第21章 第1节 生物的遗传 教案

第21章遗传信息的延续性第一节生物的遗传教学目标1、知识目标：描述染色体、DNA和基因之间的关系，举例说出生物的性状是由基因控制的，说出基因在亲子代间的传递，说明人的性别是由性染色体决定的，理解生男生女的问题，学会分析色盲病的遗传方式，举例说出人类主要的遗传病，了解近亲结婚的危害和遗传病的预防。2、能力目标：尝试通过分析实验现象推导出其包含的生物学本质，培养学生由现象到本质的抽象逻辑思维方法。尝试运用逆向推导法，探讨基因的传递。3、情感态度与价值观目标：尝试运用遗传学解释一些遗传现象，培养学生的生物科学素养，激发学生深层次地对生命的思考和对生命的热爱，增强实事求是的科学态度和运用科学方法解释生命科学的有关问题，关注转基因技术给人类带来的影响。能用科学态度看待生男生女的问题，运用所学知识影响周围人们的旧观念。教学重点和难点1、重点：性状的概念，染色体、DNA和基因之间的关系，基因的传递过程，基因控制生物的性状。2、难点：基因与性状和染色体的关系，基因的传递过程，基因控制生物的性状。课前准备课前向学生发放一调查表，对自己家庭成员的某些性状进行调查。调查结果为学生在上课时的讨论分析材料。调查表见书本：调查前教师应注意：1．要求学生如实填写表格中的内容，不能为完成作业而随便填写。通过这项活动培养学生严肃认真的科学态度。2．向学生说明如何识别这些性状特征，特别对上眼睑这一特征中的双眼皮、单眼皮，应说明不是美容后的特征。第一课时用心爱心专心 教学过程引言：在了解生物界的丰富多彩之后，有些同学会提出一些新的问题：各种生物在生存发展过程中，是否会有共同的规律？（比如说，每种生物是怎样将自己的特征传给后代的？最初的生物是怎样发生又是怎样演变的？）生物能否孤立的生存，生物与环境之间是一种什么样的关系？等等。我们将在以后的生物课的学习中探讨这些问题，共同寻找这些问题的答案。1．遗传的现象：对于“遗传”这一词，我们并不陌生。同学们可以在日常的观察中发现许多遗传的现象，如种瓜得瓜，种豆得豆；龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞；虎父无犬子；一代没好妻，三代没好子；种下的黄瓜不会成为葫芦；儿子的长相像爸爸，等等。在课下，同学们对人的一些特征进行了调查。通过调查，我们看到了这些特征在上下代的连续性。生物体的亲代与子代之间，在形态、结构和生理功能等方面具有许多相似特征的现象，叫做生物的遗传。这些特征在上下代的传递过程中有没有规津？我们先来分析这些特征。【学生活动】（1）小组讨论。每小组选择一项特征，分析该特征在上下代传递中有几种方式，比如某同学的上眼睑是双眼皮，他的爸爸、妈妈也是双眼皮，这是一种传递方式。会不会还有其他的方式，大家可以根据本小组的调查的结果进行分析。（2）全班讨论。各小组介绍小组讨论的结果，所分析的特征有几种传递的方式；各种特征在上下代的传递中是否有共同点；将讨论的结果以列表的方式做出小结。2、生物的性状与基因和染色体遗传是生物界普遍存在的现象。不同种类的生物有不同的形态特征、生理特性，就是同一种生物的不同个体在这些方面也会有所不同。这些特征，也就是生物体的形态特征或生理特性称为性状。同学们在自己身边到处可以遇到。下面我们一起来认识生物的性状。用心爱心专心 观察图21-1生物的性状，讨论：图中观察到的是番茄、家兔的哪些特征？对同种生物来说，同一种特征在不同个体的表现都一样吗？联系生活实际，你还能举出同种生物具有的相似特征吗？学生活动：同种生物同一性状的不同表现形式叫做相对性状。那么你能否举例说出那些属于生物的相对性状？习题：1）、下列各组性状中,属于相对性状的一组是(D)A、狗的卷毛和猫的直毛B、菜豆的白花和菜豆的绿叶C、豌豆的高茎和菜豆的矮茎D、小麦的有芒和小麦的无芒2）、下列各组性状中，属于相对性状的是（C）A.狗的长毛与黑毛B.人体的身高与体重C.棉花的掌状叶和鸡脚叶D.豌豆的高颈与蚕豆的矮茎用心爱心专心 第二课时【复习】（1）什么是遗传？什么是性状？什么是相对性状？请举例。（2）生物体内的遗传物质是什么？DNADNA与染色体的关系是怎样的？存在与染色体上。提出问题：生物的性状与遗传物质间有什么关系？细胞中的遗传物质是如何传递到下一代的？生物是怎样把自己的性状传给下一代的？或者生物通过什么途径把自己的性状传给下一代？父母能否直接将具体的性状传给孩子？父母传给孩子的是什么？阅读资料，寻找答案。（孟德尔）3、认识基因与染色体（1）染色体：科学家在研究细胞时发现细胞核中有一种物质，这种物质很容易被碱性染料染成深色，因此，就将这种物质称为染色体。科学家还发现各种生物的细胞中染色体的形态结构和数目是不同的。每种生物的染色体有自己独特的特点。展示人的染色体和果蝇（雌）染色体图：不同生物染色体形态不同。展示几种生物染色体的数目：不同生物染色体数目不同。提问：从以上四种生物染色体的形态和数目我们可以看到什么？——各种不同物种生物的细胞中染色体的形态结构和数目是不同的。同一物种又是相对稳定的。——体细胞染色体数是生殖细胞染色体数2倍，或者说生殖细胞染色体数是体细胞染色体数的1/2。进一步研究细胞中的染色体，发现体细胞中总有每两条形态大小相同，可以配成对，所以人的体细胞中有染色体46条，配成23对，玉米体细胞中有染色体10对。染色体中的遗传物质叫做核酸。同学们在广播、电视和报刊上听到看到的DNA就是核酸的一种。提出问题：每种生物都有许多性状，染色体上的遗传物质怎样控制这些不同的性状？用心爱心专心 （2）基因：“基因”这一名词，同学们也不陌生。但是它到底是什么？它与生物性状有什么关系？科学研究发现，生物的不同性状是由不同的基因决定。我们常说的基因是指位于染色体上的分成若干小单位的遗传物质，这些决定生物性状的遗传物质的小单位叫做基因。如：豌豆的花有红色、白色，茎有高、矮，人的上眼睑有双眼皮、单眼皮，等等，是由不同基因决定的。基因是染色体上遗传物质的小片段，所以基因也与染色体相同，在体细胞中成对存在，4、分析基因的传递过程提出问题，讨论：在生殖发育过程中，体细胞与生殖细胞中的染色体数目是怎样变化的？怎样才能使孩子体细胞中染色体数目与父母相同呢？分析图21-3基因在亲代、子代之间传递示意图。我们在了解人的生殖和发育过程时已经知道，每个人都是由受精卵发育形成的，而每个受精卵又是由卵细胞和精子融合而成的。即从生殖发育的过程看，联系父母与子女的结构是生殖细胞。所以，我们可以说父母的性状是通过生殖细胞——卵细胞和精子传给后代的。同样，各种生物也是通过生殖细胞把性状传给后代的。只有这样，孩子的体细胞中的染色体数目就与父母的相同了。就我们体细胞中的每一对染色体来说，其中一条来自父亲，另一条来自母亲。提出问题：人们为什么这样重视染色体的变比？——这是由于染色体数目规律的变化与生物的遗传有密切的关系。我们知道，生物体的遗传物质存在于细胞核中，在细胞核中遗传物质又主要存在于染色体上。受精卵中的每一对染色体，一条来自父亲，另一条来自母亲，由受精卵经过发育形成的孩子的细胞中就具有了父母双亲的染色体或者说父母双亲的遗传物质了。父母的遗传物质就是这样传给了子女。由于成对的基因位于成对的两条染色体上，我们是否可以这样理解：在我们体细胞中的每一对基因中的两个基因，一个来自父亲，一个来自母亲。1）基因和染色体的关系是（）用心爱心专心 A．染色体又叫基因B．染色体位于基因之中C．一条染色体上由许多基因D．一对染色体上有一对基因2）每个人都是由________发育来的，而________又是由________和_______融合而成的，由此可见，父母的性状是通过他们的___________遗传给他们的子女的。3）基因的作用是（）A．改变生物体的形态和功能B．控制某些生物的性状C．遗传给后代D．发生变异，产生新物种4）、下列说法不正确的是（）A.人的受精卵里有46条染色体，肌肉细胞里也有46条染色体B.控制生物性状的成对基因在形成生殖细胞是要彼此分开C.受精卵内既含父方基因，有含母方基因D.生物的遗传现象多与变异现象第三课时【复习】（1）什么叫染色体？什么叫DNA？什么叫基因？（2）三者之间的关系是怎样的？（3）亲代的基因通过什么过程传递给子代？生殖（4）子代成对的染色体分别来自何处？【引入】上节课，我们学习了有关染色体和基因的知识，我们还提出了这样几个问题。（1）一对基因怎样决定性状？（2）同样是一对基因，为什么有的人是双眼皮，有的人是单眼皮？（3）为什么会出现子女与父母不同性状的现象？【新课】下面我们以人的上眼睑为例，研究以上问题。用心爱心专心 生物的一些性状是由一对基因控制的，如人的眼睑，耳垂等。提出问题，讨论：以A或a表示控制上眼睑特征的基因，这两个基因在人体内会有几种结合方式，分别决定什么特征？同学们可以讨论并提出自己的假设。A与a结合，可能会有三种方式：AA、Aa和aa。提出问题，讨论：若AA决定的性状是双眼皮，aa会决定什么性状？那么Aa又会决定什么性状呢？有的同学会问为什么不是aa决定双眼皮呢？在研究这个问题的过程中发现，细胞中的成对基因有显隐性之分，即显性基因和隐性基因。5．基因的显性与隐性：双眼皮由显性基因决定，以大写字母表示显性基因，细胞中的基因是AA；单眼皮由隐性基因决定，以小写字母表示隐性基因，细胞中的基因是aa。那么，基因为Aa，既有显性基因，又有隐性基因，会表现出什么性状呢？在基因为Aa时，隐性基因a不能表现，只表现显性基因A决定的性状，所以Aa也是双眼皮。提出问题，讨论：上一节课，我们在分析人体几种性状的遗传方式时，归纳出有这样几种情况，以上述眼睑的特征为例：示投影片：（1）爸爸、妈妈双眼皮，孩子双眼皮；（2）爸爸、妈妈单眼皮，孩子单眼皮；（3）爸爸、妈妈双眼皮，孩子单眼皮；（4）爸爸双眼皮、妈妈单眼皮，孩子双眼皮；（5）爸爸双眼皮、妈妈单眼皮，孩子单眼皮；（6）爸爸单眼皮、妈妈双眼皮，孩子双眼皮；（7）爸爸单眼皮、妈妈双眼皮，孩子单眼皮。请同学们利用显隐性基因的知识对以上各种情况产生的原因作出解释。用心爱心专心 同学们对（1）（2）两种情况比较容易理解，孩子继承了父母的待征，这就是遗传。（4）、（5）、（6）、（7）几种情况中，孩子继承双亲之一的性状，同学们也能接受。那么，为什么出现了第三种情况，是不是在调查中搞错了？孩子与双亲的上眼睑都不相同，是否有这种可能性？提问：父母都是双眼皮，体细胞中成对基因会有几种情况？（1）父亲的基因AA，母亲的基因AA，会不会生出单眼皮的后代的后代？（2）父亲的基因AA，母亲的基因Aa，或父亲的基因Aa，母亲的基因AA，会不会生出单眼皮的后代？（3）假如，父亲的基因Aa，母亲的基因Aa，会不会生出单眼皮的后代？这种后代是怎样产生的？提出问题：请同学们思考，会不会有这种情况，父母都是单眼皮，生出一个双眼皮的孩子？要说明可能或不可能的理由。1）、家族性多发性结肠息肉是一种显性遗传病，双亲中一个是基因组成为Ee的患病者，另一个表现正常。那么，他们的子女发病的可能性是（）A.25%  B.50%  C.75%  D.全部2）两株高果（G）南瓜杂交后，后代高果（G）和矮果（g）的比例是3:1，则基本的基因组合方式应是（）A.GG和gg   B.GG和Gg   C.Gg和Gg  D.gg和gg3）多指（如六指）是由显性致病基因控制的一种常见畸形。如果父母双方的一方是多指（基因组成是AA或Aa）另一方正常，他们的子女会（）A.都患多指或一般患多指  B.一般患多指，一般正常C.全部患多指            D.全部正常用心爱心专心 4）已知绵羊的白色与黑色是一对相对性状，白色由显性基因（B）控制，黑色由隐性基因（b）控制，现有两只白色绵羊交配后生了一只黑色小羊，请问：（1）两只白色绵羊和所生黑色小羊的基因组成分别是怎样的？（2）它们第二胎生黑色小羊的几率是多少？生白色小羊的几率是多少？5）(填图)已知有酒窝和无酒窝这一对性状，决定有酒窝的基因（D）是显性基因，决定无酒窝的基因（d）是隐性基因，如右图所示的遗传图解中，父亲的性状是__________，母亲的基因是_______,他们的子女可能产生的基因型有以下三种：①_________型，可能占____%;②__________型，可能占_______%，③_________型，可能占____%。这一对夫妇所生的子女，有酒窝的可能性是______%，没有酒窝的可能性是_______%。6）牛的毛色有黑色和棕色，如果两头黑牛交配产生了一头棕色小牛，请回答：（1）黑色和棕色哪种是显性性状            。（2）如果用B与b表示牛的毛色的显性基因和隐性基因，写出上述两头黑牛及棕色小牛的基因组成            。（3）上述两头黑牛产生一只黑色小牛的可能性是            。（4）如果用一头雄牛与多头雌牛（基因组成为Bb）交配，共出生20头小牛，全部为黑色，则此雄牛的基因型最可能是            。第四课时6、人类的性别决定提问：受精卵是多细胞生物个体的起点，为什么有的受精卵发育成雌性个体，有的发育成雄性个体？为什么有些遗传性状对雌雄后代的影响不一样？人类生男生女取决于父方还是母方？为什么男女比例总是接近于1：1？这就是我们要学习的问题：人类的性别决定。导入新课1）定义：一般指雌雄异体的生物决定性别的方式用心爱心专心 受精卵发育成雌性个体，还是发育成雄性个体，是由受精卵内的遗传物质决定的。遗传物质的主要载体是染色体。生物的性别是由与性别相关的染色体控制的（多媒体显示：男、女体细胞中的染色体构成图）2）常染色体和性染色体问：男、女体细胞的染色体组成有什么相同之处，有什么不同之处。由学生的回答引出：与性别决定有明显而直接关系的染色体为性染色体；与性别决定无关的染色体是常染色体。（多媒体显示：1、性染色体2、常染色体/排列）。3）性别决定的方式：XY型：雌性性染色体为XX，雄性染性色体为XY。ZW型：雌性性染色体为ZW，雄性染性色体为ZZ。人的性染色体为XY，在男性个体的体细胞内，除了含有成对的22对常染色体外，还含有两个异型的性染色体。以X、Y表示。女性个体的体细胞内，除了含有成对的22对常染色体外，还含有两个同型的性染色体（多媒体显示4），以X、X表示。这就是雌雄个体性染色体组成的不同。（多媒体显示：XY型性别决定）4）、性染色体的组成与性别遗传的关系下面我们来探讨性染色体的组成与性别遗传的关系。（多媒体显示：人类的性别决定图解）讲解：亲代产生配子时，雌性个体只产生一种雌配子，都含X染色体；雄性个体则产生两种雄配子，一种含X染色体，另一种含Y染色体，它们的比是1：1，雌配子与含有X染色体的雄配子结合含有Y染色体的雄配子结合，机会是相等的。雌配子与含有X染色体的雄配子结合，形成含有XX染色体的合子，合子发育成的子代是雌性，即女性。雌配子与含有Y染色体的雄配子结合形成含有XY染色体的合子，合子发育成的子代是雄性，人类即男性。由此，同学们可以知道，XY型性别决定的生物，后代的性别取决于父方。人类的生男生女，也是由父方决定的。用心爱心专心 由于雌配子与含有X染色体的雄配子结合的机会同与含有Y染色体的雄配子结合的机会相同，雄配子中含有X染色体的数量与含有Y染色体的数量也相同，因而子代整体的男女数量比是1：1。7、伴性遗传染色体上的基因控制生物的性状。性染色体上的基因所控制的性状与性别相关联。这种特殊的遗传方式叫伴性遗传1）概念：性染色体上的基因的遗传方式是与性别相联系的。这种遗传方式叫伴性遗传。2）分析色盲病的遗传方式人的色盲，血友病都属于伴性遗传。人的红绿色盲是一种先天性色觉障碍病，对红、绿色分不清。控制红绿色盲的基因（b）是隐性基因，正常色觉基因（B）是显性基因。等位基因B、b在X染色体上，因而红绿色盲是X染色体上隐性基因的遗传，是随X染色体向后传递的。根据基因B和基因b的显隐性关系，人的正常色觉与红绿色盲的基因型和表现型可以有五种情况。问：人群中的这些基因型，可出现多少种婚配方式呢？XBXB×XBY,XBXB×XbY，XBXb×XBY，XBXb×XbY，XbXb×XBY，XbXb×XbY讲解其中有两种婚配方式不会出现色盲子女：XBXB×XBY,XBXB×XbY，另4种都会出现色盲子女。（多媒体显示正常女性与男性红绿色盲的婚配图解）。XBXb×XBY，XBXb×XbY，XbXb×XBY，XbXb×XbY请4位同学到黑板前面来，分别写出另4种可产生色盲的婚配图解。其它学生在笔记本上写这4种遗传图解。对学生的板书内容进行讲评。引导学生观察4组遗传图解。共同总结出红绿色盲的遗传特点。问色盲患者中，男性患者和女性患者相比，谁多？（男性>女性），并共同分析原因。8人类常见的遗传病禁止近亲结婚是我国婚姻法的规定。为什么将遗传病与婚姻法的规定联系起来？我们首先要了解什么是遗传病。（1）遗传病：由于遗传物质发生变化引起的疾病为遗传病。用心爱心专心 遗传病是遗传物质变化引起的，不具有传染性。我们每个人的染色体上都有可能携带一些致病基因，当这些致病基因所控制的性状在人体上表现出来时，人就会患某种遗传病。目前，已经了解的人类遗传病有4000余种，如白化病、色盲、血友病等。其中一些遗传病直接影响患者的正常生活，甚至造成死亡。以前，遗传病一般是无法治疗的。随着科学技术的发展，科学家们正在力图使发生变化的遗传物质恢复正常的活动来治疗某些遗传病。但目前大多数遗传病仍然不能治疗。提出问题：遗传病不会传染，也不能治疗，对于它是否可以不管，随它发生？我们不能治疗，但是我们可以通过一定的措施减少遗传病的发生。这些疾病的患者给家庭带来了精神、经济负担，也对社会造成一定的影响。为提高整个民族的素质，我们应该尽量减少遗传病的发生。如何减少遗传病的发生？。（2）禁止近亲结婚：根据统计发现，近亲结婚，如表兄妹、表姐弟结婚，婚后所生子女遗传病发生的几率高于非近亲结婚。如白化病，近亲结婚子女患病的可能性是非近亲结婚子女患病可能性的13.5倍；全色盲，近亲结婚子女患病的可能性是非近亲结婚子女患病可能性的17.9倍。我们国家某地有一个山村，由于近亲结婚的人多，出现了许多傻子，被称为“傻子村”。有的同学会问，为什么近亲结婚，后代遗传病发生的机会会增加？我们知道，携带致病基因的人并不一定表现出遗传病，如由隐性基因引起的遗传病，但这种基因有可能递给下一代。血缘关系远，具有相同致病基因的可能性比较小。而近亲结婚，婚配的双方遗传基因相近，婚后所生子女得遗传病的可能性就大。为提高整个民族的素质，也为了减少遗传病给家庭、个人带来的痛苦，我国婚姻法明确规定，禁止近亲结婚。表兄妹、表姐弟结婚是违反法律的行为，是不允许的。【练习】1．下列疾病中，不属于遗传病的是（）A．血友病B．白化病C．色盲D．疟疾2、人的精子细胞的染色体可能为（）用心爱心专心 A.44条常染色体+XY性染色体  B.22条常染色体+XY性染色体C.11条常染色体+Y性染色体   D.22条常染色体+X性染色体3．果蝇的红眼（A）对白眼（a）是显性，控制眼色的基因在X染色体上，双亲中的一方为红眼，另一方为白眼，杂交后F1代中雌果蝇与亲代雄果蝇眼色相同，雄果蝇眼色与亲代雌果蝇相同，则亲代雌果蝇、雄果蝇、F1代中雌果蝇、雄果蝇的基因型分别是[　]  A．XaXa、XAY、XAXa、XaY  B．XAXa、XaY、XAXa、XAY  C．XaXa、XaY、XAXA、XAY  D．XAXA、XAY、XaXa、XaY  4．某色盲男孩的父母、祖父、祖母、外祖父和外祖母中，除祖父是色盲外，其他人色觉均正常。这个男孩的色盲基因来自[　]A．祖父B．祖母C．外祖父D．外祖母小资料1．人类染色体数目的确定：人类认识染色体已经有100多年的历史了。1882年，德国细胞学家弗鲁门（W．Flemming）在研究细胞分裂时，发现细胞核中有易被碱性染料染上颜色的物质，把它称为染色质。1888年，德国解剖学家沃德耶（W．Waldeyer）将染色质称之为染色体。从此以后，人们对染色体的研究报告不断提出，人们知道了连多生物细胞中的染色体数目。那么，人的染色体数目是多少？30多年前，遗传学家却一直不清楚。有的遗传学家提出人的染色体数目与大猩猩、黑猩猩一样都是48条。1952年，在美国德克萨斯大学工作的美籍华人徐道觉博士意外的发现了人的染色体数目。一天，他对在常规组织培养下的细胞进行观察，无意中发现显微镜下出现铺展得很好的染色体，杂色体数目为46条，而不是48条。后来，徐道觉博士花了三个月的时间搞清了“奇迹”出现的原因，不知实验室的哪位实验员把配制的冲洗培养细胞的平衡溶液误配成低渗溶液，细胞膜在低渗溶液中容易涨破，所以染色体逸出，铺展良好，清晰可辨。遗憾的是，虽然徐道觉用心爱心专心 博士发现了人类染色体不是48条，而是46条，但是由于种种原因，他没有坚持自己的发现。1956年，华裔学者庄有兴和他的同事通过实验证明了人的染色体是46条，并发表了实验结果。为此，庄有兴荣获美国肯尼迪国际奖。2．常见生物的染色体数目3．常见遗传病的遗传方式：单基因遗传：常染色体显性遗传：并指、多指；常染色体隐性遗传：白化病、先天性聋哑X连锁隐性遗传：血友病、红绿色盲；X连锁显性遗传：抗维生素D佝偻病；Y连锁遗传：外耳道多毛症；多基因遗传：唇裂、先天性幽门狭窄、先天性畸形足、脊柱裂、无脑儿；染色体病：染色体数目异常；先天性愚型病；染色体结构畸变：猫叫综合症。用心爱心专心