神马文学网基因和染色体的关系
来源：百度文库 编辑：神马文学网 时间：2024/04/30 01:25:39
作者（来源）：荣成市1中 高一生物组 发布时间：2005-05-08
第2章 基因和染色体的关系
本章教材的分析：
在孟德尔的遗传规律被重新发现之后，科学家开始寻找基因在细胞中的位置。细胞学的研究揭示了精子和卵细胞的形成要经过减数分裂，精子和卵细胞经过受精作用结合形成的受精卵中染色体数目又恢复为该物种体细胞中染色体的数目。在此过程中，染色体的行为一基因在亲子代间的传递行为具有惊人的一致性，由此科学家提出了基因位于染色体上的假说。这一融合了大胆想象与科学推理的假说，通过摩尔根著名的果蝇杂交实验得以确证。
通过本章的学习，学生将继续沿着科学家的科学研究的足迹，去寻找基因在细胞中的位置，并在假说——演绎法的基础上，再次体验观察——提出假说——实验验证的科学思想方法（类比——推理法），领略科学家严谨求证的科学态度和大胆假设、富于想像的创新思维品质。
第1节 减数分裂和受精作用（分两课时）
一：教学目标：
1、 阐明细胞的减数分裂并模拟分裂过程中染色体的变化
2、举例说明配子的形成过程
3、举例说明受精过程
4、使用高倍显微镜，观察蝗虫精母细胞减数分裂的固定装片
5、阐明减数分裂和受精作用对于生物遗传（遗传稳定性）和变异（生物多样性）的重要性
二、教学重点：
1、 减数分裂的概念
2、 精子的形成过程
3、 受精作用的过程
三、教学难点：
1、 模拟减数分裂过程中染色体的变化
2、 比较精子与卵细胞形成过程的异同点
3、 观察蝗虫精母细胞的减数分裂
四：教学方法：
讲授、课件展示、比较法、剪取纸型模拟、实验观察法
五、教学内容
第1课时教学步骤：
II 受精卵
父本 I 精子
设置问题：受精卵与母本、父本的染色体数目有什么关系？
学生活动：相同。
教师活动：启发学生深入思考。这就说明母本、父本在产生卵细胞、精子的过程中，染色体的数目必然要经历一个特殊的过程。
学生活动：卵细胞、精子的染色体数目是母本、父本的一半。
教师活动：（语言过渡）请同学们阅读课本P16与孟德尔同时代的生物学家魏斯曼的预言。
学生活动：读课本5min。（粗略了解减数分裂的过程）
教师活动：（语言过渡）下面我们以哺乳动物精子的形成过程为例来详细学习减数分裂的过程。最关键的内容是同学们要抓住染色体的行为和数目的变化
采取边板书细胞图边讲解的办法，主要演示染色体的行为变化和数目变化。为了减数分裂过程的连续性，把同源染色体的概念提到这里。
教师讲解：我们身体的每一个体细胞来自一个受精卵细胞，经过有丝分裂而来。在受精卵中，有一半的染色体来自精子，一半来自卵细胞，这样受精卵中的每一对染色体一个来自父方一个来自母方，把这样的一对大小、形态一般都相同的染色体称为同源染色体。
教师活动：为了讲述的方便，将减数分裂分为减数第一次分裂的间期、前期、中期、后期；减数第二次分裂的前期、中期、后期。
雄性原始的生殖细胞——精原细胞的染色体组成：与体细胞的染色体相同
教师活动：（启发学生）精原细胞是通过什么分裂来的？
学生活动：经过有丝分裂来的。
教师活动：模块1中我们学到了有丝分裂中细胞要进入分裂期，首先要做物质上的准备。这种准备是什么？
学生活动：进行染色体上DNA的复制和有关蛋白质的合成。
教师活动：同样的道理，精原细胞也要完成这种准备才能进入分裂期。复制的结果是什么？
学生活动：DNA加倍，而染色体的数目不变，每条染色体上包含有两条姐妹染色单体。
教师讲解：精原细胞经过复制，体积增大，成为初级精母细胞。初级精母细胞进入减数第一次分裂的前期主要的变化是：联会、出现四分体、交叉互换。
教师与学生互动：对照黑板上的细胞图熟悉一些概念：非同源染色体与同源染色体、姐妹染色单体与非姐妹染色单体、染色体数目的识别、DNA数目的识别
联会即同源染色体两两配对的行为；四分体指的是联会后的一对同源染色体因为包含有四个染色单体；交叉互换发生在四分体的两条非姐妹染色单体之间（运用课本图2-3）讲解。
中期的行为是---各对同源染色体即每个四分体排列在赤道板上（四分体的两个着丝点在赤道板两侧）。
问题设置：有丝分裂中期染色体是怎样排列的？
学生活动：每条染色体的着丝点整齐排列在赤道板上。
问题设置：通过纸模型的演示，启发学生两对同源染色体在赤道板上的排列方式有多少种？
学生讨论2min：排列方式有2种。
教师活动：后期的行为是---同源染色体分离（向细胞两极走），非同源染色体自由组合。完成细胞质分裂后形成两个子细胞，更名为次级精母细胞。次级精母细胞中的染色体应怎样称呼？染色体数目发生了怎样的变化？
学生活动：互称为非同源染色体。每个次级精母细胞只含有初级精母细胞的一半染色体。
设置问题：染色体数目的减半发生在 过程中？
学生活动：发生在第一次分裂。
教师活动：减数第一次与第二次分裂之间没有间期或间期时间很短。但染色体不再复制。进入第二次分裂的两个次级精母细胞染色体的动态变化与模块1中有丝分裂中染色体的动态变化一致。
教师与学生互动：共同完成减数第二次分裂的细胞图
设置问题：进行有丝分裂的细胞与进行减数第二次分裂的细胞之间有什么区别？
学生讨论3min
教师启发：什么细胞以有丝分裂的方式增殖？这样的细胞中是否有同源染色体的存在？
在教师的启发下学生得出结论。
教师讲授：完成减数第二次分裂，两个次级精母细胞形成四个精子细胞，每个精子细胞经过变形形成精子。
学生活动：读课本P19，掌握精子的结构。
六、课堂习题：
1、果蝇的配子与体细胞相比，染色体的区别有 、 。
2、减数分裂是进行有性生殖的生物在产生 细胞时，进行的染色体数目 的细胞分裂。在减数分裂的过程中，染色体只 ，而细胞分裂两次。结果是 细胞中的染色体数目比 细胞的染色体减少一半。
3、高等动植物的减数分裂发生在 器官内。
4、在动物中原始的生殖细胞包括 和 。
5、精原细胞的染色体数目与 的相同。
6、精子的形成过程包括 和 。
7、减数分裂的染色体复制发生 在 ，复制的结果是 。复制结束后的细胞称为 。
8、初级精母细胞进入减数第一次分裂的分裂前期，染色体的主要变化有 、 、 。
9、进入减数第一次分裂的分裂中期的初级精母细胞，其染色体主要的行为是 ，而有丝分裂中期的细胞其染色体的行为是 。
10、减数第一次分裂后期的初级精母细胞的染色体的行为是 。
11、染色体数目的减半发生在减数第 次分裂。
12、在两次分裂之间是否再进行复制（ ）。
13、初级精母细胞减数第一次分裂结束后产生的的两个子细胞的名称为 。
14、在减数第二次分裂中，染色体的主要行为是 。
15、次级精母细胞完成了减数第二次分裂后产生的子细胞称为 ，它经过 才成为精子。精子的头部含有 。
16、一个精原细胞经过减数分裂能产生 个精细胞，这些精细胞在染色体组成上相同吗（ ）
17、在男性体内 、 、 细胞中含有同源染色体。
18、男性次级精母细胞处于减数第二次分裂的后期，细胞中含有 条染色体， 条染色单体 对同源染色体。
19、在整个减数分裂的过程中， 、 时期的细胞中有染色单体的存在。
20、卵细胞的形成过程与精子的形成过程相比的不同点是 、 。
21、两个细胞的染色体的着丝点整齐排列在细胞中央的赤道板上。你根据什么来判断它们进行什么分裂？
22、现有一个精原细胞（染色体组成为AA，BB，）产生了4个精细胞， 其中一个的染色体组成为AB，，那么另外3个精细胞的染色体组成分别为 、 、 。
第2课时教学内容步骤：（本节课建议在实验室完成）
导入：提问 1精子的形成过程可分为 和 两个过程？
2精子形成过程中染色体有哪些变化？
教师活动：展示卵细胞形成过程课件
通过学生的观察讨论，在比较的基础上由学生自己去归纳总结卵细胞与精子形成过程的区别。（一名学生回答）不妥当的地方教师纠正。
教师活动：布置学生实验用显微镜观察蝗虫精母细胞减数分裂的固定装片（以三人为一个小组）将观察结果画于纸上。教师巡回指导对装片的观察。
设置问题：“一母生九子，九子各不同”的生物学道理在哪？
换句话说：同样的精（卵）原细胞减数分裂产生的精子（卵细胞）中染色体的数目、组成相同吗？
学生讨论5min。经过讨论得出答案：数目相同但组成可同可不同。
教师活动：采用下列方法突破此难点。让学生用提前剪好的纸模型模拟含有2对（AA，BB，）同源染色体的精原细胞处于减数第一次分裂中期四分体在赤道板上的排列方式及后期同源染色体的分离非同源染色体的自由组合情况。
而后在黑板上模拟3对、4对……n对同源染色体的精原细胞处于减数第一次分裂中期四分体在赤道板上的排列方式及后期的分裂情况。在上述活动中，教师与学生一起归纳含有n对同源染色体的动物个体产生的成熟生殖细胞的种类可用2n表示，在不同时刻产生的生殖细胞在染色体组成一般不相同。
A B C A B C, A B, C A, B C
--------------- -- ------------- -- -------------- ----------------
A, B, C, A, B, C A, B C, A B, C,
设置问题：配子中染色体组合的多样性的原因？
学生活动：由于非同源染色体的随机组合、非姐妹染色单体的交叉互换都导致配子种类的多样性。
教师活动：布置学生看书P24-25受精作用的定义、过程、实质？
设置问题：判断：受精卵中的染色体一半来自父方一半来自母方（ ）
受精卵中的遗传物质一半来自父方一半来自母方（ ）
学生讨论5min发表观点。第二个问题有一定难度。
质：位于线粒体、叶绿体，全部来自母方
设置问题：从配子形成和受精作用两方面简要说明遗传的多样性和稳定性的 原因？
教师讲解：有性生殖生物遗传的多样性原因是由于①减数分裂形成的配子，染色体组成具有多样性，导致了不同配子遗传物质的差异；②受精过程精卵的随机结合，同一双亲的后代必然呈现多样性。
II 受精卵
父本 I 精子
III
从上述有性生殖的过程看出：通过I过程使染色体数目减半（N），通过II过程使受精卵中染色体数目恢复为2N，由受精卵发育来的新个体与亲代的染色体数目相同，对生物的遗传稳定性有重要意义。
课堂习题：
1、 画出减数分裂与有丝分裂过程中染色体、DNA的数量变化曲线？
2、 完成P22课后习题的识图做答
第2节 基因在染色体上
一、教学目标：
1、 说出基因位于染色体上的理论假说和实验证据
2、 运用有关基因和染色体的知识阐明孟德尔遗传规律的实质
3、 尝试运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上
4、 认同科学研究需要丰富的想象力，大胆质疑和勤奋实践的精神，以及对科学的热爱
二、教学重点：
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
三、教学难点：
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
四、教学方法：
讲授法、类比推理法、细胞图形法
五、教学内容步骤：
导入：孟德尔在1857年——1865年的8年间通过实验从生物的性状出发，发现了遗传的两大定律；科学家们于19世纪80年代从细胞水平利用显微镜观察弄清了染色体的行为和数量变化。
1903年，美国遗传学家萨顿发现染色体在减数分裂和受精作用中的行为与孟德尔假设的遗传因子在亲子代间的行为有着惊人的相似性。因而提出假说——基因在染色体上。
教师与学生互动：和学生一起分析基因和染色体的行为存在哪些平行关系？从基因与染色体在体细胞、配子中的数量；来源；非等位基因、非同源染色体的自由组合；完整性和独立性三个方面分析。
学生活动：阅读课本P27 。
过渡：假设萨顿的假说是正确的，请同学们将基因代入染色体上，写出孟德尔一对相对性状的遗传图解。
学生活动：在课本P28中写出图解。
教师活动：讲述类比推理法。萨顿正是运用了此种科学方法，将看不见的基因与看得见的染色体的行为进行类比，根据其惊人的一致性，提出基因位于染色体上这一假说。教育学生科学的方法是取得成功的关键。
过渡：类比推理得出的结论并不具备逻辑的必然性，其正确与否还必须要有实验的直接证据。
学生活动：阅读P28摩尔根发现白眼果蝇的过程，教育学生要做学习的有心人。同时联系孟德尔的成功再次表明实验材料的正确选择是成功的保证。
教师活动：叙述果蝇的杂交实验过程及实验结果。与学生一起分析实验结果，推导出结论。
设置问题：就果蝇红眼与白眼这一对相对性状来说，F1全部为红眼且数量比为3：1，这说明了什么？
学生活动：说明红眼与白眼这一对相对性状中红眼为显性性状，其遗传遵循孟德尔的分离定律。
设置问题：白眼性状只表现在雄性果蝇中。
学生讨论3min后在教师的启发下理解白眼性状的遗传与性别相关联。
教师活动：性别与什么有关呢？介绍果蝇提细胞中染色体的组成及性别决定的具体情况。让学生明白果蝇的性别与性染色体相关。从而猜测控制白眼的基因位于性染色体上。
教师与学生互动：将上述的假设代入杂交实验中，看能不能正确解释杂交实验的结果。
学生活动：书写杂交实验的分析图解。纠正之。
过渡：摩尔根的工作，把一个特定的基因和一条特定的染色体——X染色体直接联系起来，从而用实验强有力地证明了基因在染色体上。从此摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者。
利用此处教育学生学习科学家尊重科学、敢于自我否定的科学品质。
学生活动：阅读P30找出摩尔根的贡献有哪些？
教师与学生互动：运用细胞图形，将本节课学习的基因在染色体的观点与减数分裂中染色体的行为变化穿插在一起，深入理解相对性状的分离与不同种性状之间的自由组合的根本原因（实质）是什么？
学生活动：对照此图理解分离定律与自由组合定律的实质5min。
课堂习题：
1、萨顿的假说的内容是 。也就是说 。
2、画出非等位基因在染色体上的细胞图:
3、在摩尔根的果蝇杂交实验中，F1全为红眼说明 为显性性状。在F2中红眼与白眼的个体的数量比为3：1，说明红眼与白眼一对相对性状受一对 基因的控制，它的遗传遵循孟德尔的 定律。
4、写出雌雄果蝇体细胞中的染色体组成：♀ ♂ ，这样的性别决定方式为XY型性别决定。依照此法写出男性体细胞的染色体组成 ，次级精母细胞处于减数第二次分裂后期细胞中的染色体数目为 ，染色体组成写作 。
5、基因与染色体的关系可描述为 ， ，
。
6、摩尔根的贡献是用果蝇的杂交实验证实了 ，并且把一个特定的基因与 联系起来；绘出了第一个果蝇 的图。发现了 定律。
7、用细胞图表示下列个体的基因型：DD、Dd、YYRr、YyRr
8、相对性状（高茎与矮茎）发生分离的原因是：在 分裂过程中，由于 染色体的分离，导致 基因分离。
9、不同对相对性状（粒型与粒色）发生重新组合的原因是：在 分裂过程中，由于 染色体的自由组合，导致 基因发生了自由组合。
10、位于一对同源染色体上的两对等位基因的个体BbVv,B与b，V与v的遗传是否遵循分离定律？（ ）Bb与Vv的遗传是否遵循自由组合定律？（ ）
第3节 伴性遗传
一、教学目标：
1、 概述伴性遗传的特点
2、 运用资料分析的方法，总结人类红绿色盲症的遗传规律
3、 举例说出伴性遗传在实践中的应用
二、教学重点：
伴性遗传的特点
三、教学难点：
分析人类红绿色盲症的遗传
四、教学方法：
资料分析法、比较法、类推法、联系实际
导入： 常染色体
隐性基因
基因的位置 显性基因
性染色体
隐性基因
像果蝇眼睛红色与白色的遗传与果蝇的性别相关联的现象，称之——伴性遗传。人类的红绿色盲、抗维生素D佝偻病的遗传都属于伴性遗传。
学生活动：3min 阅读P33小资料人类红绿色盲症的发现，提高气氛。
教师活动：展示P34资料分析中的遗传图谱
设置问题：1、图解中患者为 性个体？
2、红绿色盲的基因是显性还是隐性基因？
3、红绿色盲基因位于X染色体上还是Y染色体上？
通过上述问题的设置，帮助学生分析出这种遗传病的遗传方式为伴X隐性遗传。
学生活动：根据此种遗传病的遗传方式写出人群中男性、女性各种色觉的基因型
根据基因型得出红绿色盲症的特点之一：男性患者多于女性
教师活动：选择两个典型的家庭红绿色盲的遗传表现，总结特点之二：交叉遗传