩尔根所做的假设是控制白眼的基因只位于X染色体上，亲本中白眼雄果蝇的基因型是XwY，C正确；F2中的红眼雌果蝇的基因型有XWXW和XWXw，D错误。答案：D(1)根据F2中果蝇性别表现，摩尔根提出的假说是_______________________________________________________________________________________。试用遗传图解的方式表达摩尔根的上述假说(红眼基因为B、白眼基因为b)。(2)为探究此假说是否正确，摩尔根选用____________果蝇交配，若此杂交后代果蝇的表型及其比例为____________________，则假说是正确的。解析：(1)根据图中性状表现，摩尔根提出控制白眼的基因在X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因的假说。(2)为探究此假说正确与否，摩尔根等人采用测交法，即用白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交，如后代红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇＝1∶1，则说明假说成立。第4章基因的表达第1节

基因指导蛋白质的合成

1.说出三种RNA的结构和功能。2.描述转录和翻译的过程。3.阐述密码子、反密码子与氨基酸间的关系。4.阐述中心法则的内容。1.生命观念：通过掌握遗传信息的表达过程，明确蛋白质作为生命活动主要承担者的意义。2.科学思维：运用数学方法，分析转录和翻译过程中DNA上碱基、密码子、氨基酸数量间的对应关系。课标要求素养要求内容索引一、RNA的组成及分类二、遗传信息的转录随堂演练知识落实三、遗传信息的翻译四、中心法则01一、RNA的组成及分类RNADEZUCHENGJIFENLEI基础梳理

·夯实教材基础1.RNA的结构(1)基本单位及组成①

；②

；③碱基：

；④

。(2)空间结构：一般是

，且比DNA短。磷酸核糖A、U、G、C核糖核苷酸单链2.RNA与DNA的比较比较项目DNARNA组成单位基本组成单位不同__________________________五碳糖不同______________碱基不同特有的是____________特有的是__________结构不同_________________一般为_____脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖胸腺嘧啶(T)尿嘧啶(U)单链规则的双螺旋结构3.RNA的种类及其作用(1)(2)(3)信使RNADNA核糖体RNA转运RNA识别并转运氨基酸(1)DNA和RNA都含有核糖(

)(2)RNA是某些病毒的遗传物质(

)×正误判断

·矫正易混易错√深化探究

·解决问题疑难现有一核酸分子，若从化学组成入手，如何判断其是DNA还是RNA？(不考虑特殊情况)提示(1)根据五碳糖种类判断：若有核糖，一定为RNA；若有脱氧核糖，一定为DNA。(2)根据含氮碱基种类判断：若含T，一定为DNA；若含U，一定为RNA。(3)根据含氮碱基含量的比较判断：若嘌呤数≠嘧啶数，则肯定不是双链DNA。02二、遗传信息的转录YICHUANXINXIDEZHUANLU基础梳理

·夯实教材基础1.概念：RNA是在

中，通过RNA聚合酶以

为模板合成的，这一过程叫作转录。2.过程细胞核DNA的一条链碱基碱基互补配对一条链核糖核苷酸RNA聚合酶mRNADNA双螺旋(1)转录不是转录整个DNA，是转录其中的基因，不同种类的细胞，由于基因的选择性表达，mRNA的种类和数量不同，但tRNA和rRNA的种类没有差异。(2)细胞核中转录形成的RNA通过核孔进入细胞质，穿过0层膜，需要能量。(3)完成正常使命的RNA易迅速降解，保证生命活动的有序进行。(4)质基因(线粒体和叶绿体中的基因)控制蛋白质合成过程中也进行转录。归纳总结(1)遗传信息转录的产物只有mRNA(

)(2)转录以DNA的两条链作为模板，以4种核糖核苷酸为原料(

)(3)细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生(

)×正误判断

·矫正易混易错××深化探究

·解决问题疑难结合下列有关图解，回答相关问题。1.甲、乙两过程有何相同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？提示甲表示DNA复制，乙表示转录。转录与复制都需要模板，都遵循碱基互补配对原则，在真核细胞中主要发生在细胞核。碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性。2.甲、乙两过程有何不同之处？提示(1)DNA复制中A与T配对，转录中会有A与U配对。(2)DNA复制时一个DNA分子完整复制，形成两个DNA分子；转录是以基因为单位进行的，在DNA分子中，只有处于表达状态的片段(基因)才会被转录，转录形成一条单链RNA。3.转录形成的RNA的碱基序列与其DNA模板链和非模板链的碱基序列相比，有什么异同？提示转录形成的RNA的碱基序列与其DNA模板链的碱基序列是互补配对关系；和非模板链的碱基序列基本相同，只是DNA链上T的位置，RNA链上是U。03三、遗传信息的翻译YICHUANXINXIDEFANYI基础梳理

·夯实教材基础1.翻译场所：细胞质的

上模板：______原料：21种_______能量：ATP搬运工具：tRNA产物：具有一定氨基酸顺序的_______核糖体mRNA氨基酸蛋白质2.tRNA的形态和功能特点(1)形态：RNA链经过

，形成

形。(2)功能特点：每种tRNA只能识别并转运

氨基酸。折叠三叶草一种3.密码子和反密码子(1)属于密码子的是

(填序号)，位于[④]

(填名称)上，其实质是决定一个氨基酸的

的碱基。(2)属于反密码子的是

(填序号)，位于[③]

(填名称)上，其实质是与

发生碱基互补配对的3个相邻的碱基。(3)密码子的种类为

种，正常情况下，反密码子的种类为

种。②mRNA3个相邻①tRNA密码子64614.翻译过程核糖体tRNAmRNA终止密码子mRNA的复合物5.翻译能精确进行的原因(1)

为翻译提供了精确的模板。

(2)通过

，保证了翻译能够准确地进行。6.翻译能高效进行的原因一个mRNA分子上可以相继结合

个核糖体，同时进行多条肽链的合成。mRNA碱基互补配对多(1)DNA上遗传信息、密码子、反密码子的对应关系归纳总结(2)基因表达过程中相关的数量关系比较(不考虑终止密码子)数目/个DNA中的碱基数(脱氧核苷酸数)6nmRNA中的碱基数(核糖核苷酸数)3n蛋白质中的氨基酸数n参与转运氨基酸的tRNA数n蛋白质中的肽链数m蛋白质中的肽键数(脱水数)n－m基因表达过程中，蛋白质中氨基酸的数目＝参加转运的tRNA数目＝

mRNA的碱基数目＝

基因中的碱基数目。(3)原核生物和真核生物基因的转录和翻译真核细胞的转录主要发生在细胞核中，翻译发生在细胞质中，在空间和时间上被分隔开进行，而原核细胞的转录和翻译没有分隔，可以同时进行，边转录边翻译。(1)DNA是蛋白质合成的直接模板(

)(2)密码子位于mRNA上，ATC一定不是密码子(

)(3)mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质(

)(4)每种转运RNA能识别并转运一种或多种氨基酸(

)×正误判断

·矫正易混易错√××深化探究

·解决问题疑难下图是翻译过程的示意图，请据图分析：1.图甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是哪种分子或结构？提示Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是tRNA、核糖体、多肽链。2.图乙中①、⑥分别是什么分子或结构？核糖体移动的方向是怎样的？提示①、⑥分别是mRNA、核糖体；核糖体移动的方向是由右向左。3.最终合成的多肽链②、③、④、⑤的氨基酸序列相同吗？为什么？提示相同；因为它们的模板是同一条mRNA。04四、中心法则ZHONGXINFAZE基础梳理

·夯实教材基础1.提出者：

。2.内容克里克①DNA的复制：遗传信息从

流向

。②

：遗传信息从

流向

。③翻译：遗传信息从

流向

。④

：遗传信息从

流向

。⑤

：遗传信息从

流向

。DNADNA转录DNARNARNA蛋白质RNA的复制RNARNA逆转录RNADNA(1)中心法则表示的是遗传信息的流动过程(

)(2)遗传信息只能从DNA流向RNA，进而流向蛋白质(

)(3)DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则(

)正误判断

·矫正易混易错√××写出下列各类生物遗传信息传递过程：原核生物；真核生物；DNA病毒；RNA复制病毒；逆转录病毒。学以致用

·链接典例拓展生物种类遗传信息的传递过程原核生物真核生物DNA病毒RNA复制病毒逆转录病毒提示学习小结05随堂演练知识落实SUITANGYANLIANZHISHILUOSHI1.下列关于RNA的叙述，错误的是A.有些RNA可催化细胞内的某些生化反应B.RNA的基本单位由磷酸、核糖和含氮碱基组成C.RNA参与构成核糖体D.RNA参与构成细胞膜√解析有些酶的化学本质为RNA；RNA的基本单位是核糖核苷酸，由磷酸、核糖和含氮碱基组成；rRNA参与构成核糖体。12345解析分析题图可知，①是磷酸基团，②是五碳糖，③是含氮碱基。DNA与RNA在核苷酸上的不同主要有两点，一是在DNA中②为脱氧核糖，在RNA中②为核糖；二是在DNA中③有A、T、C、G4种，在RNA中③有A、U、C、G4种，A错误；如果要构成ATP，要在①位置上加上两个磷酸基团，②应为核糖，③应为腺嘌呤，B错误；人的遗传物质是DNA，在DNA中③只有4种(A、G、C、T)，C正确；DNA分子的一条脱氧核苷酸链中多数②与两个①相连，D错误。2.(2019·邢台校级月考)如图为核苷酸的模式图，下列相关说法正确的是A.DNA与RNA在核苷酸上只有②不同B.如果要构成ATP，在①位置上加上两个磷酸基团即可C.③在人的遗传物质中只有4种D.DNA分子中每个②