第四單元 教學(xué)設(shè)計基因和染色體的關(guān)系

1、高中生物必修二 基因和染色體的關(guān)系 一、 內(nèi)容及其解析1、本單元教學(xué)內(nèi)容如下：本單元主要內(nèi)容是： （1）基因位于染色體上的理論假說和實驗證據(jù)。（2）孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋。（3）以人類的紅綠色盲為例的伴性遺傳方式的推導(dǎo)。其中核心內(nèi)容是：以人類的紅綠色盲為例的伴性遺傳方式的推導(dǎo)，依據(jù)核心內(nèi)容的知識類型，教學(xué)應(yīng)按原理性知識課課型設(shè)計并實施。2、內(nèi)容解析（1）對核心內(nèi)容的解析本單元是在第一單元基因的遺傳特點的講解基礎(chǔ)上，進一步研究控制性狀的基因所處的位置，從而分析孟德爾遺傳定律的實質(zhì)。本單元是以基因和染色體的關(guān)系的探究過程為線索貫穿本章內(nèi)容的整個過程。從本單元內(nèi)容來看，基因位于染色體上的理論假說和

2、實驗證據(jù)、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋、以人類的紅綠色盲為例的伴性遺傳方式的推導(dǎo)為主要內(nèi)容。在生物必修二中，伴性遺傳方式的推導(dǎo)是第一章孟德爾遺傳定律的補充和拓展，從而將有關(guān)生物的遺傳特點知識內(nèi)容進一步系統(tǒng)化。由分析可知本章內(nèi)容是第一章內(nèi)容的深入，又是第八章內(nèi)容的基礎(chǔ)。所以以人類的紅綠色盲為例的伴性遺傳方式的推導(dǎo)是本章的核心內(nèi)容。（2）對有關(guān)原理性知識的解析二、目標及其分析1、單元目標（1）基因位于染色體上的理論假說和實驗證據(jù)。（2）孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋。（3）以人類的紅綠色盲為例的伴性遺傳方式的推導(dǎo)。2、課時目標 課時一：體驗基因位于染色體上的理論假說提出和實驗證明過程。了解孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)

3、代解釋課時二：理解以人類的紅綠色盲為例的伴性遺傳方式的特點掌握解決遺傳系譜圖有關(guān)推斷題的一般規(guī)律方法。2、解析（1）體驗基因位于染色體上的理論假說提出和實驗證明過程就是指能夠體會并說出基因位于染色體上的假說提出過程，以及驗證基因位于染色體上的實驗設(shè)計思路。（2）了解孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋就是指能夠準確說出分離定律和自由組合定律的現(xiàn)代理論解釋。（3）理解以人類的紅綠色盲為例的伴性遺傳方式的特點就是指能自主利用基因遺傳規(guī)律總結(jié)出各種遺傳病的遺傳特點。掌握解決遺傳系譜圖有關(guān)推斷題的一般規(guī)律方法就是指能運用各種遺傳方式的地點結(jié)合遺傳系譜圖分析解決遺傳系譜圖判斷問題并總結(jié)出解決一般問題的方法。三、教學(xué)

4、診斷分析在本單元教學(xué)中可能遇到的困難就是學(xué)生對于如何確定基因在染色體上的實驗設(shè)計思路以及伴性遺傳特點相關(guān)內(nèi)容理解難度較大，這是因為這些過程都涉及到實驗設(shè)計的流程，而對于如何進行實驗過程不太清楚是導(dǎo)致問題出現(xiàn)根本原因。要解決這個問題，首先需要讓學(xué)生回顧實驗設(shè)計的一般方法，利用實驗探究的一般步驟逐步引導(dǎo)讓學(xué)生嘗試去完成實驗的推導(dǎo)過程。四、教學(xué)支持條件的分析在本單元教學(xué)過程中，可以利用PPt和電子白板技術(shù)，將PPt應(yīng)用在對基因在染色體上和伴性遺傳的原理推導(dǎo)的講解上，為了更形象幫助學(xué)生理解基因在染色體上的實驗過程和伴性遺傳的特點，將電子白板技術(shù)應(yīng)用在檢測學(xué)生對遺傳系譜圖的掌握情況。五、教學(xué)過程設(shè)計第一

5、課時情境導(dǎo)入、展示目標問題一：薩頓依據(jù)基因和染色體存在的關(guān)系提出了怎樣的假說? 在薩頓的假說中我們能獲得那些信息？ (1)內(nèi)容:基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的,即基因就在染色體上。(2)原因:基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系(3)研究方法:類比推理法。由兩個或兩類對象在某些屬性上相同的現(xiàn)象，推斷出它們在另外的屬性上也相同的一種推理方法。 (4)推理:獨立性:基因在雜交過程中保持完整性和獨立性,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)存在方式:體細胞中染色體和基因成對存在,在配子中只有成對中的一個。來源:體細胞中成對的基因一個來自父方,一個來自母方,同源染色體也是如此。

6、非等位基因在形成配子時自由組合,非同源染色體在減數(shù)第一次分裂后期也是自由組合。問題二：薩頓的假說一定成立嗎?怎樣才能驗證薩頓假說的正確性？基因位于染色體上的實驗證據(jù)(1)實驗者:摩爾根。(2)實驗材料:果蠅。（相對性狀多且明顯、培養(yǎng)周期短、成本低易飼養(yǎng)、染色體數(shù)目少便于觀察、繁殖率高）(3)實驗過程及現(xiàn)象:P紅眼(雌) × 白眼(雄)F1 紅眼(雌、雄)F2紅眼(雌、雄)白眼(雄)3/4 1/4(4)提出問題:白眼性狀與性別相聯(lián)系。(5)作出假設(shè):控制白眼的基因在X染色體上,Y染色體上不含有它的等位基因。(6)理論解釋:(7)設(shè)計測交實驗:F1紅眼雄果蠅與白眼雌果蠅測交。(8)結(jié)論:

7、白眼基因在X染色體上。摩爾根通過實驗，將一個特定的基因（控制白眼的基因w）和一條特定的染色體（X染色體）聯(lián)系起來，從而用實驗證明了：基因在染色體上。師生活動：思考果蠅的紅眼基因在哪里?若雄果蠅是紅眼,與白眼雌果蠅雜交子代果蠅中紅眼的是什么性別? 問題三：通過對書上圖形的分析嘗試描述基因和染色體之間的關(guān)系基因在染色體上呈線性排列,一條染色體上有許多個基因。問題四：孟德爾遺傳規(guī)律并沒有描述為什么基因會發(fā)生分離和自由組合，依據(jù)之前所學(xué)的內(nèi)容對孟德爾遺傳定律的實質(zhì)進行解釋。(1)基因的分離定律的實質(zhì): 在雜合子的細胞中,位于一對同源染色體上的等位基因,具有一定的獨立性;在減數(shù)分裂形成配子的過程中,等位

8、基因會隨同源染色體的分開而分離,分別進入兩個配子中,獨立地隨配子遺傳給后代。(2)基因的自由組合定律的實質(zhì): 位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的;在減數(shù)分裂過程中,同源染色體上的等位基因彼此分離的同時,非同源染色體上的非等位基因自由組合。師生活動：基因型為AaBb的個體能產(chǎn)生四種配子的根本原因是什么?第二課時問題一：染色體上的基因在遺傳上有什么特點？師生活動：基因在常染色體上和基因在性染色體上遺傳特點相同嗎？1、概念：由 性染色體 上的基因控制的，遺傳上總是和 性別 相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象。2、實例：人類紅綠色盲，抗VD佝僂病，果蠅眼色的遺傳。師生活動：性染色體上的基因都和性別有關(guān)嗎

9、？ 問題二：人類紅綠色盲癥-伴X隱性遺傳病在遺傳上有什么特點？師生活動：紅綠色盲基因的位置： X染色體 （該基因是顯性還是隱性？ 隱性 ）Y染色體由于過于短小，缺少與X染色體同源的區(qū)段而沒有這種基因。因此紅綠色盲基因隨著X染色體遺傳傳遞。師生活動：人的正常色覺和紅綠色盲的基因型和表現(xiàn)型女 性男 性基因型XBXBXBXbXbXbXBYXbY表現(xiàn)型正 常正常（攜帶者）色 盲正 常色 盲【例題1】在研究甲、乙、丙三只果蠅的兩對相對性狀遺傳時，發(fā)現(xiàn)其基因組成是：甲為EFf，乙為EeFF，丙為eFf。位于常染色體上的等位基因是 F、f ；位于性染色體上的基因是 E、e 。雄性個體為 甲、丙 。寫出甲、乙

10、、丙三只果蠅的基因型：甲： Ff XEY ；乙： FFXEXe ；丙： FfXeY ?！纠}2】有一對表現(xiàn)型正常的夫婦生了一個色盲的男孩，這個男孩的體細胞中性染色體 組成為XXY，這是由于該對夫婦中的一方在形成配子時出現(xiàn)罕見的性染色體不分離現(xiàn)象所致，此現(xiàn)象可能發(fā)生在 D A父方減數(shù)第一次分裂 B父方減數(shù)第二次分裂C母方減數(shù)第一次分裂 D母方減數(shù)第二次分裂【例題3】某男性色盲基因，當他的一個次級精母細胞處于著絲點剛分開時，該細胞可能存在 C A兩條Y染色體，兩個色盲基因 B一條Y染色體，沒有色盲基因C兩條X染色體，兩個色盲基因 DX、Y染色體各一條，一個色盲基因3、紅綠色盲遺傳的主要婚配方式及子

11、代發(fā)病率（用遺傳圖解表示） 女性正常 男性色盲 女性攜帶者 男性正常親代 XBXB × XbY XBXb × XBY配子 XB Xb Y XB Xb XB Y子代 XBXb XBY XBXB XbY XBXb XBY 女攜帶者 男正常 女正常 男色盲 女攜帶者 男正常 1 ： 1 1 ： 1 ：1 ：1師生活動：如果一個女性紅綠色盲基因的攜帶者和一個男性紅綠色盲患者結(jié)婚，所生子女基因型和表現(xiàn)型會怎樣？如果一個女性紅綠色盲患者和一個色覺正常的男性結(jié)婚，情況又如何？完成課本36頁遺傳圖解。師生活動：總結(jié)人類紅綠色盲（伴X隱性）遺傳的主要特點：紅綠色盲患者男性 多于 女性。原因：

12、女性中同時含有兩個患病基因才是患病個體，含一個致病基因只是攜帶者，表現(xiàn)正常。而男性中只要有一個致病基因就是患病個體?！纠}4】假設(shè)某隱性遺傳病致病基因只位于X染色體上，若男性發(fā)病率為7，那么，女性發(fā)病率應(yīng)為 B A0.51 B0.49 C7 D3.5 交叉遺傳 。男性紅綠色盲基因只能從 母親 那里傳來，以后只能傳給 女兒 。女性色盲患者的 父親 和 兒子 均有病。一般為 隔代遺傳 。第一代和第三代有病，第二代一般為 色 盲基因攜帶者 。5、伴X隱性遺傳的其它實例： 血友病、果蠅的白眼 。問題三：抗維生素D佝僂病-伴X顯性遺傳病在遺傳上有什么特點？師生活動：基因位置： 顯性 致病基因及其等位基因

13、只位于 X 染色體上。師生活動：患者基因型患病女性: XDXD 、 XDXd 。 患病男性: XDY 。 師生活動：遺傳特點 者女性 多于 男性，但部分女患者病癥 較輕 。 具有世代連續(xù)性。男患者 的母親和女兒一定患病。男患者和正常女性的后代中，女性為 患者 ，男性 正常 。問題四：伴Y遺傳師生活動：基因位置：致病基因在 Y 染色體上，在X上無等位基因，無顯隱性之分。師生活動：患者患者基因型：XYM。師生活動：遺傳特點：患者為 男性 ，且“父 子，子 孫”。 實例：外耳道多毛癥。五、伴性遺傳在實踐中的應(yīng)用性別決定的其他方式：ZW型雌性：（異型） ZW ，雄性：（同型） ZZ 。分布：鳥類，蛾蝶

14、類，魚類，兩棲類，爬行類。實例：蘆花雌雞（ZBW）和非蘆花雄雞（ZbZb）交配，F(xiàn)1的基因型和表現(xiàn)型分別是 ZBZb 蘆 花雄雞 ZbW非蘆花雌雞 分層訓(xùn)練：1、人類血友病由隱性基因控制，基因在X染色體上。多指現(xiàn)由顯性基因（B）控制，基因在常染色體。已知父親是多指患者，母親表現(xiàn)正常，由他們親生了一個手指正常而患血友病的孩子，據(jù)此分析回答：父親的基因型是 BbXHY ；母親的基因型是 bbXHXh 。若它們再生一個孩子，這個孩子可能的基因型有 8 種。表現(xiàn)型正常的幾率是 3/8 ，兼患兩病的幾率是 1/8 。2、下圖為某家族遺傳系譜圖，請據(jù)圖回答： 該遺傳病的遺傳方式為： 常 染色體 顯 性遺傳

15、病。5號與6號再生一個患病男孩的幾率為 3/8 ，所生女孩中，正常的幾率為 1/4 。7號與8號婚配，則子女患病的幾率為 2/3 。3、（多選）下列有關(guān)性別決定和伴性遺傳的敘述中，正確的有 ABDA有些生物沒有X、Y染色體 B若X染色體上有雄配子致死基因b，就不會產(chǎn)生XbY的個體C伴性遺傳都表現(xiàn)交叉遺傳的特點 DX、Y染色體不只存在于生殖細胞中4、下圖是患甲病(顯性基因為A，隱性基因為a)和乙病(顯性基因為B，隱性基因為b)兩種遺傳病的系譜圖(1與6不攜帶乙病基因)。對該家系描述錯誤的是 D A甲病為常染色體顯性遺傳病 B乙病由X染色體隱性基因控制C1與4結(jié)婚生出同時患兩種病種的孩子的概率是116D2與3結(jié)婚生出病孩的概率是185、設(shè)人類的甲病為常