第四单元教学设计基因和染色体的关系

1、高中生物必修二 基因和染色体的关系 一、 内容及其解析1、本单元教学内容如下：本单元主要内容是： （1）基因位于染色体上的理论假说和实验证据。（2）孟德尔遗传规律的现代解释。（3）以人类的红绿色盲为例的伴性遗传方式的推导。其中核心内容是：以人类的红绿色盲为例的伴性遗传方式的推导，依据核心内容的知识类型，教学应按原理性知识课课型设计并实施。2、内容解析（1）对核心内容的解析本单元是在第一单元基因的遗传特点的讲解基础上，进一步研究控制性状的基因所处的位置，从而分析孟德尔遗传定律的实质。本单元是以基因和染色体的关系的探究过程为线索贯穿本章内容的整个过程。从本单元内容来看，基因位于染色体上的理论假说和

2、实验证据、孟德尔遗传规律的现代解释、以人类的红绿色盲为例的伴性遗传方式的推导为主要内容。在生物必修二中，伴性遗传方式的推导是第一章孟德尔遗传定律的补充和拓展，从而将有关生物的遗传特点知识内容进一步系统化。由分析可知本章内容是第一章内容的深入，又是第八章内容的基础。所以以人类的红绿色盲为例的伴性遗传方式的推导是本章的核心内容。（2）对有关原理性知识的解析二、目标及其分析1、单元目标（1）基因位于染色体上的理论假说和实验证据。（2）孟德尔遗传规律的现代解释。（3）以人类的红绿色盲为例的伴性遗传方式的推导。2、课时目标 课时一：体验基因位于染色体上的理论假说提出和实验证明过程。了解孟德尔遗传规律的现

3、代解释课时二：理解以人类的红绿色盲为例的伴性遗传方式的特点掌握解决遗传系谱图有关推断题的一般规律方法。2、解析（1）体验基因位于染色体上的理论假说提出和实验证明过程就是指能够体会并说出基因位于染色体上的假说提出过程，以及验证基因位于染色体上的实验设计思路。（2）了解孟德尔遗传规律的现代解释就是指能够准确说出分离定律和自由组合定律的现代理论解释。（3）理解以人类的红绿色盲为例的伴性遗传方式的特点就是指能自主利用基因遗传规律总结出各种遗传病的遗传特点。掌握解决遗传系谱图有关推断题的一般规律方法就是指能运用各种遗传方式的地点结合遗传系谱图分析解决遗传系谱图判断问题并总结出解决一般问题的方法。三、教学

4、诊断分析在本单元教学中可能遇到的困难就是学生对于如何确定基因在染色体上的实验设计思路以及伴性遗传特点相关内容理解难度较大，这是因为这些过程都涉及到实验设计的流程，而对于如何进行实验过程不太清楚是导致问题出现根本原因。要解决这个问题，首先需要让学生回顾实验设计的一般方法，利用实验探究的一般步骤逐步引导让学生尝试去完成实验的推导过程。四、教学支持条件的分析在本单元教学过程中，可以利用PPt和电子白板技术，将PPt应用在对基因在染色体上和伴性遗传的原理推导的讲解上，为了更形象帮助学生理解基因在染色体上的实验过程和伴性遗传的特点，将电子白板技术应用在检测学生对遗传系谱图的掌握情况。五、教学过程设计第一

5、课时情境导入、展示目标问题一：萨顿依据基因和染色体存在的关系提出了怎样的假说? 在萨顿的假说中我们能获得那些信息？ (1)内容:基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的,即基因就在染色体上。(2)原因:基因和染色体行为存在着明显的平行关系(3)研究方法:类比推理法。由两个或两类对象在某些属性上相同的现象，推断出它们在另外的属性上也相同的一种推理方法。 (4)推理:独立性:基因在杂交过程中保持完整性和独立性,染色体在配子形成和受精过程中,也有相对稳定的形态结构存在方式:体细胞中染色体和基因成对存在,在配子中只有成对中的一个。来源:体细胞中成对的基因一个来自父方,一个来自母方,同源染色体也是如此。

6、非等位基因在形成配子时自由组合,非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合。问题二：萨顿的假说一定成立吗?怎样才能验证萨顿假说的正确性？基因位于染色体上的实验证据(1)实验者:摩尔根。(2)实验材料:果蝇。（相对性状多且明显、培养周期短、成本低易饲养、染色体数目少便于观察、繁殖率高）(3)实验过程及现象:P红眼(雌) × 白眼(雄)F1 红眼(雌、雄)F2红眼(雌、雄)白眼(雄)3/4 1/4(4)提出问题:白眼性状与性别相联系。(5)作出假设: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。(6)理论解释:(7)设计测交实验:F1红眼雄果蝇与白眼雌果蝇测交。(8)结论:

7、白眼基因在X染色体上。摩尔根通过实验，将一个特定的基因（控制白眼的基因w）和一条特定的染色体（X染色体）联系起来，从而用实验证明了：基因在染色体上。师生活动：思考果蝇的红眼基因在哪里?若雄果蝇是红眼,与白眼雌果蝇杂交子代果蝇中红眼的是什么性别? 问题三：通过对书上图形的分析尝试描述基因和染色体之间的关系基因在染色体上呈线性排列,一条染色体上有许多个基因。问题四：孟德尔遗传规律并没有描述为什么基因会发生分离和自由组合，依据之前所学的内容对孟德尔遗传定律的实质进行解释。(1)基因的分离定律的实质: 在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中,等位

8、基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。(2)基因的自由组合定律的实质: 位于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;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。师生活动：基因型为AaBb的个体能产生四种配子的根本原因是什么?第二课时问题一：染色体上的基因在遗传上有什么特点？师生活动：基因在常染色体上和基因在性染色体上遗传特点相同吗？1、概念：由 性染色体 上的基因控制的，遗传上总是和 性别 相关联的现象。2、实例：人类红绿色盲，抗VD佝偻病，果蝇眼色的遗传。师生活动：性染色体上的基因都和性别有关吗

9、？ 问题二：人类红绿色盲症-伴X隐性遗传病在遗传上有什么特点？师生活动：红绿色盲基因的位置： X染色体 （该基因是显性还是隐性？ 隐性 ）Y染色体由于过于短小，缺少与X染色体同源的区段而没有这种基因。因此红绿色盲基因随着X染色体遗传传递。师生活动：人的正常色觉和红绿色盲的基因型和表现型女 性男 性基因型XBXBXBXbXbXbXBYXbY表现型正 常正常（携带者）色 盲正 常色 盲【例题1】在研究甲、乙、丙三只果蝇的两对相对性状遗传时，发现其基因组成是：甲为EFf，乙为EeFF，丙为eFf。位于常染色体上的等位基因是 F、f ；位于性染色体上的基因是 E、e 。雄性个体为 甲、丙 。写出甲、乙

10、、丙三只果蝇的基因型：甲： Ff XEY ；乙： FFXEXe ；丙： FfXeY 。【例题2】有一对表现型正常的夫妇生了一个色盲的男孩，这个男孩的体细胞中性染色体 组成为XXY，这是由于该对夫妇中的一方在形成配子时出现罕见的性染色体不分离现象所致，此现象可能发生在 D A父方减数第一次分裂 B父方减数第二次分裂C母方减数第一次分裂 D母方减数第二次分裂【例题3】某男性色盲基因，当他的一个次级精母细胞处于着丝点刚分开时，该细胞可能存在 C A两条Y染色体，两个色盲基因 B一条Y染色体，没有色盲基因C两条X染色体，两个色盲基因 DX、Y染色体各一条，一个色盲基因3、红绿色盲遗传的主要婚配方式及子

11、代发病率（用遗传图解表示） 女性正常 男性色盲 女性携带者 男性正常亲代 XBXB × XbY XBXb × XBY配子 XB Xb Y XB Xb XB Y子代 XBXb XBY XBXB XbY XBXb XBY 女携带者 男正常 女正常 男色盲 女携带者 男正常 1 ： 1 1 ： 1 ：1 ：1师生活动：如果一个女性红绿色盲基因的携带者和一个男性红绿色盲患者结婚，所生子女基因型和表现型会怎样？如果一个女性红绿色盲患者和一个色觉正常的男性结婚，情况又如何？完成课本36页遗传图解。师生活动：总结人类红绿色盲（伴X隐性）遗传的主要特点：红绿色盲患者男性 多于 女性。原因：

12、女性中同时含有两个患病基因才是患病个体，含一个致病基因只是携带者，表现正常。而男性中只要有一个致病基因就是患病个体。【例题4】假设某隐性遗传病致病基因只位于X染色体上，若男性发病率为7，那么，女性发病率应为 B A0.51 B0.49 C7 D3.5 交叉遗传 。男性红绿色盲基因只能从 母亲 那里传来，以后只能传给 女儿 。女性色盲患者的 父亲 和 儿子 均有病。一般为 隔代遗传 。第一代和第三代有病，第二代一般为 色 盲基因携带者 。5、伴X隐性遗传的其它实例： 血友病、果蝇的白眼 。问题三：抗维生素D佝偻病-伴X显性遗传病在遗传上有什么特点？师生活动：基因位置： 显性 致病基因及其等位基因

13、只位于 X 染色体上。师生活动：患者基因型患病女性: XDXD 、 XDXd 。 患病男性: XDY 。 师生活动：遗传特点 者女性 多于 男性，但部分女患者病症 较轻 。 具有世代连续性。男患者 的母亲和女儿一定患病。男患者和正常女性的后代中，女性为 患者 ，男性 正常 。问题四：伴Y遗传师生活动：基因位置：致病基因在 Y 染色体上，在X上无等位基因，无显隐性之分。师生活动：患者患者基因型：XYM。师生活动：遗传特点：患者为 男性 ，且“父 子，子 孙”。 实例：外耳道多毛症。五、伴性遗传在实践中的应用性别决定的其他方式：ZW型雌性：（异型） ZW ，雄性：（同型） ZZ 。分布：鸟类，蛾蝶

14、类，鱼类，两栖类，爬行类。实例：芦花雌鸡（ZBW）和非芦花雄鸡（ZbZb）交配，F1的基因型和表现型分别是 ZBZb 芦 花雄鸡 ZbW非芦花雌鸡 分层训练：1、人类血友病由隐性基因控制，基因在X染色体上。多指现由显性基因（B）控制，基因在常染色体。已知父亲是多指患者，母亲表现正常，由他们亲生了一个手指正常而患血友病的孩子，据此分析回答：父亲的基因型是 BbXHY ；母亲的基因型是 bbXHXh 。若它们再生一个孩子，这个孩子可能的基因型有 8 种。表现型正常的几率是 3/8 ，兼患两病的几率是 1/8 。2、下图为某家族遗传系谱图，请据图回答： 该遗传病的遗传方式为： 常 染色体 显 性遗传

15、病。5号与6号再生一个患病男孩的几率为 3/8 ，所生女孩中，正常的几率为 1/4 。7号与8号婚配，则子女患病的几率为 2/3 。3、（多选）下列有关性别决定和伴性遗传的叙述中，正确的有 ABDA有些生物没有X、Y染色体 B若X染色体上有雄配子致死基因b，就不会产生XbY的个体C伴性遗传都表现交叉遗传的特点 DX、Y染色体不只存在于生殖细胞中4、下图是患甲病(显性基因为A，隐性基因为a)和乙病(显性基因为B，隐性基因为b)两种遗传病的系谱图(1与6不携带乙病基因)。对该家系描述错误的是 D A甲病为常染色体显性遗传病 B乙病由X染色体隐性基因控制C1与4结婚生出同时患两种病种的孩子的概率是116D2与3结婚生出病孩的概率是185、设人类的甲病为常