第2节 基因在染色体上
[学习目标]：
知识目标：
说出基因位于染色体上的理论假说和实验证据；
能力目标：
1.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；
2.尝试运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上；
情感目标：
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。
[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。
[学习过程]：
问题探讨：学生尝试将孟德尔分离定律中的遗传因子换成同源染色体，把分离定律念一遍，学生会发现，这个替换是可行的。
问题：基因和染色体的行为似乎是一致的。那么，基因与染色体是一一对应的关系吗？
资料：人只有23对染色体，却有几万个基因。
看来，基因与染色体不可能一一对应了，那么基因与染色体之间究竟是什么关系呢？
一、萨顿的假说
实验发现：蝗虫精子与卵细胞的形成过程中，等位基因的分离与减数分裂中同源染色体的分离极为相似；
推论：基因位于染色体上，基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
（1）基因在杂交过程中保持___________性和___________性。染色体在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的___________。
（2）在体细胞中基因___________存在，染色体也是___________的。在配子中只有成对的基因中的___________，同样，也只有成对的染色体中的___________。
（3）体细胞中成对的基因一个来自___________，一个来自___________。同源染色体也是如此。
（4）非等位基因在形成配子时___________，非同源染色体在减数第一次分裂后期也是___________的。
科学研究方法：类比推理（类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要观察和实验的检验。）
二、基因位于染色体上的实验证据
1.摩尔根介绍：他对孟德尔的遗传理论，萨顿的基因位于染色体上的学说持怀疑态度，但他认真钻研，寻找证据解决疑点。
2.实验材料：果蝇
选取果蝇的优点是：_______________________________________________。
3.实验设计：
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4.实验结果解释：
从果蝇红眼和白眼这一对相对性状来看，F1 ( http: / / www.21cnjy.com )的表现型是_____________，F2的红眼和白眼之间的数量比是_____________，这样的遗传表现符合分离定律，表明果蝇的红眼和白眼是受一对等位基因控制的。
思考：白眼性状的表现总是与性别相联系，如何解释这一现象呢？
5.摩尔根的假设：
（1） 常染色体
XX（同型的）：雌性果蝇中
性染色体：
XY（异型的）：雄性果蝇中
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雌雄果蝇体细胞的染色体图解
（2）假设：控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因。
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XW Y
XW
Xw
6.测交实验验证：
学生练习：
7.结论：___________________________________________________________。
8.检测方法：
荧光标记法→基因在染色体上呈线性排列，一条染色体上应该有多个基因。
三、孟德尔遗传规律的现代解释
细胞遗传学的研究结果表明，一对遗传 ( http: / / www.21cnjy.com )因子就是位于一对同源染色体上的___________，不同对的遗传因子就是位于非同源染色体上的___________。
1.基因的分离定律的实质是：
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
2.基因的自由组合定律的实质是：
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
P
红眼（雌）
×
白眼（雄）
红眼（雌、雄）
F1雌雄交配
F1
红眼（雌、雄）
白眼（雄）
F2
3/4
1/4
F1
配子
P
XWXW红眼（雌）
×
XwY白眼（雄）
XW
Xw
Y
XWXw红眼（雌）
XW Y红眼（雄）
F2
记忆节节清：
1.基因的分离定律的实质：
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。第1节 减数分裂和受精作用
（第一课时）
[学习目标]：
1.知识方面：阐明细胞的减数分裂；说明精子的形成过程。
2.情感态度与价值观方面：认同物质的规律性，树立辨证唯物主义世界观。
3.能力方面：通过对减数分裂过程中染色体数目和行为变化的学习，培养学生识别和分析分裂示意图的能力。
[学习重点]：（1）减数分裂的概念；（2）精子的形成过程。
[学习难点]：精子的形成过程。
[学习过程]：
引入：我们上学期学过，真核细胞的分裂方式有三种，是哪三种？
（答： 、 、 。）
问题探讨：请看“问题探讨”中的图，仔细观察果蝇的体细胞和配子中染色体有什么区别？
（答：配子染色体数是体细胞染色体数的一半；配子染色体是由体细胞每对染色体中分别取出一条组成的。）
问：这个过程是通过有丝分裂实现的吗？有丝分裂的特点是什么？
（答：不是。染色体复制和平均分配；有丝分裂前后染色体数目不变，从而在生物亲代和子代间保持遗传性状的稳定性。）
一、减数分裂
配子的形成需要分裂后染色体数目减半，可见它不是通过普通的有丝分裂产生的，而是通过一种特殊方式的有丝分裂，即减数分裂产生的。
问：什么是减数分裂？减数分裂有何特点？
（学生阅读教材P16，说出减数分裂的概念并找出减数分裂特点。）
减数分裂是进行 的生物，在产生 时进行的 的细胞分裂。在减数分裂过程中，染色体只复制 ，而细胞分裂 。减数分裂的结果是，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的 。
强调：（1）范围: 进行有性生殖的生物。（无性生殖的生物不进行减数分裂）
（2）特点:在整个减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次。
（3）结果:新产生的成熟生殖细胞中的染色体数目，比原始生殖细胞中的染色体数目减少了—半。
二、精子的形成过程
下面我们结合哺乳动物精子的形成，介绍减数分裂的过程。
复制的结果，每条染色体都由 构成，它们由同一个 连接。也和有丝分裂间期一样，染色体是细丝状，用光学显微镜是看不到的。
间期复制完成后，细胞开始进行减数第一次分裂 ( http: / / www.21cnjy.com )，此时的细胞，叫初级精母细胞。第一次分裂的前期，细胞中的同源染色体两两配对，叫联会。所谓的同源染色体，指减数分裂时配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一个来自父方，一个来自母方。
联会后，染色体进一步螺旋化 ( http: / / www.21cnjy.com )变粗，逐渐在光学显微镜下可见每个染色体都含有两个姐妹染色单体，由一个着丝点相连，每对同源染色体则含有四个染色单体，叫四分体。
一个四分体：是一对同源染色体，就是两条染色体，四条染色单体，四个DNA分子。
注意：每一对同源染色体共有四个染色单体 ( http: / / www.21cnjy.com )，组成一个四分体，因此，同源染色体的数量就等于四分体的数量。四分体中的非姐妹染色单体之间之间经常发生缠绕，并交换一部分片段。
由此，我们可以推算，果蝇体细胞有4 ( http: / / www.21cnjy.com )对8个染色体，减数分裂时，形成多少个四分体？（答： 。）人呢？（答： 个。）把四分体时期和联会时比较，由于染色体复制在精原细胞时就发生了，因此，它们所含的染色单体、DNA数目都是相同的，不同的主要是染色体的螺旋化程度不同，联会时染色体螺旋化程度低，染色体细，在光学显微镜下还看不清染色单体，因此，没有在图上表示出来。四分体时期，染色体螺旋化程度高，染色体变粗了，可在光学显微镜下清楚地看到每一个染色体有两个染色单体。
( http: / / www.21cnjy.com )
问：上图中，只有 图含有四分体 ( http: / / www.21cnjy.com )。四分体时期画了几对染色体？（答：3对。），几条染色体？（答： 条。），几条染色单体？（答： 条。），几个DNA分子？（答： 个。）。
随后，各个四分体排列在细胞中央，同源染色体好 ( http: / / www.21cnjy.com )象手拉手似地排成两排，纺锤丝收缩，牵引染色体向两极移动，导致四分体平分为二，配对的同源染色体分开，但此时着丝点并未分开，每一染色体上仍有两条染色单体。接着发生细胞分裂，一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞，而每个次级精母细胞中的染色体数目就只有初级精母细胞的一半了。
问：观察课本第17页图，初 ( http: / / www.21cnjy.com )级精母细胞有几条染色体？（答： 条。），而次级精母细胞呢？ （答： 条。），染色体数目减半的原因是什么？（答： ），在次级精母细胞中还有没有同源染色体？（答： 。）
减数第二次分裂的基本过程 ( http: / / www.21cnjy.com )与有丝分裂相似：中期，染色体的着丝点排成一排；后期，着丝点一分为二，两个姐妹染色单体成为两个染色体，在纺锤丝的牵引下，移向两极，接着，细胞分裂，两个次级精母细胞分裂成4个精细胞，减数分裂完成。
问：把精细胞的染色体数目和刚形成的次级精母细胞以及初级精母细胞相比，有何变化？
（答：精子细胞的染色体数目与次级精母细胞相同，比初级精母细胞减少一半。）
问：减数第二次分裂过程大体与有丝分裂相似，但它们又有什么不同呢？
（示两个细胞图，请仔细观察，找出两细胞的染色体特点。） ( http: / / www.21cnjy.com )
（答：发现有丝分裂过程中，同源染色体存在于同一细胞中，而减数第二次分裂过程中，同源染色体已分开了，细胞中无同源染色体存在。）
精细胞再经过变形，形成精子，在这个过程中，丢掉了精细胞的大部分细胞质，带上重要的物质──细胞核内的染色体，并形成了一个长长的尾，便于游动。
总结：精子的形成过程。
注意：1.染色体复制在精原细胞时期。
2.染色体数目减半发生在第一次分裂时期，减半的原因是同源染色体的分开。
3.着丝点的分裂，染色体一分为二，发生在减数第二次分裂过程中。
记忆节节清：
1.减数分裂是进行有性生殖的生 ( http: / / www.21cnjy.com )物，在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两
次 。减数分裂的结果是，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。
2.减数第一次分裂的主要要特征：同源染色体配对即联会；四分体中的非姐妹染色单体发生交叉互换；同源染色体分离，分别移向细胞两极。
3.减数第二次分裂的主要特征：染色体不再复制。每条染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开，分别移向细胞的两极。
记忆节节清：精子形成过程
精原略增复并列， 同源联会四分体；
两两并列赤道板， 数目减半向两极。
次级精母再分裂， 染色单体相分离；
数目同前四细胞， 复杂变形四精子。第3节 伴性遗传
[学习目标]：
知识目标：
1.了解红绿色盲和抗维生素D佝偻病的遗传现象
2.概述伴性遗传的特点
3.理解伴性遗传的特点
4.举例说出伴性遗传在实践中的应用
能力目标：
1.运用分析资料的方法，总结人类红绿色盲症和抗维生素D佝偻病的遗传规律
利用伴性遗传规律解释人类遗传病概率（练习，解题）
2.提升收集、处理信息的能力（研究性学习课题）
情感目标：
1.献身科学、尊重科学精神的教育
2.渗透关爱生命、珍惜生命的生命教育。
[学习重难点]：
1.重点：伴性遗传的特点
2.难点: 分析人类红绿色盲症的遗传
[学习过程]：
（一）记忆改变学习活动：复习第2节记忆节节清内容
（二）新课引入
创设情景：（幻灯展示）红绿色盲检查图，抗维生素D佝偻病图
一、伴性遗传的概念：
____________________________________________________________________。
二、分析人类红绿色盲症
学生活动：情景剧《道尔顿的礼物》
2、填写色觉基因型
女 性 男 性
基因型
表现型 正 常 携带者 色 盲 正 常 色 盲
3、填图分析人类红绿色盲症（P36）
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
（1） 红绿色盲基因的特点：
①色盲基因是只位于______（X、Y）染色体上的_________（显、隐）性基因；
②男性只要在______（X、Y）染色体上有色盲基因就表现为患病。
（2）总结红绿色盲症遗传的规律: （X染色体隐性遗传规律）
①色盲患者中_____（男、女）性 ( http: / / www.21cnjy.com )多于_____（男、女）性：女性只有_________才表现为色盲，XBXb不表现色盲，是____________；男性只要X染色体上带有_____基因，就表现为色盲;
②交叉遗传（父传女，母传子）：一 ( http: / / www.21cnjy.com )般是由男性患者通过他的女儿传给_________。当然，也有可能是女性携带者或女性患者通过她的儿子传给孙女。一般具有隔代遗传现象。
③女性色盲患者，其父肯定________（患、不患）色盲，其儿子肯定________（患、不患）色盲。
三、抗维生素D佝偻病（X染色体显性遗传规律）
患者基因型：患病女性___________、______________；患病男性__________。
遗传特点：①______（X、Y）染色 ( http: / / www.21cnjy.com )体上______（显、隐）性致病基因，②女性的发病率________（高于、低于）男性，③具有世代连续性；④男性患者的_________（父亲、母亲）和___________（儿子、女儿）一定患病。
四、伴性遗传在实践中的应用：
1、性别决定类型：____________和_____________。
2、在家禽饲养时，根据伴性遗传规律，多养母鸡多产蛋，提高经济收入。
【课外读：知识延伸】
分析遗传病的系谱图，确定遗传病的类型
（1）首先确定系谱图中的遗传病是显性还是隐性遗传：
①双亲正常，其子代有患者，一定是隐性遗传病（即“无中生有”）；
②双亲都表现患病，其子代有表现正常者，一定是显性遗传病（即“有中生无”）；
（2）其次确定是常染色体遗传还是伴性遗传：
①在已确定隐性遗传病的系谱中：
a.父亲正常，女儿患病，一定是常染色体的隐性遗传；
b.母亲患病，儿子正常，一定不是伴x染色体的隐性遗传病，必定是常染色体的隐性遗传。
②在已确定显性遗传病的系谱中：
a.父亲患病，女儿正常，一定是常染色体的显性遗传；
b.母亲正常，儿子患病，一定不是伴x染色体的显性遗传病，必定是常染色体的显性遗传。人类遗传病判定口诀
“无中生有为隐性，有中生无为显性”；
“隐性遗传看女病，父子都病是伴性”（女性的父亲和儿子是患者）；
“显性遗传看男病，母女都病是伴性”（男性的母亲和女儿是患者）。
【小结：知识构建】
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记忆节节清：
1、红绿色盲症遗传规律：男性多于女性；交叉遗传；女患父子患。
2、抗维生素D佝偻病遗传规律：女性多于男性；连续遗传；男患母女患。
伴 性 遗 传
伴X染色体隐性遗传规律(如红绿色盲症、血友病、果蝇眼色遗传)
X染色体显性遗传规律(如抗维生素D佝偻病)
男性多于女性
交叉遗传
女患父子患
Y染色体遗传规律(如外耳道多毛症)
女性多于男性
连续遗传
男患母女患
男性都患病
父传子，子传孙第1节 减数分裂和受精作用
（第二课时）
[学习目标]：
知识目标：
1.说明卵细胞形成过程及图解
2.归纳、总结卵细胞和精子形成过程中的异同点
3.掌握减数分裂过程中DNA、染色体及染色单体数目的规律性变化
能力目标：
1.通过比较法叙述卵细胞形成过程和精子形成过程不同点，培养学生归纳总结的能力
2.通过对卵细胞的存在位置、卵细胞形成过程以及减数分裂图解等图的观察和学习，培养学生识图和分析图的能力
3.通过对减数分裂过程中DNA、染色体以及染色单体的数目和行为的学习，培养学生分析和绘图的能力
情感目标：认同物质的规律性，树立辩证唯物主义世界观
[学习重点]
1、卵细胞和精子形成过程中的异同
2、减数分裂过程中DNA、染色体及染色单体数目的规律性变化
[学习难点]：
减数分裂过程中DNA、染色体及染色单体数目的规律性变化
[学习过程]：
复习提问：下列细胞处于减数分裂的什么时期？叫什么名称？
一、卵细胞的形成过程 （观察图2-4、图2-5）
1.场所: 卵巢
2.过程:
1个卵原细胞 （染色体数:2n）
间期：细胞体积增大、染色体复制
1个初级卵母细胞 （染色体数:2n）
前期：联会、四分体（非姐妹染色单体交叉互换）
中期：同源染色体排列在赤道板两侧
后期：同源染色体分离（非同源染色体自由组合）
末期：形成1个次级卵母细胞和1个第一极体
1个次级卵母细胞（大）+1个第一极体（小） （染色体数:n）
着丝点分裂，染色单体分离
1个卵细胞（大）+3个第二极体 （染色体数:n）
二、卵细胞和精子形成过程的异同（flash 同时演示）
比较项目 不同点 相同点
卵细胞的形成过程 精子的形成过程
染色体复制 复制一次
第一次分裂 一个初级卵母细胞产生一个 和一个极体 一个初级精母细胞产生两个大小相同的次级精母细胞 同源染色体联会形成四分体，同源染色体分离，细胞质分裂，子细胞染色体数目减半
第二次分裂 一个次级卵母细胞形成一个 和一个小的第二极体。第一极体分裂成两个第二极体 两个次级精母细胞形成四个同样大小的精细胞 着丝点分裂，一条染色体变成两条染色体，分别移向两极，细胞质分裂，子细胞染色体数目不变
变态否 无变态 精子细胞变态，形成精子
分裂结果 只产生 个有功能的卵细胞 产生4个有功能的精子 精子、卵细胞中染色体数目减半
三、减数分裂的图解
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四、减数分裂过程中DNA、染色体及染色单体数目的规律性变化
体细胞 间期 前期Ⅰ 中期Ⅰ 后期Ⅰ 末期Ⅰ 前期Ⅱ 中期Ⅱ 后期Ⅱ 末期Ⅱ 子细胞
DNA 2N 4N 4N 4N 4N 2N 2N 2N 2N N N
染色体 2N 2N 2N 2N 2N N N N 2N N N
染色单体 0 4N 4N 4N 4N 2N 2N 2N 0 0 0
———— DNA的变化
------------ 染色体的变化
染色单体的变化
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[记忆节节清]
卵细胞与精子形成过程中的不同点：
第一次减数分裂：一个初级卵母细胞产生一个次级卵母细胞（大）和一个极体（小）；
第二次减数分裂：一个次级卵母细胞形成一个卵母细胞（大）和一个第二极体（小），
第一极体分裂成两个第二极体。
最终一个卵母细胞只形成一个卵细胞。
减Ⅰ
减Ⅱ
染色体交叉互换
时期：减数第一次分裂
对象：四分体中的非姐妹染色单体之间
第二次分裂
第一次分裂俄
4N
2N
间期
