高中生物必修2导学案 第2单元 基因和染色体的关系

减数分裂

学习目标

知识目标

（1）阐明细胞的减数分裂。

（2）举例说明配子的形成过程。

重点

1、减数分裂的概念。

2、精子的形成过程。

难点

1、模拟减数分裂过程中的染色体的变化。

2、比较精子和卵细胞形成过程的异同。

学习内容：减数分裂

课时安排：3

第一课时

导学过程：

1.自主学习

学生活动，自主完成导学案

2.合作探究

探究1减数分裂过程中规律的变化

学生质疑

a）回顾有丝分裂各时期特点？

间前:DNA的复制和有关蛋白质的合成

前期:仁膜消失两体现（核膜，核仁消失；染色质变成染色体，纺锤丝变成纺锤体；形态

散乱）

中期:形定数晰点板齐（染色体排成一个平面，叫赤道板；纺锤体清晰可见；便于观察）

后期:点裂体分向两极（着丝点一分为二裂开；染色体数加倍，平均分配并向两极移动）

（核膜，核仁出现；染色体变成染色质，纺锤体变成纺锤丝；）

D

b）减数分裂定义分析:

范围：

特点：

结果：

子细胞

3.减数分裂的过程:

减数第一次分裂减数第二次分裂

无同源染色体、染色体散乱

有同源染色体、同源染色体两两

遍排列在细胞中央

前期

配对（联会）

无同源染色体、染色体的着

有同源染色体且排列在细胞中

丝点排列在细胞中央的赤

央的赤道板两侧

道板上

染色体的主

中期

要行为

I,

有同源染色体且同源染色体分

无同源染色体、着丝点分

离

裂、姐妹商染色单体分开

后期公］

染色体数目的变化2NfNN-2NN

核DNA数目的变化2a->4a->2a2a.fa

c）同源染色体分析

（1）这个细胞正在进行哪一种方式的细胞分裂，试说明理由？

（2）这个细胞中有几条染色体？几条染色单体？

（3）这个细胞有几对同源染色体，它们是哪几对？

（4）这个细胞中哪些是非同源染色体？

（5）细胞中哪些是姐妹染色单体？哪些是非姐妹染色单体？

（6）这个细胞在全部分裂完成后，子细胞中有几条染色体？

四反馈检测

1.•下图是某种生物的精细胞，根据图中染色体类型和数目，则来自同一个次级精母细胞的

是A.①③B.②⑤C.①④D.③④

2.某生物的肝细胞分裂后期有40条染色体，则它的精原细胞在减数分裂的联会期，细胞

核内有染色体和DNA分子数目依次是

A.20,40B.20,20

C.40,20D.40,40

第二课时

导学过程：

1.自主学习

学生活动，自主完成导学案

2合作探究

探究1精子和卵细胞形成过程的差异

减数分裂过程中染色体和DNA的变化曲线

探究2减数分裂与有丝分裂比较

学生质疑

1.（绘图展示）

减数第一次分裂减数第二次分裂有丝分裂

前期(nnh

/、\

染色

中期X1,1

体的

主要

片

行为飞卜,

后期(

、〜产）

末期

用对比的方法找出精子与卵细胞形成的异同点，最后列表如下:

比较项目不同点相同点

精子的形成卵细胞的形成

染色体复复制一次

制

第一次分一个初级精母细胞（2n）一个初级卵母细胞同源染色体联会，形成

裂产生两个大小相同的次（2n）（细胞质不均四分体，同源染色体分

级精母细胞（n）等分裂）产生一个次离，非同源染色体自由

级卵母细胞（n）和一组合，细胞质分裂，子

个第一极体（n）细胞染色体数目减半

第二次分两个次级精母细胞形成一个次级卵母细胞着丝点分裂，姐妹染色

裂四个同样大小的精细胞（细胞质不均等分单体分开，分别移向两

（n）裂）形成一个大的卵极，细胞质分裂，子细

细胞（n）和一个小的第胞染色体数目不变

二极体。第一极体分

裂成两个第二极体

有无变形精细胞变形形成精子无变形

分裂结果产生四个有功能的精子只产生一个有功能的精子和卵细胞中染色

（n）卵细胞（n）体数目均减半

2.提问：减数分裂和有丝分裂主要异同点有哪些？（列表比较）

比较项目减数分裂有丝分裂

染色体复制次数及时间一次，减数第一次分裂的间期一次，有丝分裂的间期

细胞分裂次数二次一次

联会四分体是否出现出现在减数第一次分裂不出现

同源染色体分离减数第一次分裂后期无

着丝点分裂发生在减数第二次分裂后期后期

子细胞的名称及数目性细胞，精细胞4个或卵1体细胞，2个

个、极体3个

子细胞中染色体变化减半，减数第一次分裂不变

子细胞间的遗传组成不一定相同一定相同

发生的时间产生正常体细胞及性原细胞性原细胞产生性细胞时

时

都进行染色体复制及出现染色体和纺锤丝等丝状物与无丝分

相同点

裂有区别

3.、识别细胞分裂图形的简捷途径：

鉴别方法“三看识别法”。

第一，看细胞中染色体数目。若为奇数，一定是减数第二次分裂，且细胞中一定无同源

染色体存在；若为偶数，进行第二看。

第二，看细胞中有无同源染色体。若无同源染色体，一定是减数第二次分裂；若有同源

染色体存在，进行第三看。

第三，看细胞中同源染色体的行为。若出现联会、四分体、着丝点位于赤道板两侧、同

源染色体分离等现象，一定是减数第一次分裂；若无上述同源染色体的特殊行为，则为有丝

分裂。

4.下图表示出了减数分裂过程中染色体、DNA及染色单体的变化情况（以2n=4为例）。

精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精细胞

细胞图象©1©©

染色体（条）444242

染色单体（条）088400

DNA分子（个）4〜888442

利用列表或坐标曲线，比较减数分裂和有丝分裂过程中染色体和DNA的变化，有助于对

这两大数量的规律性变化的认识。如下表:

、^式有丝分裂减数分裂

后

fHj前中末初级次级

期

项目期性原细胞性细胞

期期期性母细胞性母细胞

染色体数目2n2n2n4n2n2n2nnn

DNA含量2cf4c4c4c4c2c2c4c2cc

依据上表绘制如下四种坐标曲线图:

A一一有丝分裂过程染色体变化曲线B一—有丝分裂过程DNA变化曲线

C一一减数分裂过程染色体变化曲线D一—减数分裂过程DNA变化曲线

四反馈检测

五作业布置

六教学反思

受精作用

一、教学目标

1.说明受精作用的概念、特点和意义；

2.解释配子形成过程中染色体组合的多样性；

3.阐明减数分裂和受精作用对于生物遗传和变异的重要性。

二、教学重点

受精作用的概念及意义

三、教学难点

减数分裂过程中染色体、DNA的数目变化

四、教学方法

直观教学法、讲解法、实验法。

六、课时安排1课时。

预习内容

（-）受精作用

1、概念：和相互识别、融合成为的过程

2、过程:

（1）精子的进入卵细胞，尾部留在外面。

（2）卵细胞的会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子再进入。

（3）精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的会合在一起。

3、结果：

受精卵中的数目又恢复到体细胞中的数目，其中一半来自，一半

来自。

4、减数分裂和受精作用的意义：

能够维持的恒定，对于

,都是十分重要的。

学生质疑

一、配子中染色体多样性的原因

绘图展示多样性的原因一同源染色体分离，非同源染色体分离

1.减数分裂过程中的自由组合。

(1)若某一个体的体细胞中有1对同源染色体，在形成精子时，该个体可能产生_____种类

型的精子；

(2)若某一个体的体细胞中有2对同源染色体，在形成精子时，该个体可能产生_____种类

型的精子；

(3)若某一个体的体细胞中有3对同源染色体，在形成精子时，该个体可能产生_____种类

型的精子；

思考：人的体细胞中有23对染色体，在形成精子或卵细胞时，可能产生多少种类型的配子

呢？

如果再把非姐妹染色单体间的交叉互换考虑进去呢？

绘图展示多样性的原因一同源非姐妹染色体交叉互换

二、受精作用

—(辛)高挛励⑵0仆)——

有丝分裂

减数分裂b减数分裂

受精卵⑵0

受精作用

—＞卵细胞W精子S)-----

意义:

作业布置

教学反思

基因在染色体上

教学目的

基因与性状的关系

重难点:

学习重点：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。

学习难点：1.运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上。

2.基因位于染色体上的实验证据。

知识建构

(-)知识体系：

1、1903年美国科学家萨顿发现的分离与减数分裂中的分离非常相

似。

2、萨顿的推论：和行为存在着明显的平行关系

3、萨顿的假说：

(1)基因在杂交过程中保持和o染色体在配子形成和受精过程中形态

(2)体细胞中基因和染色体,在配子中基因和染色体

(3)体细胞中基因一个来自父方，一个来自母方。______________也如此。

(4)在形成配子时自由组合，在减数第一次分裂后期也是自

由组合。

4、基因位于染色体上的实验证据

(1)、实验材料：果蝇

(2)、实验假设：控制果蝇白眼的基因位于________上，而__________上没有它的等位基

因（雌果蝇体细胞中含一对同型的性染色体XX,雄果蝇含一对异型的性染色体XY）

（3）、实验过程及现象：

P红眼雌果蝇X白眼雄果蝇PXWXW（红眼雌果蝇）XXWY（白眼雄果蝇）

F1红眼雌果蝇X红眼雄果蝇

F2红眼雌、雄果蝇

3/41/4

F2红眼雌果蝇红眼雌果蝇红眼雄果蝇白眼雄果蝇

（4）、实验结论：基因在_________上呈线性排列。

5、孟德尔遗传规律的现代解释

（1）基因分离定律的实质：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的,具有

一定的;在减数分裂形成配子的过程中，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，同源染色体上的彼此分离的同时，非同源染色体

上的自由组合。

（二）问题归纳和总结

区分等位基因和非等位基因：

（1）等位基因是指位于同源染色体上的同一位置，控制着相对性状的基因

如图，其中A和a、C和位基因。

（2）非等位基因指不同对的基因。非等位基因在细胞中有两种存在形式：

①非同源染色体上的基因，互为非等位基因，如上图中的A和C与B和C。

②位于同源染色体上的基因，互为非等位基因，如上图中的A与B。B与B不是等位基因,

也不是非等位基因，应属于相同位置上控制相同性状的基因。

质疑讲析

1.孟德尔、萨顿、摩尔根的研究方法分别是假说演绎，类比推理，假说演绎。

2.性别决定

（-）基础：生物性别通常是由性染色体决定的

（-）染色体种类f常染色体：雌雄个体相同的染色体

I性染色体：雌雄不体相同的染色体

r雄性：XY（异型）

「XY"«雄性：XX（同型）

（三）类型」「雄性：ZZ（同型）

ZW型雌性：ZW（异型）

（四）人类体细胞中染色体的表示：

男性：44A+XY或22AA+XY

女性：44A+XX或22AA+XX

（五）人类性别比接近1：1的解释及应用：

（1）解释男性产生两种类型的精子，分别含X和Y染色体，比例为1：1；女性只产生1

种含X染色体的卵细胞。男性的两种精子与卵细胞随机结合（结合机会约相等），形成的

两种类型受精卵比例约为1：1。含XX染色体的受精卵发育成女性，含XY染色体的受精卵

发育成男性，所以人类性别比接近1：1（生男生女的可能性各为1/2）。

（2）应用：在人类遗传病的概率计算中，生一个特定性别的孩子有时须再乘1/2。

反馈检测

1.关于基因、DNA和染色体的正确叙述是（）

A.DNA5个子只存在于染色体上B.每个染色体只含有一个DNA分子

C.DNA分子只含有一个基因.D.基因不同，其脱氧核甘酸序列不同

2.人体与性别决定有关的X、Y性染色体同时存在于（）

A.卵细胞B.精子C.极体D.体细胞

3.父亲正常，母亲患红绿色盲，.生了一个性染色体为XXY的不色盲儿子，该儿子多出的X

染色体来自（）

A.卵细胞B.精子C.精子或卵细胞1）.精子和卵细胞

4.下列叙述正确的是（）

A.细胞中DNA都在染色体上B.细胞中每个染色体上都只有1个DNA分子

C.减数分裂过程中染色体与基因的行为一致.D.以上叙述均对

5.下列不能体现基因与染色体平行关系的是（）

A.间期复制行为B.合成蛋白质时转录与翻译

C.一半来自父方，一半来自母方D.在减数分裂后期自由组合

6.下列论述不能说明基因与染色体具有平行关系的是（）

A.体细胞中同源染色体和成对的基因均是一个来自于父方，一个来自于母方

B.雌雄配子结合后染色体恢复为二倍体，基因恢复为成对状态

C.减数分裂后每一个配子得到每对同源染色体中的一条和每对基因中的一个

D.在各种细胞中基因都是成对存在，同源染色体也是成对存在

2.XY型性别决定的生物，群体中的性别比例为1：1,原因是（）

A.雌配子数：雄配子数=1：1B.含X的配子数：含Y的配子数=1：1

C.含X的卵细胞数：含Y的精子数=1：1D.含X的精子数：含Y的精子数=1：1

拓广运用

雄鸟的性染色体组成是ZZ,雌鸟的性染色体组成是ZW。某种鸟羽毛的颜色由常染色体基因

（A、a）和伴染色体基因（Z\Z"）共同决定，其基因型与表现型的对应关系见下表。请回

答下列问题

基因组合A不存在，不管B存在与否A存在，.B不存在A和B同时存在

（aaZ-Z或aaZW）(A_ZbZbsgA_ZbW)（A_ZT或A_Z"W,

羽毛颜色白色灰色黑色

(1)黑鸟的基因型有种，灰鸟的基因型有种。

(2)基因型纯合的灰雄鸟与杂合的黑雌鸟交配，子代中雄鸟的羽色是,此鸟的羽

色是o

(3)两只黑鸟交配，子代羽毛只有黑色和白色，则母体的基因型为,父本的基因

型为。

作业布置

教学反思

伴性遗传

教学目的

1.性别决定的方式(C：理解)。

2.伴性遗传的传递规律(C：理解)。

重点和难点、疑点

教学重点

d)型性别决定的方式。

e)人类红绿色盲的主要婚配方式及其伴性遗传的规律。

教学难点

人类红翥色盲的主要婚配方式及其伴性遗传的规律。

教学疑点推测遗传方式

教学方法四步导学法

教学安排4个课时

第一课时

导学过程

自主学习

伴性遗传

1.概念：有些性状的遗传常常与相关联，这种现象就是伴性遗传。

2.X染色体上的遗传病(以红绿色盲为例)

⑴色觉与基因型的关系正常基因B和红绿色盲基因b位于________染色体

女性男性

bb

基因型xxXBY

表现型正常正常.(携带者)色盲

⑵溃传恃占①串者多干串者

②交叉遗卷：男性的叫绿色盲基因从二专来，以后只能传给他的。③隔代

遗传：一般地说，此病由男性通过他的女儿传给他的。

合作探究

l.X、Y是同源染色体吗

2.伴X隐性、伴X显性、伴Y遗传各有何特点？

质疑讲析

l.X、Y是同源染色体吗？

答：同源染色体是指形状大小基本相同，一条来自父方，另一条来自母方的染色体。X

与Y虽然形状大小不同，但X来自于母方，Y来自于父方，且在减数分裂过程中X、Y的

行为与同源染色体一样，要经历联会、四分体和分离的过程，因此X、Y是一对同源染色体。

2.伴X隐性、伴X显性、伴Y遗传各有何特点？

类当在遗传特征典型实例

细常染色体遗传与性别无关，男女患病概率相同；遗传一般并指、软骨发育不

胞显性遗传表现为连续性；有病双亲可生出无病的孩子。全

核

遗常染色体遗传与性别无关，男女患病概率相同；遗传一般白化病、先天性聋

传隐性遗传表现为不连续性；正常双亲可生出有病的孩子。哑、苯丙酮尿症

伴X显性女性患者多于男性；遗传具有世代连续性；男患抗维生素D佝偻

遗传者的女儿和母亲一定患病。病

伴X隐性男性患者多于女性；交叉、隔代遗传；女患者的红绿色盲、血友病

遗传儿子和父亲一定患病。

伴Y遗传患者都是男性；有父传子、子传孙的传递规律。外耳道多毛症

细月包质遗传只有由母亲传给后代，母亲患病，子女都患病。线粒体肌病

反馈检测

作业布置

第二课时

导学过程

自主学习

5^67

患病,I-----1厂正常

男女I_____I男女

判断遗传类型？5.6所生子女患病率为多少？

合作探究

1.如何判•断遗传类型？

2.伴性遗传与遗传的基本规律之间有什么关系？

3.不同遗传类型子女患病率如何计算？

质疑讲析

1.根据遗传系谱图确定遗传的类型

1、基本方法：假设法

2、常用方法：特征性系谱

①

①“无中生有，女儿有病”一一必为常隐

（推导过程：假设法

i：若为常显，则1、2为aa,3为A_；

而aaXaa

I不能成立，假设不成立；

A_

ii：若为常隐，则1、2为A_,3为aa；

而AaXAa

I能成立，假设成立；

aa

iii：若为X显，贝！H为X*Y,2为XT,3为XV；

而XaYXXT

I不能成立，假设不成立；

xAx-

iiii：若为X隐，则1为X*Y,2为MX,3为XT；

而X"YXXAX"

I不能成立，假设不成立；

X'X"

综上所述，“无中生有，女儿有病”一一必为常隐）

0To0noD-r-OOTO

o□□亡i亡ibi.8,白6

m?）E5C）

②③④⑤⑥⑦

②“有中生无，女儿正常”一一必为常显

（推导过程略）

③''无中生有，儿子有病”一一必为隐性遗传，可能是常隐，也可能是X隐；要根据

系谱图的其余部分及X隐的遗传特点进一步加以确定。

④“有中生无，儿子正常”一一必为显性遗传，可能是常显，也可能是x显；要根据

系谱图的其余部分及X显的遗传特点进一步加以确定。

⑤“母病子病，男性患者多于女性”一一最可能为“X隐”（用假设法推导发现：该

系谱假设为常显、常隐、X显、X隐均可成立，只有假设为伴Y时不能成立；也就是有四种

可能性，其中最可能的是X隐。）

⑥“父病女病，女性患者多于男性”一一最可能为“X显”（用假设法推导发现：该

系谱假设为常显、常隐、X显、X隐均可成立，只有假设为伴Y时不能成立：也就是有四种

可能性，其中最可能的是X显。）

⑦“在上下代男性之间传递”一一最可能为“伴Y”（用假设法推导发现：该系谱

假设为常显、常隐、X隐、伴Y均可成立，只有假设为X显时不能成立；也就是有四种可

能性，其中最可能的是伴Y。）

⑤大多数情况下，一个遗传系谱中只涉及一种遗传病：但有时也有在一个遗传系谱中

涉及两种遗传病的情况。这种情况下为避免出错，最好将两种遗传分开，各画一个遗传系

谱图。这样可大大减少出错的可能性。

2.伴性遗传与遗传的基本规律之间有什么关系？

答：⑴伴性遗传和基因分离定律的关系。伴性遗传是研究存在于性染色体上的一对等位

基因控制的一对相对性状的遗传规律；一对等位基因控制的一对相对性状的杂交实验遵循基

因的分离定律，因此伴性遗传属于基因的分离定律。但由于性染色体X、Y在形态上存在着

差异，其上的基因也存在着差异，故伴性遗传有其特殊性，即其性状的遗传表现出与性别相

联系，所以在判断基因型、表现型和计算概率时，也要和性别联系起来。

⑵伴性遗传与基因自由组合定律的关系。在分析既有性染色体又有常染色体上的基因控制的

两对相对性状的遗传时，由性染色体上基因控制的性状遗传按伴性遗传处理，由常染色体上

基因控制的性状遗传按基因分离定律处理，整体上则按基因的自由组合定律处理。

3.概率计算中的几个注意点

（1）已知后代表现型和末知后代表现型时的后代概率

（2）在父、母本基因型均不确定，而只知可能性的情况下的后代概率

两两组合共有四种情况，一一进行计算，最后将所得结果相加。

（3）常染色体遗传中，后代“男孩患病”和“患病男孩”的概率

1.男孩患病：常染色体遗传与性别无关，男女性及整个人群中的发生概率约相等，故计算时

不必考虑性别，所得群体发病概率即为男孩患病的概率。如下图：

PAaXXXAaXY

I贝ijR为aaXY的可能性为1/4X1=1/4

F,_XY

2.患病男孩：这种情况下得首先计算群体发病概率；再计算患病者中男孩占总患病者的比例,

因为患者中也是男女各半，所以只要将群体发病概率乘1/2就是患病男孩的概率。

PAaXXXAaXY

贝ijF,为aaXY的可能性为1/4X1/2=1/8

F,J

（4）伴性染色体遗传中，后代“男孩患病”和“患病男孩”的概率

①男孩患病：如下图

PXBXbXXBYX-Y已确定为男孩，则其为XHY和XhY的可能

I性各为1/2；因此出现严丫（男孩患病）的概

F,X-Y率是1/2。

②患病男孩：如下图

PXllXbXX"Y在H性别不确定时，其