第五部分生物的遺傳進化和生態(tài)第一章生物的遺傳和變異第一節(jié)生物的遺傳

1、第五部分生物的遺傳、進化和生態(tài) 第一章生物的遺傳和變異第一節(jié)生物的遺傳教學(xué)目標(biāo)1讓學(xué)生了解與遺傳有關(guān)的結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的基本知識，即染色體、基因以及遺傳物質(zhì)（核酸）與性狀遺傳的相互關(guān)系，幫助學(xué)生認識遺傳現(xiàn)象的物質(zhì)基礎(chǔ)。2通過分析某一具體性狀的遺傳現(xiàn)象，幫助學(xué)生認識性狀遺傳的基本規(guī)律，并引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)習(xí)的知識分析其他遺傳現(xiàn)象。3在區(qū)別遺傳病與其他疾病的過程中，讓學(xué)生了解遺傳病的基本特點以及禁止近親婚配的生物學(xué)原因，對學(xué)生進行有關(guān)法律知識的教育。重點、難點分析1基因的概念以及顯性基因與隱性基因的概念是本節(jié)教學(xué)的重點，也是本節(jié)的難點，是課堂討論的中心。對基因這一名稱，學(xué)生從各種媒體和一些科普讀物已經(jīng)有所

2、了解，但不一定能認清基因的本質(zhì)以及基因和性狀之間的關(guān)系。所以，在這一節(jié)的教學(xué)中，可以以性狀在上、下代傳遞為線索幫助學(xué)生認識有關(guān)基因的基本知識：基因與染色體的關(guān)系；基因與生物性狀的關(guān)系，基因在生物上、下代的傳遞規(guī)律以及顯、隱性基因之間的相互關(guān)系，等等。2染色體在生物的上、下代傳遞規(guī)律與基因的傳遞的關(guān)系也是本節(jié)的一個重點和難點，講清染色體在體細胞和生殖細胞中的變化以及在生物上、下代中的變化有助于理解基因的活動。教學(xué)中可以利用圖表甚至制作相應(yīng)的教具幫助學(xué)生了解染色體的活動規(guī)律。3國家婚姻法規(guī)定，禁止近親結(jié)婚。國家為什么要通過立法來禁止近親結(jié)婚？生物課的教學(xué)重點應(yīng)該放在幫助學(xué)生認識近親結(jié)婚所造成危害的

3、遺傳學(xué)原因上遺傳病產(chǎn)生的細胞學(xué)基礎(chǔ)和發(fā)生遺傳病概率較高的原因，可以以具體的例子認識近親結(jié)婚的危害。教學(xué)過程設(shè)計一、本課題建議授課時數(shù)為2課時。二、第一課時：【課前準(zhǔn)備】在上一節(jié)課結(jié)束時，向?qū)W生發(fā)放一調(diào)查表，對自己家庭成員的某些性狀進行調(diào)查。調(diào)查結(jié)果為學(xué)生在上課時的討論分析材料。調(diào)查表如下：調(diào)查前教師應(yīng)注意：1要求學(xué)生如實填寫表格中的內(nèi)容，不能為完成作業(yè)而隨便填寫。通過這項活動培養(yǎng)學(xué)生嚴肅認真的科學(xué)態(tài)度。2向?qū)W生說明如何識別這些性狀特征，特別對上眼瞼這一特征中的雙眼皮、單眼皮，應(yīng)說明不是美容后的特征?！窘虒W(xué)過程】引言在了解生物界的豐富多彩之后，有些同學(xué)會提出一些新的問題：各種生物在生存發(fā)展過程中

4、，是否會有共同的規(guī)律？比如說，每種生物是怎樣將自己的特征傳給后代的？最初的生物是怎樣發(fā)生又是怎樣演變的？生物能否孤立的生存，生物與環(huán)境之間是一種什么樣的關(guān)系？等等。我們將在以后的生物課的學(xué)習(xí)中探討這些問題，共同尋找這些問題的答案。新課 第五部分生物的遺傳、進化和生態(tài)第一章生物的遺傳和變異第一節(jié)生物的遺傳1遺傳的現(xiàn)象：對于“遺傳”這一詞，我們并不陌生。同學(xué)們可以在日常的觀察中發(fā)現(xiàn)許多遺傳的現(xiàn)象，如種瓜得瓜，種豆得豆；兒子的長相像爸爸，等等。我們知道，不同種類的生物有不同的形態(tài)特征、生理特性，就是同一種生物的不同個體在這些方面也會有所不同。這些特征，也就是生物體的形態(tài)特征或生理特性稱為性狀。在課下

5、，同學(xué)們對人的一些性狀進行了調(diào)查。通過調(diào)查，我們看到了這些性狀在上下代的連續(xù)性。這種連續(xù)性是否也是遺傳現(xiàn)象？這些性狀在上下代的傳遞過程中有沒有規(guī)律？我們先來分析這些性狀。【學(xué)生活動】（1）小組討論。每小組選擇一項特征，分析該特征在上下代傳遞中有幾種方式。比如某同學(xué)的上眼瞼是雙眼皮，他的爸爸、媽媽也是雙眼皮，這是一種傳遞方式。會不會還有其他的方式，大家可以根據(jù)本小組的調(diào)查的結(jié)果進行分析。（2）全班討論。各小組介紹小組討論的結(jié)果，所分析的性狀有幾種傳遞的方式；各種性狀在上下代的傳遞中是否有共同點；將討論的結(jié)果以列表的方式做出小結(jié)。性狀特征上眼瞼舌（兩側(cè)向中央卷）耳垂拇指向背側(cè)彎曲食指與無名指比較本

6、人性狀與父母相同本人性狀與父相同、與母不同本人性狀與父不同、與母相同本人性狀與父母均不同性狀與父母相同，或者與父母之一相同，這種現(xiàn)象就是遺傳。用生物學(xué)的術(shù)語敘述遺傳這一概念，遺傳是指生物的性狀傳給后代的現(xiàn)象。若性狀與父母不同，叫做什么？子女為什么會出現(xiàn)不同于父母的性狀？這些問題，我們將在下一節(jié)討論。遺傳是生物界普遍存在的現(xiàn)象。同學(xué)們在自己身邊到處可以遇到。但是我們應(yīng)該如何解釋這些現(xiàn)象？如為什么“種瓜得瓜，種豆得豆”？生物是怎樣把自己的性狀傳給下一代的？或者生物通過什么途徑把自己的性狀傳給下一代？提出問題，討論：父母能否直接將具體的性狀傳給孩子？父母傳給孩子的是什么？我們在了解人的生殖和發(fā)育過程

7、時已經(jīng)知道，每個人都是由受精卵發(fā)育形成的，而每個受精卵又是由卵細胞和精子融合而成的。從生殖發(fā)育的過程看，聯(lián)系父母與子女的結(jié)構(gòu)是生殖細胞。所以，我們可以說父母的性狀是通過生殖細胞卵細胞和精子傳給后代的。同樣，各種生物也是通過生殖細胞把性狀傳給后代的。提出問題：一個小小的生殖細胞為什么可以決定后代具有什么性狀？我們必須研究細胞內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和細胞所含有的物質(zhì)。2染色體和基因：（1）染色體：科學(xué)家在研究細胞時發(fā)現(xiàn)細胞核中有一種物質(zhì)，這種物質(zhì)很容易被堿性染料染成深色，因此，就將這種物質(zhì)稱為染色體?？茖W(xué)家還發(fā)現(xiàn)各種生物的細胞中染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和數(shù)目是不同的。每種生物的染色體有自己獨特的特點。展示人的染色體和

8、果蠅（雌）染色體圖：不同生物染色體形態(tài)不同。展示幾種生物染色體的數(shù)目：不同生物染色體數(shù)目不同。生物染色體數(shù)目體細胞生殖細胞人46條（23對）23條牛30條（15對）15條水稻24條（12對）12條玉米20條（10對）10條提問：從以上四種生物染色體的形態(tài)和數(shù)目我們可以看到什么？各種不同物種生物的細胞中染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和數(shù)目是不同的。同一物種又是相對穩(wěn)定的。體細胞染色體數(shù)是生殖細胞染色體數(shù)2倍，或者說生殖細胞染色體數(shù)是體細胞染色體數(shù)的12。進一步研究細胞中的染色體，發(fā)現(xiàn)體細胞中總有每兩條形態(tài)大小相同，可以配成對，所以人的體細胞中有染色體46條，配成23對，玉米體細胞中有染色體10對。提出問題，討

9、論：在生殖發(fā)育過程中，體細胞與生殖細胞中的染色體數(shù)目是怎樣變化的？這樣，孩子的體細胞中的染色體數(shù)目就與父母的相同了。就我們體細胞中的每一對染色體來說，其中一條來自父親，另一條來自母親。提出問題：人們?yōu)槭裁催@樣重視染色體的變化？這是由于染色體數(shù)目規(guī)律的變化與生物的遺傳有密切的關(guān)系。我們知道，生物體的遺傳物質(zhì)存在于細胞核中，在細胞核中遺傳物質(zhì)又主要存在于染色體上。受精卵中的每一對染色體，一條來自父親，另一條來自母親，由受精卵經(jīng)過發(fā)育形成的孩子的細胞中就具有了父母雙親的染色體或者說父母雙親的遺傳物質(zhì)了。父母的遺傳物質(zhì)就是這樣傳給了子女。染色體中的遺傳物質(zhì)叫做核酸。同學(xué)們在廣播、電視和報刊上聽到看到的

10、DNA就是核酸的一種。提出問題：每種生物都有許多性狀，染色體上的遺傳物質(zhì)怎樣控制這些不同的性狀？（2）基因：“基因”這一名詞，同學(xué)們也不陌生。但是它到底是什么？它與生物性狀有什么關(guān)系？科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，生物的不同性狀是由不同的基因決定。我們常說的基因是指位于染色體上的分成若干小單位的遺傳物質(zhì)，這些決定生物性狀的遺傳物質(zhì)的小單位叫做基因。如：豌豆的花有紅色、白色，莖有高、矮，人的上眼瞼有雙眼皮、單眼皮，等等，是由不同基因決定的。基因是染色體上遺傳物質(zhì)的小片段，所以基因也與染色體相同，在體細胞中成對存在，在生殖細胞中只有其中的一個。我們是否可以這樣理解：在我們體細胞中的每一對基因中的兩個基因，一個來自

11、父親，一個來自母親?！拘〗Y(jié)】這節(jié)課，我們討論分析了什么是遺傳，知道了生物性狀的遺傳是通過生殖細胞傳給后代的，最終決定性狀的遺傳的是位于染色體上的遺傳物質(zhì)。具體到某一性狀，遺傳是由基因決定的。不同的基因會有不同的性狀。在了解了這些知識后，有些同學(xué)會提出新的問題，這一對基因怎樣決定性狀？同樣是一對基因，為什么有的人是雙眼皮，有的人是單眼皮？為什么會出現(xiàn)子女與父母不同性狀的現(xiàn)象？這些問題我們將在下一下課討論?！景鍟O(shè)計】略三、第二課時：【復(fù)習(xí)】（1）什么是性狀？什么是遺傳？請舉例。什么叫染色體？什么叫基因？（2）生物性狀的遺傳是通過什么途徑？在這個過程中染色體數(shù)目是怎樣變化的？基因又是怎樣變化的？（

12、3）為什么說我們體細胞中的遺傳物質(zhì)一半來自父親，一半來自母親？【引入】 上節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了有關(guān)染色體和基因的知識，我們還提出了這樣幾個問題。（1）一對基因怎樣決定性狀？（2）同樣是一對基因，為什么有的人是雙眼皮，有的人是單眼皮？（3）為什么會出現(xiàn)子女與父母不同性狀的現(xiàn)象？【新課 下面我們以入的上眼瞼為例，研究以上問題。生物的一些性狀是由一對基因控制的，如人的眼瞼，耳垂等。提出問題，討論：以A或a表示控制上眼瞼特征的基因，這兩個基因在人體內(nèi)會有幾種結(jié)合方式，分別決定什么特征？同學(xué)們可以討論并提出自己的假設(shè)。A與a結(jié)合，可能會有三種方式： AA、 Aa和aa。提出問題，討論：若AA決定的性狀是雙眼

13、皮，aa會決定什么性狀？那么Aa又會決定什么性狀呢？有的同學(xué)會問為什么不是aa決定雙眼皮呢？在研究這個問題的過程中發(fā)現(xiàn)，細胞中的成對基國有顯隱性之分，即顯性基因和隱性基因。3基因的顯性與隱性：雙眼皮由顯性基因決定，以大寫字母表示顯性基因，細胞中的基因是AA；單眼皮由隱性基因決定，以小寫字母表示隱性基因，細胞中的基因是aa。那么，基因為Aa，既有顯性基因，又有隱性基因，會表現(xiàn)出什么性狀呢？在基因為Aa時，隱性基因a不能表現(xiàn)，只表現(xiàn)顯性基因A決定的性狀，所以Aa也是雙眼皮。提出問題，討論：上一節(jié)課，我們在分析人體幾種性狀的遺傳方式時，歸納出有這樣幾種情況，以上述眼瞼的特征為例：示投影片：（1）爸爸

14、、媽媽雙眼皮，孩子雙眼皮；（2）爸爸、媽媽單眼皮，孩子單眼皮；（3）爸爸、媽媽雙眼皮，孩子單眼皮；（4）爸爸雙眼皮、媽媽單眼皮，孩子雙眼皮；（5）爸爸雙眼皮。媽媽單眼皮，孩子單眼皮；（6）爸爸單眼皮、媽媽雙眼皮，孩子雙眼皮；（7）爸爸單眼皮、媽媽雙眼皮，孩子單眼皮。請同學(xué)們利用顯隱性基因的知識對以上各種情況產(chǎn)生的原因作出解釋。同學(xué)們對（1）、 （2）兩種情況比較容易理解，孩子繼承了父母的特征，這就是遺傳。（4）、（5）、（6）、（7）幾種情況中，孩子繼承雙親之一的性狀，同學(xué)們也能接受。那么，為什么出現(xiàn)了第三種情況，是不是在調(diào)查中搞錯了？孩子與雙親的上眼瞼都不相同，是否有這種可能性？提問：父母都

15、是雙限皮，體細胞中成對基因會有幾種情況？（1）父親的基因AA，母親的基因AA，會不會生出單眼皮的后代？（2）父親的基因AA，母親的基因Aa，或父親的基因Aa，母親的基因AA，會不會生出單眼皮的后代？（3）假如，父親的基因Aa，母親的基因Aa，會不會生出單眼皮的后代？這種后代是怎樣產(chǎn)生的？示投影片：教材P 133圖V-3。提出問題：請同學(xué)們思考，會不會有這種情況，父母都是單眼皮，生出一個雙眼皮的孩子？要說明可能或不可能的理由。留一個小作業(yè)，請同學(xué)們根據(jù)以上學(xué)到的知識對投影片所示的（1）、（2）、（4）、（5）幾種情況進行分析。4遺傳病與禁止近親結(jié)婚：禁止近親結(jié)婚是我國婚姻法的規(guī)定。為什么將遺傳病

16、與婚姻法的規(guī)定聯(lián)系起來？我們首先要了解什么是遺傳病。請同學(xué)們看課本P1 133下面的圖。這是一個先天性愚型病患者。這種病人的患病特征主要是天生智力低下，發(fā)育遲緩，坐立走都很晚，只會說“爸”、“媽”單音節(jié)詞，有的缺少抽象思維的能力。這種疾病是天生的，但得這種病的孩子的父母可能是正常的。那么，患者患病的原因到底是什么？經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，患者的父母產(chǎn)生的生殖細胞中遺傳物質(zhì)發(fā)生變化，使患者一生下來就有這種疾病，這就是我們所說的遺傳病。（1）遺傳?。河捎谶z傳物質(zhì)發(fā)生變化引起的疾病為遺傳病。遺傳病是遺傳物質(zhì)變化引起的，不具有傳染性。目前，已經(jīng)了解的人類遺傳病有4000余種，如白化病、色盲、血友病等。其中一些遺

17、傳病直接影響患者的正常生活，甚至造成死亡。以前，遺傳病一般是無法治療的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家們正在力圖使發(fā)生變化的遺傳物質(zhì)恢復(fù)正常的活動來治療某些遺傳病。但目前大多數(shù)遺傳病仍然不能治療。提出問題：遺傳病不會傳染，也不能治療，對于它是否可以不管，隨它發(fā)生？我們不能治療，但是我們可以通過一定的措施減少遺傳病的發(fā)生。這些疾病的患者給家庭帶來了精神、經(jīng)濟負擔(dān)，也對社會造成一定的影響。為提高整個民族的素質(zhì)，我們應(yīng)該盡量減少遺傳病的發(fā)生。如何減少遺傳病的發(fā)生？（2）禁止近親結(jié)婚：根據(jù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，近親結(jié)婚，如表兄妹、表姐弟結(jié)婚，婚后所生子女遺傳病發(fā)生的幾率高于非近親結(jié)婚。如白化病，近親結(jié)婚子女患病的可能

18、性是非近親結(jié)婚子女患病可能性的13.5倍；全色盲，近親結(jié)婚子女患病的可能性是非近親結(jié)婚子女患病可能性的179倍。我們國家某地有一個山村，由于近親結(jié)婚的人多，出現(xiàn)了許多傻子，被稱為“傻子村”。有的同學(xué)會問，為什么近親結(jié)婚，后代遺傳病發(fā)生的機會會增加？我們知道，攜帶致病基因的人并不一定表現(xiàn)出遺傳病，如由隱性基因引起的遺傳病，但這種基因有可能遞給下一代。血緣關(guān)系遠，具有相同致病基因的可能性比較小。而近親結(jié)婚，婚配的雙方遺傳基因相近，婚后所生子女得遺傳病的可能性就大。為提高整個民族的素質(zhì)，也為了減少遺傳病給家庭。個人帶來的痛苦，我國婚姻法明確規(guī)定，禁止近親結(jié)婚。表兄妹、表姐弟結(jié)婚是違反法律的行為，是不

19、允許的?！拘〗Y(jié)】這節(jié)課，我們初步了解了基因是怎樣決定生物具體的性狀的，這可以幫助我們解釋一些遺傳現(xiàn)象。我們也初步了解了國家為什么規(guī)定近親禁止結(jié)婚的原因和意義。生物性狀的遺傳是很復(fù)雜的，也是很有趣味的，在這里我們只是學(xué)習(xí)了最基本的知識。有關(guān)這方面的知識，我們在高中還會繼續(xù)學(xué)習(xí)。同學(xué)們?nèi)绻信d趣，可以閱讀些有關(guān)的書籍，也可以向老師或有關(guān)人員請教?！景鍟O(shè)計】略小資料1人類染色體數(shù)目的確定：人類認識染色體已經(jīng)有100多年的歷史了。1882年，德國細胞學(xué)家弗魯門（WFlemming）在研究細胞分裂時，發(fā)現(xiàn)細胞核中有易被堿性染料染上顏色的物質(zhì)，把它稱為染色質(zhì)。 1888年，德國解剖學(xué)家沃德那（w Wal

20、deyer）將染色質(zhì)稱之為染色體。從此以后，人們對染色體的研究報告不斷提出，人們知道了許多生物細胞中的染色體數(shù)目。那么，人的染色體數(shù)目是多少？30多年前，遺傳學(xué)家卻一直不清楚。有的遺傳學(xué)家提出人的染色體數(shù)目與大猩猩、黑猩猩一樣都是48條。1952年，在美國德克薩斯大學(xué)工作的美籍華人徐道覺博士意外的發(fā)現(xiàn)了人的染色體數(shù)目。一天，他對在常規(guī)組織培養(yǎng)下的細胞進行觀察，無意中發(fā)現(xiàn)顯微鏡下出現(xiàn)鋪展得很好的染色體，染色體數(shù)目為46條，而不是48條。后來，徐道覺博士花了三個月的時間搞清了“奇跡”出現(xiàn)的原因，不知實驗室的哪位實驗員把配制的沖洗培養(yǎng)細胞的平衡溶液誤配成低滲溶液，細胞膜在低滲溶液中容易漲破，所以染色體逸出，鋪展良好，清晰可辨。遺憾的是