人教版高中生物必修2示范教案第五章：基因突变及其他变异

第5章 基因突变及其他变异
●章节规划
本章包括三节：第1节《基因突变和基因重组》，第2节《染色体变异》，第3节《人类遗传病》。主要解决以下问题：基因在代代相传的过程中，会不会发生变化？为什么会发生变化？怎样变化？发生的变化对生物会产生什么影响？除基因突变外，还有哪些变异？本章在第3章、第4章阐述基因的本质及基因是如何起作用的基础上，从遗传物质发生变化的角度出发，分析了基因突变及其他变异对生物体的影响，以及在生物进化过程中所具有的重要意义。本章也是学习第6章《从杂交育种到基因工程》和第7章《现代生物进化理论》的重要基础。
第1节《基因突变和基因重组》从实例入手，通过对镰刀型细胞贫血症的分析，引入基因突变的概念，然后详细阐述基因突变的原因和特点。在讲述基因突变的原因和特点时，先大致归纳了引起基因突变的三类原因，然后紧扣原因分析特点。在阐述自然状态下基因突变的频率很低时，教材用实例说明在一个足够大的群体中，即使基因突变频率很低，突变个体仍然会占有一定的数量。这个实例体现了生物在进化过程中“变”与“不变”的平衡，有助于学生理解基因突变在生物进化中所占有的重要地位。在基因重组部分，教材设置了“思考与讨论”的栏目，旨在让学生利用数学方法，通过计算，体会基因重组机制提供的极其多样的基因组合方式。
第2节《染色体变异》包括“染色体结构的变异”和“染色体数目的变异”以及实验“低温诱导植物染色体数目的变化”。“染色体结构的变异”部分主要采用了图文结合的呈现方式。插图不仅直观地表现了染色体结构变异的具体情形，而且还增设了对应的实例，以增进学生的感性认识。本节中的实验是课程标准中“活动建议”部分所列入的活动，旨在锻炼学生的动手能力。通过这个实验，学生能够用显微镜观察到细胞中染色体数目的增加，但增加的确切数目难以确定。
第3节《人类遗传病》包括“人类常见遗传病的类型”“遗传病的监测和预防”和“人类基因组计划及其影响”。由于课程标准对人类遗传病的要求只是了解水平，因此教材辅以实例，简要介绍了单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病。在这部分，教材还根据课程标准的活动建议，安排了“调查人群中的遗传病”，旨在培养学生接触社会、从社会中直接获取资料和数据的能力。“遗传病的监测和预防”以图文结合的方式简要呈现了遗传咨询的内容和步骤以及产前诊断、基因诊断等预防方法。课程标准对这部分内容的情感态度、价值观的要求是探讨人类遗传病的监测和预防，为经历（感受）水平，因此教材提出了基因诊断可能带来的社会问题，并安排了“资料搜集和分析”，让学生围绕相关问题展开讨论。“人类基因组计划及其影响”简要介绍了人类基因组计划及其意义，将重点放在了学生对人类基因组计划及其影响的了解与讨论上。在“资料搜集和分析”栏目，教材将此计划的某些正面和负面的效应分左右两栏列举，形成了鲜明对比，并为学生的讨论设置了起始情境。教材提供的资料可以启发学生去搜集更多资料，针对各种可能影响展开讨论。这种呈现方式既为学生活动提供了一些素材，又为学生自主搜集资料留有一定空间，以体现课程标准的要求。
知识网络：
通过本章的教学，使学生了解基因突变的特征和原因；能举例说出基因重组及其意义；能简述染色体结构变异和数目变异；并能列出人类遗传病的类型（包括单基因病、多基因病和染色体病）。引起学生探讨人类遗传病的监测和预防，关注人类基因组计划及其意义。
通过进行低温诱导染色体数目变化的实验，观察染色体数目的变化，进行人群中遗传病的调查，进行资料的搜集和分析，了解基因诊断在遗传病监测中的应用，以及人类基因组计划对科学发展、人类健康、社会伦理等方面的影响，培养学生搜集信息的能力。
教学安排：
本章教学可用5课时，第1节可用1课时，其他各节可各用2课时。生物的变异现象对于学生而言并不陌生。通过初中生物课的学习，学生已经初步认识到生物的变异首先与遗传物质有关，其次与环境有关。本章第1节在此基础上，进一步引导学生学习遗传物质究竟是如何引起生物的变异的。
对于染色体数目的变异的知识，学生可能不太了解，但是，无子西瓜、多倍体草莓等，对于学生来说并不陌生。教师可以从学生熟悉的事物入手，引导学生进入相关概念的学习。
人类常见遗传病、人类基因组计划的相关知识，学生可能已经通过报纸杂志、广播电视等传播媒体有所了解。教师的任务是要结合学生已有的认识，让学生从生物学角度作科学的了解，同时要注意引导学生形成正确的科学价值观，激发学生的责任感。
第1节 基因突变和基因重组
●从容说课
本节教学可用1课时，教学重点是基因突变。基因重组的实质，即基因的自由组合定律，已经在孟德尔的豌豆杂交实验中作过详细的介绍，因此在本节教学中不再列为重点内容。
为了让学生更好地理解基因突变的概念，教材不是从概念到概念，而是从实例分析入手，再归纳、总结概念。在教学过程中，教师也应遵循这种符合学生认知规律的呈现方式，从现象到概念，从宏观到微观来开展教学活动。
关于基因突变，教材选用了镰刀型细胞贫血症的实例，从现象开始，追根溯源，让学生理解基因突变的根本原因是DNA分子的碱基对发生了变化。这种变化可能会导致生物体的性状发生改变。限于篇幅，教材没有过多地介绍镰刀型细胞贫血症的发现过程（具体过程参见教学案例）。教学中，教师要让学生明确：DNA分子的碱基对发生了变化生物体的性状发生改变这一因果关系。通过讨论，学生能够认识到基因突变的本质是DNA分子的碱基对发生了改变，并且能够进一步理解“基因对性状的控制是通过控制蛋白质合成来实现的”这一基本的生物学原理。
理解DNA分子碱基对的改变可能导致的结果，是不是DNA分子的碱基对发生改变就一定会导致生物性状的变化?为了说明这个问题，教师可以先引导学生阅读“问题探讨”，讨论英语句子中个别字母发生改变后，对于全句所表达的意思的影响情况。通过分析可以看出，英语句子中一个字母的改变，可能导致句子的意思不变、变化不大和完全改变这三种情况。然后，教师再通过联想和类比的方法，结合不同的密码子可以对应相同的氨基酸的知识，引导学生推测基因突变与生物性状改变之间的关系，从而理解不是所有的基因突变都会导致生物体性状的改变。所以，基因突变对于生物体来说，有的有害，有的有利，有的既无害也无利。
在学习基因突变的原因时，教师可以通过先介绍癌症的形成是体细胞发生基因突变的结果，然后让学生列举生活中的事例，归纳哪些因素会导致基因突变。例如，射线（X射线、紫外线、γ射线等）容易引发癌症，在强烈的日光下暴晒，容易导致皮肤癌；据报道，在医院放射室工作的医生容易患癌症；前苏联的切尔诺贝利核电站发生核泄漏时，核电站周围的居民得癌症的几率大大增加。变质花生中的黄曲霉素可致癌（化学因素）等。
为了理解基因突变是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料，教师可以引导学生思考下列问题：基因突变能产生新的基因吗?这些新的基因产生的新性状对生物的生存有什么意义（有利还是有害）?自然环境会选择哪些个体生存下来?通过这些设问，使学生理解基因突变最重要的特点是产生了新的基因，原来的基因和新的基因所表达的性状为自然环境提供了选择的材料。基因重组尽管不能产生新的基因，但可以产生不同的生物性状组合，产生新的基因型。所以说，基因重组为生物的进化提供了可供选择的材料。
最后以填表的形式引导学生将基因突变和基因重组进行对比和总结。
●三维目标
1.知识与技能
（1）举例说明基因突变的特点和原因。
（2）举例说出基因重组。
（3）说出基因突变和基因重组的意义。
2.过程与方法
（1）采用镰刀型细胞贫血症的实例，从现象开始，追根溯源，让学生理解基因突变的根本原因是DNA分子的碱基对发生了变化。
（2）用类比推理的方法引导学生理解基因突变的类型。
（3）通过生活中的具体事例引导学生理解抽象的概念，归纳哪些因素会导致基因突变。
（4）以设问和讨论的形式引导学生思考基因突变和基因重组的意义。
3.情感态度与价值观
引导学生从生物学角度对基因突变和基因重组作科学的了解，形成正确的科学价值观，激发学生的责任感。
●教学重点
1.基因突变的概念及特点。
2.基因突变的原因。
●教学难点
基因突变和基因重组的意义。
●教具准备
1.基因突变实例图片。
2.基因突变引起性状改变流程图（即课本P81完整图）。
●课时安排
1课时
●教学过程
［课前准备］
1.制作教具。
2.学生根据课本P80“本节聚焦”预习课文，思考相应问题。
［情境创设］
学生：阅读课本P80“问题探讨”，然后分学习小组讨论：
（1）英语句子中一个字母的改变，可能导致句子的意思发生怎样的变化？
（可能导致句子的意思不变、变化不大和完全改变这三种情况）
（2）如果DNA分子复制时发生了类似的错误，DNA分子携带的遗传信息将会发生怎样的变化？可能对生物体产生什么影响？
（这种变化对于生物体来说，有的有害，有的有利，有的既无害也无利）
［师生互动］
教师：我们知道，基因是有遗传效应的DNA片段，如果DNA分子中的碱基对发生变化意味着什么？
学生：意味着基因发生了改变。
教师：对，我们称这种变化叫基因突变。
学生：阅读课本P80“基因突变的实例”，回答镰刀型细胞贫血症的发病机理。
（DNA分子中的碱基对发生变化mRNA分子中的碱基对发生变化相应氨基酸改变相应蛋白质改变相应性状改变）
教师：这种变化是否遗传？怎样遗传？
学生：能够遗传。突变后的DNA分子复制，通过减数分裂形成带有突变基因的生殖细胞，并将突变基因传递给下一代。
教师：播放1.基因突变实例图片。2.基因突变引起性状改变流程图（即P81完整图）。
请同学们总结一下基因突变的概念。
学生：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变，叫做基因突变。
学生：阅读课本P81～P82“基因突变的原因和特点”，回答：引起基因突变的因素有哪些？基因突变有哪些特点？
教师：请同学回答以上两个问题，不完整的请其他同学补充。
教师：通过前面的学习我们已经知道，基因突变有它的特点，请同学们讨论：基因突变产生新的基因吗?这些新的基因产生的新性状对生物的生存有什么意义（有利还是有害）?自然环境会选择哪些个体生存下来?
（基因突变能产生新的基因，这些新的基因产生的新性状对生物的生存可能有利也可能有害，自然环境会选择那些适应环境的个体生存下来）
教师小结：基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料。
学生：阅读课本P83“基因重组”内容，思考：基因重组产生了新的基因吗？它的变异性状来源于什么？有何意义？
（基因重组产生了新的基因吗，它的变异性状来源于基因重组产生的新的基因型，是生物变异的来源之一，它为生物进化提供了可供选择的材料）
［教师精讲］
（一）基因突变
1.基因突变的概念和本质
（1）概念：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变，叫做基因突变。
（2）本质：是基因内部发生了变化，指组成基因的脱氧核苷酸的种类、数量、排列顺序发生了改变。由于基因发生了改变，性状也发生了改变。
2.基因突变的原因和特点
（1）原因：物理因素、化学因素、生物因素。
（2）特点：
①普遍性：所有生物都可能发生基因突变。
②随机性：可以发生在生物个体发育的任何时期。
③低频性：对于一种生物来说，基因突变的频率是很低的。
④有害性：基因突变多数是有害的，极少数是有利的。
⑤不定向性：一个基因可以朝着不同的方向发生突变。
3.基因突变的意义
基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料。
4.镰刀型细胞贫血症
由于DNA分子中的碱基对发生变化（T→A） mRNA分子中的碱基对发生变化
（A→U）相应氨基酸改变（谷氨酸→缬氨酸）相应蛋白质改变相应性状改变。
（二）基因重组
1.概念：是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合，产生新的基因型的过程。
2.类型
（1）非同源染色体上的非等位基因自由组合，由雌雄配子结合成受精卵，形成不同基因型。
（2）位于同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而发生交换，导致染色单体上的基因重新组合。
3.意义
通过有性生殖的过程实现基因重组，使子代产生变异的来源非常丰富，是形成生物多样性的重要原因，对于生物进化具有十分重要的意义。
［评价反馈］
1.要求学生课堂上完成下表：（基因突变和基因重组的区别）
基因突变
基因重组
本质
发生时间及原因
条件
意义
发生可能
2.学生做课本P84练习题，教师检查评讲。
［课堂小结］
［课后拓展］
1.当牛精原细胞进行DNA复制时，细胞不可能发生
A.基因重组 B.DNA解旋 C.蛋白质合成 D.基因突变
解析：基因重组通常发生在减数第一次分裂过程中。
答案：A
2.果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10－5，一个大约有109个果蝇群，每一代出现的基因突变数是
A.2×109 B.2×108 C.2×107 D.108
解析：自然界中生物的自发突变率很低，这是对于单个基因而言，但种群是由许多个体所组成，每个个体的每个细胞中都含有成千上万个基因，依据题干所列出的数值，这个果蝇种群每一代出现的基因突变数目为2×104×10－5×109=2×108。
答案：B
3.袁隆平培育的杂交水稻闻名世界，从遗传角度看，和普通水稻相比，杂交水稻增产的原因是
A.基因重组 B.染色体结构改变 C.基因突变 D.人工诱变
解析：杂交水稻是通过把具有不同优良性状的水稻杂交，通过基因重组，形成新的基因型，出现新的性状组合，从中选出所需的优良品种。
答案：A
4.将重组DNA导入细菌生产激素或蛋白质的过程一般称为
A.基因工程 B.细胞工程 C.酶工程 D.微生物工程
解析：将目的基因插入相应的DNA中，再把重组DNA导入细菌生产激素或蛋白质的过程一般称为基因重组。
答案：A
5.下列哪个是诱变因素
A.γ射线 B.紫外线 C.乙酸 D.亚硝酸
解析：γ射线和紫外线是物理致癌因素，亚硝酸是化学致癌因素。
答案：ABD
●板书设计
第5章 基因突变及其他变异
第1节 基因突变和基因重组
一、基因突变
1.镰刀型细胞贫血症
DNA的碱基对发生变化mRNA分子中的碱基对发生变化氨基酸改变蛋白质改变性状改变。
2.基因突变的概念和本质
3.基因突变的原因和特点
（1）原因：物理因素、化学因素、生物因素。
（2）特点：
①普遍性
②随机性
③低频性
④有害性
⑤不定向性
4.基因突变的意义
二、基因重组
1.概念
2.类型
3.意义
●习题详解
一、练习（课本P84）
（一）基础题
1.（1）解析：所有生物都可能发生基因突变，因而基因突变是广泛存在的，但是基因突变多数是有害的，极少数是有利的。
答案：√
（2）解析：基因突变就是DNA分子携带的遗传信息发生了变化，将会引起信使RNA的变化，但由于信使RNA的密码子有重码，也可能不会引起氨基酸的改变，不会改变生物体性状的表现型。
答案：×
（3）解析：基因重组并没有产生新的基因，所以也不会产生新的性状，基因重组只是造成了基因的重新组合，从而造成性状的重新组合。
答案：×
2.解析：可遗传的变异是由于遗传物质的改变造成的，A、D都没有造成遗传物质的改变，B虽然造成遗传物质的改变，但它改变的是体细胞，不会遗传给后代。
答案：C
3.解析：有性生殖由于精卵结合，使父母双方的遗传物质重新组合，产生了许多新的基因型，造成了更大的变异性。
答案：B
4.解析：生物变异的根本来源是基因突变。
答案：A
（二）拓展题
1.放疗或化疗的作用是通过一定量的辐射或化学药剂干扰肿瘤细胞和癌细胞进行DNA分子的复制，使其产生基因突变，从而抑制其分裂的能力，或者杀死癌细胞。放疗的射线或化疗的药剂，既对癌细胞有作用，也对正常的体细胞有作用，因此，放疗或化疗后病人的身体是非常虚弱的。
2.镰刀型细胞贫血症患者对疟疾具有较强的抵抗力，这说明，在易患疟疾的地区，镰刀型细胞的突变具有有利于当地人生存的一方面。虽然这个突变体的纯合子对生存不利，但其杂合子却有利于当地人的生存。
二、问题探讨（课本P80）
提示：DNA分子携带的遗传信息发生了改变。但由于密码的简并性，DNA编码的氨基酸不一定改变。如果氨基酸发生了改变，生物体的性状可能发生改变。改变的性状对生物体的生存可能有害，可能有利，也有可能既无害也无利。
三、本节聚焦（课本P80）
1.镰刀型细胞贫血症形成的原因是血红蛋白的结构发生改变，而引起红细胞形态的变化，直接影响到它的功能而导致贫血。根本原因是由于DNA分子复制时，控制血红蛋白合成的DNA碱基序列由CTT变成了CAT，在转录形成信使RNA时，遗传密码由GAA变成了GUA，结果使相对应的血红蛋白中的一个谷氨酸被缬氨酸代替，正常人的血红蛋白是由两条α链和两条β链构成的四聚体。α链由141个氨基酸组成，β链由146个氨基酸组成。患者一条β链中第6位的氨基酸是由谷氨酸变成了缬氨酸，从而导致性状改变，正常的红细胞变成了镰刀状红细胞。
2.细胞分裂间期DNA分子复制时，由于外界理化因素或自身生理因素引起的碱基对的替换、增添或缺失，而引起的基因结构的改变。这类因素可分为：物理因素、化学因素、生物因素。
3.基因突变的特点如下：①普遍性：所有生物都可能发生基因突变。②随机性：可以发生在生物个体发育的任何时期。③低频性：对于一种生物来说，基因突变的频率是很低的。④有害性：基因突变多数是有害的，极少数是有利的。⑤不定向性：一个基因可以朝着不同的方向发生突变。
4.基因突变是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料，基因重组尽管不能产生新的基因，但可以产生不同的生物性状组合，产生新的基因型，为生物的进化提供了可供选择的材料。
四、思考与讨论一（课本P81）
1.图中谷氨酸发生了改变，变成了缬氨酸。
2.提示：可查看教材表4－1，20种氨基酸的密码子表。
3.能够遗传。突变后的DNA分子复制，通过减数分裂形成带有突变基因的生殖细胞，并将突变基因传递给下一代。
五、思考与讨论二（课本P83）
1.解析：因为人有23对同源染色体，当它分成两组时，每对都有两种可能的走向，共有21×22×23…223种。
答案：223种精子，223种卵细胞。
2.解析：如上题所述，人有223种精子，223种卵细胞，受精卵有246种。需要有246+1个个体才有可能找到两个相同的。
答案：需要有246+1个个体。
3.提示：可以从染色体上基因的多样性、减数分裂过程中配子形成的过程以及基因重组等角度思考。
生物体的性状是由基因控制的。在减数分裂形成生殖细胞的过程中，随着同源染色体的分离，位于非同源染色体上的非等位基因进行重新组合。人的基因约有3万多个，因此，形成生殖细胞的类型也非常多，由生殖细胞通过受精作用形成的受精卵的类型也就非常多。所以，人群中个体性状是多种多样的。
六、旁栏思考题（课本P81）
因为紫外线和X射线易诱发基因突变，使人患癌症。
七、批判性思维（课本P82）
这种看法不正确。对于生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。但是，一个物种往往是由许多个体组成的，就整个物种来看，在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，其中有不少突变是有利突变，对生物的进化有重要意义。因此，基因突变能够为生物进化提供原材料。
第2节 染色体变异
●从容说课
本节内容包括“染色体结构的变异”和“染色体数目的变异”以及实验“低温诱导植物染色体数目的变化”。“染色体结构的变异”与人类遗传病有关，“染色体数目的变异”与单倍体、多倍体育种关系密切，染色体组是一个难点，学生不易掌握，但它是掌握单倍体、多倍体等有关知识的基础。本节中的实验“低温诱导植物染色体数目的变化”是课程标准中“活动建议”部分所列入的活动，旨在锻炼学生的动手能力。通过这个实验，学生能够用显微镜观察到细胞中染色体数目的增加，但增加的确切数目难以确定。
在复习基因突变的基础上，教师可以引导学生回忆基因和染色体的关系。基因能够发生突变，那么染色体能不能发生变化呢?如果染色体发生变化，它会发生什么样的变化呢?生物的性状又会发生什么样的变化呢?从而引出染色体变异包括染色体结构的变异和染色体数目的变异。
染色体结构的变异是学生了解的内容，教材通过4个示意图直观形象地说明了染色体结构变异的类型。但需要提醒学生的是，尽管大多数染色体结构的变异对生物是有害的，但也有少数变异是有利的，人们研究染色体结构的变异可以为生产实践服务，也可以为人类健康服务。
染色体组的概念较为复杂，如果直接讲述，学生是很难理解其实质的。教师从雌雄果蝇体细胞和生殖细胞的染色体的形态和数目分析入手，设置一系列的问题情境，通过联系以前所学的知识，帮助学生认识染色体组的概念。问题情境如下。
观察课本图5－8雌雄果蝇体细胞的染色体和图5－9雄果蝇的染色体组，回答下列问题。
（1）果蝇体细胞有几条染色体?几对常染色体?
（8条。3对）
（2）Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系?Ⅲ号和Ⅳ号染色体是什么关系?
（同源染色体。非同源染色体）
（3）雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体?
（Ⅱ和Ⅱ，Ⅲ和Ⅲ，Ⅳ和Ⅳ，X和Y）
（4）果蝇的精子中有哪几条染色体?这些染色体在形态、大小和功能上有什么特点?这些染色体之间是什么关系?它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息?
（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。这些染色体在形态、大小和功能上各不相同。它们是非同源染色体。它们携带着控制生物生长发育的全部遗传信息）
（5）如果将果蝇的精子中的染色体看成一组，那么果蝇的体细胞中有几组染色体?
（两组）
通过以上的问题情境，再加上教师的引导和总结，学生能够比较容易理解染色体组的概念，并能很好地理解二倍体和多倍体与染色体组之间的关系。
单倍体的概念是教学中的难点。教师可以采用教材中提供的蜜蜂的实例来分析蜂王、工蜂和雄蜂体内的染色体组数目，提出单倍体的概念，并设置一些问题情境，让学生区分单倍体与一倍体，单倍体、二倍体和多倍体之间的区别和联系。
学生很容易将单倍体与一倍体相混淆。一倍体只含有一个染色体组，肯定是单倍体，但单倍体不一定只含有一个染色体组，因此，不一定是一倍体。对于多倍体的配子所形成的单倍体，学生又容易与二倍体、三倍体和四倍体等相混淆。区分的关键是判断生物体是由受精卵还是由配子发育而成的。由受精卵发育而成的个体，含有几个染色体组就是几倍体；由配子直接发育而成的生物个体，不管含有几个染色体组，都只能称作单倍体。
之所以将多倍体和单倍体育种放在一起来学习，是因为二倍体、多倍体和单倍体具有可比性，有助于学生对概念的理解。同时，育种的学习是建立在这些概念的基础之上的。
对于多倍体和单倍体育种的教学可采用实例分析并结合流程图的方法，使学生非常清晰育种的过程和方法。最后列表让学生总结两种育种方法的原理、操作方法和优缺点，表中的内容由学生讨论填写。
多倍体育种
单倍体育种
原理
染色体组成倍增加
染色体组成倍减少，再加倍后得到纯种（指每对染色体上成对的基因都是纯合的）
常用方法
秋水仙素处理萌发的种子、幼苗
花药的离体培养后人工诱导染色体加倍
优点
器官大，提高产量和营养成分
明显缩短育种年限
缺点
适用于植物，在动物方面难开展
技术复杂一些，须与杂交育种配合
在“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验中，教师在实验开始前，可以先复习染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念，以及多倍体和单倍体育种的原理、操作方法和优点。同时复习“观察植物细胞的有丝分裂”的实验步骤，为本实验打好基础。
在低温诱导植物染色体数目的变化的实验中，低温的作用与秋水仙素的作用基本相似。与秋水仙素相比，低温条件容易创造和控制，成本低、对人体无害、易于操作。
●三维目标
1.知识与技能
（1）说出染色体结构变异的基本类型。
（2）说出染色体数目的变异。
（3）学习低温诱导植物染色体数目变化的方法。能够解释低温诱导染色体加倍的原理，评价不同作物、不同的温度对染色体加倍实验的影响效果。关注染色体加倍对人类未来的发展影响，进行低温诱导植物染色体数目的变化的实验。
2.过程与方法
（1）以辨图、设问、讨论和复习的方式理解染色体组的概念。
（2）通过对具体实例、概念的辨析和对比，认识单倍体、二倍体和多倍体之间的关系。
（3）用图解、事例和图表的形式引导学生学习多倍体和单倍体育种。
（4）以实验的方式认识低温对诱导染色体数目的变化的作用。
3.情感态度与价值观
（1）了解染色体数目变化原理在农业生产上的应用，激发学生学以致用的理想。
（2）通过实验，养成与他人合作、共享并能够欣赏别人的观点和创意的习惯。
（3）培养学生的动手能力，激发学生勇于探索的热情，使学生关注染色体加倍对人类未来的发展影响。
●教学重点
染色体数目的变异。
●教学难点
1.染色体组的概念。
2.二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系。
3.低温诱导植物染色体数目的变化的实验。
●教具准备
1.染色体变异实例图片。
2.雄果蝇染色体组图解动画。
●课时安排
2课时。第1课时完成理论教学部分，第2课时完成低温诱导植物染色体数目变化的实验。
第1课时
●教学过程
［课前准备］
1.制作教具。
2.学生根据课本P85“本节聚焦”预习课文，思考相应问题。
［情境创设］
学生：阅读课本P85“问题探讨”，然后分学习小组讨论：无子西瓜是怎样形成的？
（无子西瓜是三倍体植株，不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此，不能形成种子。但并不是绝对一颗种子都没有，其原因是在进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞）
［师生互动］
教师：基因突变是染色体的某一个位点上的改变，这种改变在光学显微镜下是无法直接观察到的。而染色体变异是可以用显微镜直接观察到的。染色体变异有结构变异和数目变异两种。不论哪一种变异，都会造成生物性状的改变，播放染色体变异实例图片。
教师：请同学们阅读课本P85～P86“染色体结构的变异”后，回答：染色体结构的变异有哪四种？
学生：染色体发生的结构变异主要有以下四种：（1）染色体中某一片段缺失引起变异。（2）染色体中增加某一片段引起变异。（3）染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异。（4）染色体中某一片段位置颠倒引起变异。
教师：请同学们思考：染色体结构变异对生物都是有害的吗？
学生：大多数染色体结构变异对生物是有害的，但也有少数变异是有利的。
教师：请同学们讨论：染色体变异与基因突变相比，哪一种变异引起的性状变化较大一些？
学生：每条染色体上含有许多基因，染色体变异会引起多个基因的变化，引起的性状变化较大一些。
教师：请同学们阅读课本P86“染色体数目的变异”后，回答：染色体数目的变异有哪两种？
学生：染色体数目的变异可以分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。
教师：请同学们观察课本P86图5－8雌雄果蝇体细胞的染色体图和P87图5－9雄果蝇的染色体组图，回答下列问题：
（1）果蝇体细胞有几条染色体?几对常染色体?
（8条。3对）
（2）Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系?Ⅲ号和Ⅳ号染色体是什么关系?
（同源染色体。非同源染色体）
（3）雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体?
（Ⅱ和Ⅱ，Ⅲ和Ⅲ，Ⅳ和Ⅳ，X和Y）
（4）果蝇的精子中有哪几条染色体?这些染色体在形态、大小和功能上有什么特点?这些染色体之间是什么关系?它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息?
（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。这些染色体在形态、大小和功能上各不相同。它们是非同源染色体。它们携带着控制生物生长发育的全部遗传信息）
（5）如果将果蝇的精子中的染色体看成一组，那么果蝇的体细胞中有几组染色体?
（两组）
教师：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。（播放雄果蝇染色体组图解动画）这样的一个染色体组，具有怎样的特点？
学生：不含同源染色体，但含有每对同源染色体中的一条。
教师：请同学们阅读课本P87“二倍体和多倍体”，回答：（1）什么叫二倍体和多倍体？它们是根据什么命名的？
学生：体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体。细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫做多倍体。
教师：大家一定要注意这两个概念的前题条件：由受精卵发育而成的个体，否则就会与下面所学的单倍体混淆。（2）多倍体植株有什么特点？
学生：与二倍体植株相比，多倍体植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
教师：目前人工诱导多倍体的常用方法是什么？
学生：低温和秋水仙素法。
教师：秋水仙素法的具体做法是什么？原理是什么？
学生：方法：用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗。原理：当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂，将来就可能发育成多倍体植株。
教师：为什么要处理萌发的种子或幼苗，处理成熟的植株行吗？
学生：不行，秋水仙素作用的对象是正在有丝分裂的细胞，成熟的植株不一定进行有丝分裂。
教师：请同学们阅读课本P87～P88“单倍体”，回答下列问题：
（1）一倍体一定是单倍体吗?单倍体一定是一倍体吗?
（一倍体一定是单倍体；单倍体不一定是一倍体）
（2）二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含有一个染色体组，这种说法对吗?为什么?
（对，因为在体细胞进行减数分裂形成配子时，同源染色体分开，导致染色体数目减半）
（3）如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体，其体细胞中就含有两个或三个染色体组，我们可以称它为二倍体或三倍体，这种说法对吗?
（不对，尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组，但因为是正常的体细胞的配子所形成的物种，因此，只能称为单倍体）
（4）单倍体中可以只有一个染色体组，但也可以有多个染色体组，对吗?
（对，如果本物种是二倍体，则其配子所形成的单倍体中含有一个染色体组；如果本物种是四倍体、六倍体等多倍体，则其配子所形成的单倍体含有两个或两个以上的染色体组）
教师：对一个个体称单倍体还是几倍体，关键看什么？
学生：关键看它是由受精卵发育而成的个体，还是由配子发育而成的个体。由受精卵发育而成的个体叫几倍体，由受精卵发育而成的个体叫单倍体。
教师：单倍体植株有什么特点？
学生：单倍体植株长得弱小，而且高度不育。
教师：单倍体育种的措施和优点是什么？
学生：单倍体育种常常采用花药离体培养的方法来获得单倍体植株，然后经过人工诱导使染色体数目加倍，重新恢复到正常植株的染色体数目。其优点是用这种方法培育得到的植株，不仅能够正常生殖，而且每对染色体上成对的基因都是纯合的，自交产生的后代不会发生性状分离。
［教师精讲］
1.染色体变异：是可以用显微镜直接观察到的变异。
（1）染色体结构变异
染色体结构的改变，都会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。染色体发生的结构变异主要有以下四种：①染色体中某一片段缺失引起变异。②染色体中增加某一片段引起变异。③染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异。④染色体中某一片段位置颠倒引起变异。
（2）染色体数目的变异
染色体数目的变异可以分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。
2.染色体组
细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。特点：
（1）在一个染色体组中，所有染色体在形状、大小方面各不相同，即不含同源染色体。
（2）不同的生物，其染色体组数和每个染色体组所包含的染色体的数目、形状、大小都是不同的。
3.二倍体和多倍体
二倍体是指体细胞中含有两个染色体组的个体，多倍体是指体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。
（1）多倍体成因
体细胞在有丝分裂的过程中，染色体完成复制，但是细胞受到外界环境条件（如温度骤变）或生物内部因素的干扰，纺锤体的形成受到破坏，以致染色体不能被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，于是形成染色体数目加倍的细胞。
（2）多倍体植株特点
与二倍体植株相比，多倍体植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
（3）人工诱导多倍体在育种上的应用
用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗。当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂，将来就可能发育成多倍体植株。
4.单倍体
体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。抓住重点词语“配子染色体数目”来理解。
对一个个体称单倍体还是几倍体，关键看它是由受精卵发育而成的个体，还是由配子发育而成的个体。由受精卵发育而成的个体叫几倍体，由配子发育而成的个体叫单倍体。
（1）单倍体植株的特点
单倍体植株长得弱小，而且高度不育。
（2）单倍体育种
单倍体育种常常采用花药离体培养的方法来获得单倍体植株，然后经过人工诱导使染色体数目加倍，重新恢复到正常植株的染色体数目。其优点是用这种方法培育得到的植株，不仅能够正常生殖，而且是纯种，自交产生的后代不会发生性状分离，能明显缩短育种年限。
［评价反馈］
学生做课本P89练习题，教师检查评讲。
［课堂小结］
［课后拓展］
1.基因重组、基因突变和染色体变异三者的共同点是
A.都能产生可遗传的变异 B.都能产生新的基因
C.产生的变异均对生物不利 D.产生的变异均对生物有利
解析：基因重组、基因突变和染色体变异三者的共同点是都发生了遗传物质的变化，故产生的变异都是可遗传的。但产生的变异有的对生物不利，有的对生物有利，三者只有基因突变可产生新的基因。
答案：A
2.用杂合子种子尽快获得纯合子植株的方法是
A.种植F2选不分离者纯合子
B.种植秋水仙素处理纯合子
C.种植花药离体培养秋水仙素处理纯合子
D.种植秋水仙素处理花药离体培养纯合子
解析：利用花药离体培养获得单倍体，再经人工诱导使染色体加倍，可迅速获得纯系植株。
答案：C
3.四倍体水稻受精卵连续三次有丝分裂后，所生成的每个子细胞染色体数目是
A.12条 B.24条 C.36条 D.48条
解析：二倍体水稻细胞中有24条染色体，四倍体水稻细胞中有48条染色体，四倍体水稻受精卵卵有48条染色体，有丝分裂分裂前后染色体数目不变。
答案：D
4.用亲本基因型为DD和dd的植株进行杂交，对其子一代的幼苗用秋水仙素处理产生了多倍体，其基因型是
A.DDDD B.DDdd C.dddd D.DDDd
解析：亲本基因型为DD和dd的植株进行杂交，其子一代幼苗的基因型是Dd，用秋水仙素处理后，染色体数目加倍，造成基因数目加倍，基因型是DDdd。
答案：B
5.蔷薇有多个品系，其中因减数分裂过程中同源染色体配对紊乱不能产生正常配子的是
A.2n=14 B.2n=21 C.2n=28 D.2n=42
解析：2n表示的是二倍体的染色体数目，当它为双数时，可以配对，单数时不能配对。
答案：B
●板书设计
第2节 染色体变异
1.染色体变异
2.染色体组
（1）概念
（2）特点
3.二倍体
（1）概念
（2）特点
4.多倍体
（1）概念
（2）成因
（3）特点
（4）应用
5.单倍体
（1）概念
（2）成因
（3）特点
（4）应用
●习题详解
一、练习（课本P89）
（一）基础题
1.（1）解析：如果是由受精卵发育而成的，含有两个染色体组的个体是二倍体；如果是由配子发育而成的，含有两个染色体组的个体是单倍体。
答案：×
（2）解析：单倍体植株不一定只含一个染色体组，所以用秋水仙素处理后得到的不一定是二倍体。
答案：×
2.解析：秋水仙素诱导多倍体形成的原因是：抑制纺锤体的形成，这样就造成染色体复制后不能分配到两个细胞中去，使染色体数目加倍，形成多倍体。
答案：B
3.解析：体细胞中的染色体数目与配子中的染色体数目关系是减半的关系，体细胞中的染色体组数目与配子中的染色体组数目的关系也是减半的关系，属于几倍体生物是看体细胞中的染色体组数目，有几组就是几倍体。
答案：
比较项目
生物种类
体细胞中
的染色体数
配子中的
染色体数
体细胞中的
染色体组数
配子中的
染色体组数
属于几倍
体生物
豌豆
14
7
2
1
二倍体
普通小麦
42
21
6
3
六倍体
小黑麦
56
28
8
4
八倍体
（二）拓展题
1.西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，从而形成四倍体西瓜植株。
2.杂交可以获得三倍体植株。多倍体产生的途径为：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
3.三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此，不能形成种子。但并不是绝对一颗种子都没有，其原因是在进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞。
4.有其他的方法可以替代。方法一，进行无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽。方法二，利用生长素或生长素类似物处理二倍体未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实，在此过程中要进行套袋处理，以避免受粉。
二、问题探讨（课本P85）
提示：参见练习中的拓展题，了解无子西瓜的形成过程。
三、本节聚焦（课本P85）
1.染色体发生的结构变异主要有以下四种类型：（1）染色体中某一片段缺失引起变异。（2）染色体中增加某一片段引起变异。（3）染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异。（4）染色体中某一片段位置颠倒引起变异。
2.二倍体是指体细胞中含有两个染色体组的个体，多倍体是指体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。
3.细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。
四、实验讨论（课本P88）
两者的相似之处是：抑制纺锤体的形成，这样就造成染色体复制后不能分配到两个细胞中去，使染色体数目加倍，形成多倍体。
第2课时
●教学过程
［课前准备］
要求学生利用各种方式收集有关诱导植物染色体数目变化的原理和方法方面的知识。
［情境创设］
提出问题，学生讨论：
1.什么是染色体组、二倍体、单倍体、多倍体？
2.单倍体、多倍体育种的原理是什么？操作方法如何？有何优点？
3.你所知道的诱导植物染色体数目变化的方法有哪些？
（秋水仙素、低温诱导）
教师：秋水仙素诱导植物染色体数目变化课本中已经详细介绍，这节课我们来探讨低温诱导植物染色体数目变化的方法。
［师生互动］
1.作出假设
教师：要探究问题，首先得提出假设，你作出的假设是什么？
学生：低温能诱导植物细胞染色体数目发生变化。
2.根据假设让学生分组讨论、设计实验方案
（1）你选择的实验材料是：
洋葱（2n=16）、大葱（2n=16）、蒜（2n=16）、蚕豆（2n=12）。
（2）你选择的实验器具和试剂是：
冰箱、显微镜、载玻片、盖玻片、培养皿、剪刀、镊子、吸水纸、滴管、小烧杯、卡诺氏固定液、盐酸酒精解离液、质量浓度为10 mg/mL的龙胆紫溶液。
试剂的配制：
①卡诺氏固定液的配制：取无水酒精和冰醋酸，按体积比3∶1的比例混合。该溶液最好现配现用。
②盐酸酒精解离液的配制：取无水酒精和盐酸，按体积比1∶1的比例混合。该溶液最好现配现用。
③质量浓度为10 mg/mL的龙胆紫溶液的配制：将100 mL的体积分数为45％的醋酸溶液煮沸，加入1 g龙胆紫后，搅匀再煮5 min，待冷却后过滤，备用。
注意：盐酸有刺激性和腐蚀性，应小心使用，避免与皮肤和眼睛接触。
（3）实验步骤
①培养根尖
方法1：实验课前的3～5 d，把洋葱放在盛满水的广口瓶上，让它的底部接触瓶内的水面。
方法2：实验课前的3～5 d，取蒜瓣剥去其外围干燥的膜质鳞片叶，放在盛有少量水的培养皿中培养。
方法3：把50颗干燥的蚕豆种子浸在清水中一昼夜，使它们吸胀萌动，放在盛有少量水的培养皿中培养。
②低温诱导
当根长到1 cm时，把数个装置连同材料分成3份：一份放入冰箱内4 ℃低温下培养，另一份放入冰箱内－4 ℃低温下培养，还有一份仍留在25 ℃下培养。共处理36 h。
③固定根尖
剪取以上3种处理的根尖，每个根尖为0.5～1 cm，分别放入卡诺氏固定液中固定30 min，然后用体积分数为95％的酒精洗两次，用体积分数为70％的酒精保存于低温处，贴好标签。
④制作装片
取固定好的根尖，进行解离、漂洗、染色和制片4个步骤，具体操作方法与实验“观察植物细胞的有丝分裂”相同。
⑤观察装片
先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相，再换上高倍镜并调节细准焦螺旋和反光镜，使物像清晰，仔细观察，辨认哪些细胞发生染色体数目变化，找出处于细胞分裂中期的细胞，进行染色体计数。
（4）自己设计的实验记录表格：
3.老师指定几组实验方案设计较好的组，派代表到讲台读设计方案，请老师和同学提出意见。其他各组设计方案等老师认可后开始做实验。
4.实施实验
按实验方案从步骤③开始（前面步骤已经由教师预先分类做好，学生只要根据自己设定的方案选择材料即可）进行操作，仔细观察，认真记录。
5.分析与结论
根据实验结果得出本小组结论。
6.表达与交流
与其他小组交流。然后，各小组代表用简明、科学的语言，在班里说出本小组的同学观察不同温度处理的根尖装片，比较其诱导染色体数目变化的效果。
［教师精讲］
1.实验原理
本实验是通过低温处理植物，使根尖分生区的细胞分裂时纺锤体的形成受到抑制，以致染色体的着丝点分裂后，子染色体没有纺锤丝的牵引不能被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞染色体数目加倍（图5－1－1）。
图5－1－1
2.操作说明
①培养根尖：分小组进行实验，不同的小组可选用不同的实验材料。根的培养应保持在25 ℃左右，注意勤换水，以促使生根。
②低温诱导：也可以多设置几种温度。
③固定根尖：教师固定细胞的形态，收集足够的根尖供学生做实验。学生只要根据自己设定的方案选择材料即可。
④制作装片：同一小组的同学每人制作其中一种处理的根尖装片。同一小组的同学交换。
⑤观察装片：观察不同温度处理的根尖装片，比较其诱导染色体数目变化的效果。
3.本实验应选取根尖才方便处理和观察，因为这部分的细胞正在进行旺盛的分裂。
4.要挑选处于细胞分裂中期的细胞进行染色体计数，因为这一时期的染色体形态比较固定，数目比较清楚。
［评价反馈］
各小组分别汇报是如何统计不同温度处理对染色体数目变异的诱导效果，学生讨论、分析哪种统计方法最简单、最严谨。教师作出评价。
［课堂小结］
1.实验目的：
（1）体验低温诱导染色体加倍的实验过程，学习低温诱导植物染色体数目变化的方法。养成与他人合作、共享并能够欣赏别人的观点和创意的习惯。
（2）能够解释低温诱导染色体加倍的原理，评价不同作物、不同的温度对染色体加倍实验的影响效果，关注染色体加倍对人类未来的发展影响。
2.实验原理：
本实验是通过低温处理植物，使根尖分生区的细胞分裂时纺锤体的形成受到抑制，以致染色体的着丝点分裂后，子染色体没有纺锤丝的牵引不能被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞染色体数目加倍。
3.实验步骤：
①培养根尖；
②低温诱导；
③固定根尖；
④制作装片；
⑤观察装片。
4.实验现象：
通过低温处理植物，染色体数目加倍。
5.实验结论：
低温可诱导植物染色体数目加倍。
［布置作业］
写好实验报告。
［课后拓展］
1.试述多倍体形成的途径。
通过某种处理，使细胞分裂时纺锤体的形成受到抑制，以致染色体的着丝点分裂后，子染色体没有纺锤丝的牵引不能被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是，细胞染色体数目加倍。
2.除低温诱导外，还有哪些常用的诱导染色体数目加倍的方法?试简述其原理。多倍体在生产上有什么应用价值?
除低温诱导外，生产上还常用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗诱导染色体数目加倍的方法。其原理是：当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂，将来就可能发育成多倍体植株。
多倍体在生产上的应用价值：与二倍体植株相比，多倍体植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
3.分析以下资料，并回答问题：
自然界中的多倍体植物，主要是受外界条件剧烈变化的影响而形成的。人们通过调查研究发现：在自然条件（温度、湿度等）变化很剧烈的高山或沙漠地区，会找到较多的多倍体植物。例如，帕米尔高原的高山植物，其中有65％是多倍体。
（1）请分析帕米尔高原多倍体高山植物形成的原因。
帕米尔高原的自然条件（温度、湿度等）变化很剧烈，使细胞分裂时纺锤体的形成受到抑制，以致染色体的着丝点分裂后，子染色体没有纺锤丝的牵引不能被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是，细胞染色体数目加倍。
（2）尝试设计一个实验，探究帕米尔高原植物形成多倍体的原因。
选取正在萌发的种子或幼苗，放在可调温度、湿度等的环境中生长，控制条件，使温度或湿度等条件剧烈变化，过一段时间后选取具有分生能力的组织放在显微镜下观察，分析得出结论。
●板书设计
1.实验目的：
（1）体验低温诱导染色体加倍的实验过程，学习低温诱导植物染色体数目变化的方法。养成与他人合作、共享并能够欣赏别人的观点和创意的习惯。
（2）能够解释低温诱导染色体加倍的原理，评价不同作物、不同的温度对染色体加倍实验的影响效果，关注染色体加倍对人类未来的发展影响。
2.实验原理：
本实验是通过低温处理植物，使根尖分生区的细胞分裂时纺锤体的形成受到抑制，以致染色体的着丝点分裂后，子染色体没有纺锤丝的牵引不能被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞染色体数目加倍。
3.实验步骤：
①培养根尖；
②低温诱导；
③固定根尖；
④制作装片；
⑤观察装片。
4.实验现象：
5.实验结论：
●习题详解
（见第1课时）
第3节 人类遗传病
●从容说课
基因突变和染色体变异会导致生物性状的改变，在人体则可表现为某种疾病。教材中关于普通感冒和肥胖的问题探讨，以及由此而引出的人类其他的疾病是否是遗传病的讨论，正是涉及到遗传物质是否改变的问题，也是本节首先要解决的问题。遗传病通常是指由于遗传物质改变而引起的疾病。因此，学完基因突变和染色体变异之后，再进一步学习人类遗传病的类型，了解遗传病的监测和预防，关注遗传病给人类造成的危害，顺理成章，同时也是高中学生应该具备的基本科学素养。
为保证本节的活动能够顺利开展，建议在学习本节内容前一周，教师就制作好调查表，发给学生（或由学生自己设计相应的调查表），让学生调查人群中的某种遗传病。调查的遗传病最好是与学生关系比较密切的遗传病，如高度近视等，这样既可以激发学生调查的积极性，又不会引起调查的尴尬，能够保证调查活动的顺利进行。活动时将学生分成两组，一组搜集有关基因诊断方面的资料，另一组搜集人类基因组计划及其影响的资料，以备课堂教学讨论时展示。
教师可以首先让学生汇报调查情况，教师和学生将数据汇总后，计算某种遗传病的发病率。由于调查活动需要较多的课外时间，调查的问题又涉及个人的隐私，难度较大。因此，在调查前，教师应该向学生强调一些注意事项。例如，调查了多少人，其中有多少人有某种遗传病，要如实记录；如果调查的是红绿色盲，可以以学生为对象，以本校和附近学校的校医务室的资料为准，切不可在公共场合追问别人是否是红绿色盲患者；如果某家族有典型遗传病病例，一定要取得该家族的同意才能直接进行调查等等。
在制定调查计划时，教师可以设置下面的一些问题情境供学生讨论：
（1）你们小组准备从哪些方面进行调查?
（2）小组内各成员的调查范围是什么?
（3）你打算采用哪些方法获得调查资料?
（4）在调查中你认为应该注意哪些事项?会遇到什么样的困难?你准备怎样克服?
此外，教师还可以通过展示各种常见的或非常严重的遗传病的图例，如白化病、软骨发育不全、21三体综合症、色盲等，让学生认识到遗传病的危害。教师需要向学生说明的是，人类的遗传病仅单基因遗传病就有6 500多种，已成为威胁人类健康的一个重要因素。了解遗传病的类型及其危害，预防遗传病是每个公民的义务。教师由此自然地引入遗传病类型的学习。
“人类常见遗传病的类型”是了解水平的内容，学生通过自学就可以达到学习目的。教师在教学时可以引导学生回顾在初中了解的几种遗传病，以及教材前几章已经出现的伴性遗传病和常染色体遗传病，并进行适当的总结和拓展。
在了解遗传病类型的基础上，学生容易理解对遗传病进行监测和预防的重要性。教师在教学过程中可以设置问题串，引导学生思考和讨论。
（1）遗传病可能给患者本人、家庭和社会以及后代造成什么样的危害?为什么要对遗传病进行监测和预防?
（2）对遗传病进行监测和预防，可以从哪几个方面入手?
（3）遗传咨询的步骤有哪些?必须具备什么样的基础知识才可能进行遗传咨询?
（4）产前诊断的方法有哪些?
遗传病监测引起的社会问题，学生比较感兴趣。在引导学生讨论时，要注意以下几个问题：
讨论的目的不是否定遗传病监测的重要作用，而是通过遗传病监测存在社会争议这一事实，说明遗传病监测与社会伦理有关，从而让学生理解现代科学技术的发展和应用具有双重作用，提醒学生在应用现代科学技术时，要考虑当时的社会发展状况，要符合人类社会的伦理道德观。
在讨论时，教师可以通过一些背景资料，先介绍基因检测的重要作用。例如，可以通过苯丙酮尿症的早期基因检测的事例，强调基因检测的重要作用和意义。通过产前检查，人们可以在早期确定苯丙酮尿症这种隐性遗传病。当婴儿出生以后，医生就可以给患儿配制一份不含有苯丙氨酸的特殊营养配方，这样就可以避免婴儿体内苯丙酮酸的积累，孩子长大后也能够和正常人一样生活。此外，教师还可以提供一些遗传检测的具体病例，使学生能够真正参与讨论，从而认识到基因诊断所存在的社会争议问题。在展开讨论前，教师可以引导学生思考下列问题：
（1）除医生和家人外，哪些人想知道基因检测的信息?
（2）为什么这些人想知道个人的遗传信息?
（3）这些人应该获得这些遗传信息吗?
（4）如果这些遗传信息不应该被他人知道，应该采取哪些措施保护个人的遗传信息?
人类基因组计划的内容非常广泛，也是学生非常感兴趣的问题，建议教师在教学前充分利用学生学习的积极性，让学生更多地搜集人类基因组计划的资料，在搜集资料和汇报成果时领会人类基因组计划的重大意义。
在布置学生搜集资料时，最好是将学生分组，不同的组搜集不同方面的资料，教师事先列出需要搜集资料的几个方面。例如，什么是人类基因组计划，人类基因组计划与人体健康有什么关系，人类基因组计划对社会伦理道德观产生哪些影响等等。在课前，教师可以将学生搜集的资料做成幻灯片，便于展示和教学。
教师在介绍完人类基因组计划的内容及其意义后，要及时引导学生讨论人类基因组计划在人体健康和社会伦理等方面的正面和反面效应，通过讨论让学生理解，科学技术是一把双刃剑，既可以为人类造福，又可能带来某些负面影响。为保证人类基因组计划的研究不误入歧途，科学家应承担应有的社会责任，如不进行有悖于社会伦理道德的研究等；普通公民应有责任和义务了解科学家所从事的研究工作，督促科学家的研究向着有利于社会进步的方向进行等等。此外，教师还可以开展多种形式的活动。例如，可以举办专题讲座、辩论会等。
●三维目标
1.知识与技能
（1）初步学会调查和统计人类遗传病的方法。
（2）通过对几种人类遗传病的调查，了解这几种遗传病的发病情况。
（3）通过实际调查，培养接触社会，并从社会中直接获取资料或数据的能力。
2.过程与方法
（1）通过调查、自学和讨论的形式了解人类常见遗传病的类型。
（2）以图解、问题串、讨论和辩论的方式学习遗传病的监测和预防。
（3）生动活泼地开展人类基因组计划与人体健康的学习。
3.情感态度与价值观
（1）让学生了解遗传病的监测和预防，关注遗传病给人类造成的危害。
（2）让学生理解现代科学技术的发展和应用具有双重作用，提醒学生在应用现代科学技术时，要考虑当时的社会发展状况，要符合人类社会的伦理道德观。
●教学重点
人类常见遗传病的类型以及遗传病的监测和预防。
●教学难点
1.如何开展及组织好人类遗传病的调查。
2.人类基因组计划的意义及其与人体健康的关系。
●教具准备
各种常见的或非常严重的遗传病的图例，如白化病、软骨发育不全、21三体综合症、色盲等。
●课时安排
2课时
第1课时
●教学过程
［课前准备］
1.制作教具。
2.学习本节内容前一周，教师就制作好调查表，发给学生（或由学生自己设计相应的调查表），让学生调查人群中的某种遗传病。活动时将学生分成两组，一组搜集有关基因诊断方面的资料，另一组搜集人类基因组计划及其影响的资料，以备课堂教学讨论时展示。
3.活动指引
（1）可以以小组为单位展开工作；小组成员可以集体活动也可以分工进行调查。
（2）每个小组可以调查周围熟悉的4～10个家庭（或家系）中遗传病的情况。
（3）调查时，最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病，如红绿色盲、白化病、高度近视（600度以上）等。
（4）为保证调查的群体足够大，小组调查的数据，应在班级和年级中汇总。
（5）根据年级汇总的数据，可以按照下面的公式计算每一种遗传病的发病率。
某种遗传病的发病率=×100%
［情境创设］
学生：从以下几方面汇报遗传病的调查情况：
（1）你们小组从哪些方面进行调查?
（2）小组内各成员的调查范围是什么?
（3）你采用哪些方法获得调查资料?
（4）你们小组获得了哪些资料？结果是什么？
教师：人类遗传病通常是指由于遗传物质改变而引起的人类疾病，根据这个概念，你们调查的是遗传病吗？常见的遗传病还有哪些？
教师：展示各种常见的或非常严重的遗传病的图例。
［师生互动］
学生：阅读P90“问题探讨”，然后分学习小组讨论：
（1）人的胖瘦是由基因控制的吗？
（人的胖瘦是由多种原因造成的。有的肥胖病可能是由遗传物质决定的，有的可能是后天营养过多造成的，但大多数情况下，肥胖是由于遗传物质和营养过多共同作用的结果）
（2）有人认为“人类所有的病都是基因病”，你能说出这种提法的依据吗？你同意这种观点吗？
（这种说法依据的可能是基因控制生物体的性状这一生物学规律。因为人体患病也是人体所表现出来的性状，而性状是由基因控制的，从这个角度看，说疾病都是基因病，是有一定道理的。然而，这种观点过于绝对化，人类的疾病并不都是由基因的缺陷引起的，如由大肠杆菌引起的腹泻，就不是基因病）
教师：人类遗传病主要分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病三大类。请同学们根据阅读提纲阅读P90～P91。
学生：阅读P90～P91。
教师：展示阅读提纲：（1）什么是单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病？
（2）单基因遗传病的种类有多少？如何分类？举例。
（3）多基因遗传病有什么特点？
（4）染色体异常遗传病形成的原因和种类。21三体综合征的病症如何？
教师：什么是单基因遗传病？
学生：单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传病。
教师：单基因遗传病有什么特点？如何分类？
学生：种类多，目前世界上已经发现的这类遗传病大约有6 500种。可分为四种：常染色体上显性基因遗传病、常染色体上隐性基因遗传病、性染色体上显性基因遗传病、性染色体上隐性基因遗传病。
教师：什么是多基因遗传病？
学生：多基因遗传病是指受两对以上的等位基因控制的人类遗传病。
教师：多基因遗传病有什么特点？
学生：在家族聚集群体中的发病率比较高。
教师：什么是染色体异常遗传病？
学生：由染色体异常引起的遗传病叫做染色体异常遗传病（简称染色体病）。
教师：染色体异常遗传病形成的原因是什么？
学生：染色体异常引起，其中数量异常通常是减数分裂时同源染色体不分离造成的。
教师：21三体综合征的病症如何？
学生：智力低下，身体发育缓慢，患儿常表现特殊的面容。50%的患儿有先天性心脏病，部分患儿在发育过程中夭折。
［教师精讲］
1.遗传病的概念：遗传病是指由于遗传物质改变而引起的人类疾病。
2.遗传病的特点：
（1）致病基因来自父母，因此其在胎儿时期就已经表现出症状或处在潜在状态；
（2）往往是终生具有的；
（3）常带有家族性，并以一定的比例出现于各成员中。
3.遗传病对人类的危害：
（1）危害人体健康；
（2）贻害子孙后代；
（3）增加了社会负担。
［评价反馈］
学生做课本P94练习题一，教师检查评讲。

［课堂小结］
［课后拓展］
1.下列人群中哪类病的传递符合孟德尔的遗传规律
A.单基因遗传病 B.多基因遗传病
C.染色体异常遗传病 D.传染病
解析：孟德尔的遗传规律研究的是一对或多对等位基因控制的相对性状的传递规律，而且每一相对性状是由一对或主要由一对等位基因控制的；而多基因遗传病是由多对基因控制的遗传病，各对基因单独作用微小，因而多基因遗传病不符合孟德尔的遗传规律；传染病是由病原体引起的疾病，与遗传无关；染色体异常遗传病包括染色体结构和数量的改变引起的遗传病，而染色体结构和染色体非整体数增加或减少，也是不适合孟德尔的遗传规律。
答案：A
2.显性基因决定的遗传病患者分成两类，一类致病基因位于X染色体上，另一类位于常染色体上，他们分别与正常人婚配，总体上看这两类遗传病在子代的发病特点不同的是
A.男性患者的儿子发病率 B.男性患者的女儿发病率
C.女性患者的儿子发病率 D.女性患者的女儿发病率
解析：如果显性致病基因在常染色体上，由于常染色体遗传给儿子和女儿的机会一样，因此，儿子和女儿的发病率是一样的；如果致病基因在X染色体上，男性患者由于X染色体只传给女儿，不传给儿子，因而导致女儿得病，儿子全正常，即儿子和女儿的发病率各不相同；如果是女性患者，由于X染色体遗传女儿和儿子的机会一致，因而导致儿子和女儿的发病率是一样的。
答案：AB
3.能根治遗传病的治疗方法是
A.西药治疗 B.中药治疗 C.手术治疗 D.基因治疗
解析：遗传病是由于遗传物质改变而引起基因的改变造成的人类疾病，要根治它就要把错误的基因纠正，只有基因治疗能达到此目的。
答案：D
4.遗传病特点的记忆方法探讨
（1）隐性
①无中生有是隐性（双亲无病时，只要生出一个有病的子女）。
②双亲正常子女病，隐性遗传能肯定（双亲正常时，只要生出一个有病的子女）。
（2）显性
①有中生无是显性（双亲都有病，生出了无病的孩子）。
②子女正常双亲病，显性遗传能肯定（双亲有病时，生出正常的子女）。
（3）X染色体上的隐性
①隐性遗传看女病，父、子都病为伴性；或女病其父、子必病。
②男正（常）其母、女必正（常）。
（4）X染色体上的显性遗传
①显性遗传看男病，母、女都病是伴性；或男病母、女必病。
②女正，其父、子必正。
5.遗传系谱图的检索判定法
根据各类遗传病的特点，总结出下列遗传病的检索方法
5.1 判定是否是Y染色体遗传
患者均为男性，且患者的父亲儿子均为患者…………………………………Y染色体遗传
患者中有女性，或男性患者的父亲兄弟儿子有正常者…………………非Y染色体遗传
………………………………………………………………………………………………5.2
5.2 判定致病基因的显隐性
患病双亲的子女中有正常者，或连续几代有患者………………………………………显性
…………………………………………………………………………………………… 5.3.1
正常双亲的子女中有患者，或患者散发隔代才有……………………………………隐性
…………………………………………………………………………………………… 5.3.2
5.3.1 判定显性基因是在何种染色体上
男性患者的母亲和女儿均为患者，正常女性的父亲和儿子均正常，患者中女性多于男性
…………………………………………………………………………… X染色体显性遗传
男性患者的母亲和女儿中有正常者，或正常女性的父亲和儿子有患者……………………
…………………………………………………………………………… 常染色体显性遗传
5.3.2 判定隐性基因是在何种染色体上
女性患者的父亲和儿子均为患者，正常男性的母亲和女儿均正常，患者中男性多于女性，甚至无女性患者……………………………………………………………… X染色体隐性遗传
女性患者的父亲或儿子中有正常者，或正常男性的母亲和女儿有患者……………………
…………………………………………………………………………… 常染色体隐性遗传
●板书设计
第3节 人类遗传病
1.概念
2.分类
（1）单基因遗传病
①常染色体
②性染色体
（2）多基因遗传病
（3）染色体异常遗传病
①原因
②类型
3.遗传病的特点
4.遗传病对人类的危害
●习题详解
一、练习（课本P94）
（一）基础题
1.（1）解析：由于不明确先天性心脏病的成因，因此不能判断先天性心脏病都是遗传病。如某些子宫内的病毒感染，可致先天畸形多伴先天性心脏病，如风疹病毒综合症。因此妊娠期尤其妊娠早期预防病毒感染是重要措施。母亲酗酒，婴儿可患酒精中毒综合症，常伴发室间隔缺损、动脉导管未闭、房间隔缺损、法乐氏四联症等。妊娠期服用某些药物如苯丙胺，孕酮类，雌激素类，抗惊厥药，亦可导致心脏畸形。
答案：×
（2）解析：单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传病，而不是指受一个基因控制的遗传病。
答案：×
（3）解析：人类有46条染色体，配成23对同源染色体，同源染色体是形态和大小都相同的一对染色体，但人类的一对性同源染色体形态和大小都不相同，其他22对同源染色体两者取一即可，而一对性同源染色体则两条都要，所以共要测23条染色体。
答案：×
2.列表总结遗传病的类型和实例。
人类遗传病的类型
定 义
实 例
单基因遗传病
显性遗传病
由显性致病基因引起的遗传病
多指、并指等
隐性遗传病
由隐性致病基因引起的遗传病
白化病、苯丙酮尿症等
多基因遗传病
受两对以上的等位基因控制的遗传病
原发性高血压等
染色体异常遗传病
由染色体异常引起的遗传病
21三体综合症等
（二）拓展题
提示：该女性不一定携带白化病基因；她未出生的孩子可能患白化病。
由该女性的弟弟是白化病的事实可知其弟弟的基因型为aa，因而推测其父母的基因型为Aa，则该女性的基因型有两种可能：AA和Aa，AA的概率为1/3，Aa的概率为2/3。该女性携带白化病基因的概率为2/3，根据她丈夫携带白化病基因的情况，其后代携带白化病基因和患白化病的可能性分为三种可能：（1）丈夫不含有白化病基因。（2）丈夫含有一个白化病基因。（3）丈夫是白化病患者。遗传咨询师需要根据该女性的丈夫是否是白化病患者，或者是否有家族遗传病史来作出判断，提供遗传咨询。
二、问题探讨（课本P90）
1.提示：人的胖瘦是由多种原因造成的。有的肥胖病可能是由遗传物质决定的，有的可能是后天营养过多造成的，但大多数情况下，肥胖是由于遗传物质和营养过多共同作用的结果。
2.提示：有人提出“人类所有的病都是基因病”。这种说法依据的可能是基因控制生物体的性状这一生物学规律。因为人体患病也是人体所表现出来的性状，而性状是由基因控制的，从这个角度看，说疾病都是基因病，是有一定道理的。然而，这种观点过于绝对化，人类的疾病并不都是由基因的缺陷引起的，如由大肠杆菌引起的腹泻，就不是基因病。
三、调查讨论（课本P91）
1.提示：有无家族遗传的倾向主要是看该病在家族中前后代之间是否都有患者，是否比其他人有较高的发病率，即其他人无，他的家族有；即其他人少，他的家族多。如果符合以上几点，则说明有家族遗传的倾向。
2.提示：可根据下列规律判断出被调查的这几种遗传病是显性的，还是隐性的。
（1）隐性
①无中生有是隐性（双亲无病时，只要生出一个有病的子女）。
②双亲正常子女病，隐性遗传能肯定（双亲正常时，只要生出一个有病的子女）。
（2）显性
①有中生无是显性（双亲都有病，生出了无病的孩子）。
②子女正常双亲病，显性遗传能肯定（双亲有病时，生出正常的子女）。
3.提示：要使自己所调查的遗传病数据计算的发病率接近上述数据，就要保证调查的群体足够大，具体做法是：各小组调查的数据，应在班级和年级中汇总。但不论怎样处理，该数据只是个近似值。
四、资料搜集和分析的讨论（课本P92）
1.提示：例如：苯丙酮尿症可以通过早期基因检测来诊断，通过产前检查，人们可以在早期确定是否患有苯丙酮尿症这种遗传病。如果有，当婴儿出生以后，医生就可以给患儿配制一份不含有苯丙氨酸的特殊营养配方，这样就可以避免婴儿体内苯丙酮酸的积累，孩子长大后也能够和正常人一样生活。
2.提示：因为这个问题涉及到个人隐私，其他人是否知道应由患者本人决定。
五、资料搜集和分析的讨论（课本P93）
1.提示：（1）人类基因组全部序列的测定获得的数据和结果：人类基因组工作草图已基本完成，已绘制出覆盖人类基因组97％的DNA序列图谱，其中85％的基因组序列得到了精确测定，包含了人体约30亿个碱基对的正确排序。
（2）人类基因组的研究取得的新进展：1994年遗传图谱的五年计划提前完成；1995年人类第3、11、12和22号染色体的中等精度的图谱公布；人类第16、19号染色体的高分辨率物理图谱分别完成。1998年美国国立卫生研究院与能源部提出新的五年计划（1998～2003），人类DNA测序是其重中之重，旨在2003年底前完成整个人类基因组的测序，其间，在2001年底前产生人类基因组序列的工作草图。1999年12月，国际基因组计划联合小组宣布，已完整译出人类第22号染色体的遗传密码，人类首次完成人体染色体基因完整序列的测定。2000年4月美国塞莱拉（Celera）基因研究公司宣布，该公司已破译出一名实验者的完整遗传密码。但不少欧美科学家对此表示质疑，因为该公司的研究没有提供有关基因序列的长度和完整的可靠数据。2000年5月，德国与日本科学家合作完成了人类第21号染色体的基因测序工作，该项成果可以揭开早老性痴呆症、躁狂抑郁症等疾病的发病机理。在6国16个测序中心的1 100多名科学家、计算机专家和技术人员的通力合作下，终于在2001年2月提前完成了人类基因组的工作草图。科学家还破译了六十多种生物的基因密码。
（3）我国承担的1%项目的具体内容是：人类第3号染色体短臂上3 000万个碱基对的工作草图于2000年4月提前完成。
（4）我国作为唯一的发展中国家参与HGP，具有的重大意义：我国通过参与这一计划，改变了国际人类基因组研究的格局，能够分享这一计划历时10年积累的全部成果、数据和技术，建立起了自己的大规模测序的全套技术及科技队伍，为我国今后的生物资源基因组研究及参与国际生物产业竞争奠定了基础。
2.提示：坚持人类的尊严与平等、科学家研究的自由、人类和谐、国际合作四项基本原则。在生物经济时代，基因不是金钱，但胜过金钱。因为人类基因组的基因总数是有限的，毕竟只有6万～10万个。每当一个基因获专利，就等于少了一个基因。于是，人们为了专利而抢夺基因。特别是我国的基因资源，常常无偿地被国外掠夺，丧失知识产权，连当事人也不知情。因此，我们只有参与竞争去争取。依据人类基因的统一性，应该人人平等，不应有基因歧视；依据人类基因的差异性，应该尊重个人权利，享有基因隐私权。人类要想立于不败之地，就得将基因技术与智能技术结合起来，形成新的智力技术，对人进行基因设计，特别是脑的设计，展现人的价值，尤其是高智能的价值。这种高智能价值，正是伦理选择的判据。人类只有一个基因组，不得被兽类侵犯。人类有高尚的伦理道德，必须限制基因技术的使用，设置基因禁区，绝对不允许制造基因武器、半人半兽之类的东西，以便保护全人类的最大利益，促进世界的和平与发展。我们完全相信，人类的智慧与道德一定会使基因技术向着有利于人类进步的方向发展。
3.提示：人类基因组研究的理论与技术上的进展，对于各种疾病，尤其是各种遗传病的诊断、治疗具有划时代的意义；对于进一步了解基因表达的调控机制、细胞的生长、分化和个体发育的机制，以及生物的进化等也具有重要的意义。
人类基因组的策略技术又用于所有的动物、植物、微生物。于是，街上买的猪肉，不小心竟是人肉！田野里疯长的野草，抗虫疾病还抗除草剂！大街上走来一个人，居然与“你”一模一样，只是用的不是你的身份证。这个人类基因组计划，是“潘多拉”盒子里放出来的魔鬼！招来的是新的麻烦！这些科学家要干什么？是不是又是一个毁灭人类的“原子弹”？科学技术是一面“双刃剑”。现代自然科学技术的潜在危害更大。自然科学是掌握在科学家手里的。自然科学家的天职，除了“求真”“求美”是不够的，还要真正“求善”。自然科学的发展史也证明，是有一些科学家像歌德笔下的浮士德那样，永不满足于自己的聪明与权力，不惜把自己的灵魂出卖给魔鬼。公众对自然科学家在人格上要求较高是很自然的。“人类基因组宣言”是人类历史上第一个有关科学研究的宣言。它的发表，充分反映了人类基因组计划可能产生的对科学、经济、伦理、法律及社会的方方面面的影响，反映了全世界对人类基因组计划、对人类的现在与将来的这些影响的关切，以及就这些问题讨论的迫切性与严肃性。当然，“宣言”远远不能解决人类基因组计划已带来的问题与将来要带来的问题。但是，“宣言”回答了人类基因组研究的一些重要问题，反映了各国各界的一致性意见。正如教科文组织的主任Mayer所说的：“人类基因组宣言”的宗旨就是保护人类的基因组。这里人类的基因组有两个含义：一是每一个人的基因组，要保护每一个人类大家庭的成员对于自己的基因组的权利；二是属于全人类的基因组。“人类基因组宣言”有四条基本原则：人类的尊严与平等，科学家的研究自由，人类和谐以及国际合作。
4.提示：为保证人类基因组计划的研究不误入歧途，科学家与普通公民应该分别承担应有的社会责任，如不进行有悖于社会伦理道德的研究等；普通公民应有责任和义务了解科学家所从事的研究工作，督促科学家的研究向着有利于社会进步的方向进行。
第2课时
●教学过程
［课前准备］
（见第1课时）
［情境创设］
教师：上节课我们学习了几种遗传病的有关知识，请同学们阅读课本P92“遗传病的监测和预防”，并分组思考和讨论下面的问题：
（1）遗传病可能给患者本人、家庭和社会以及后代造成什么样的危害?为什么要对遗传病进行监测和预防?
（遗传病可危害人体健康，贻害子孙后代，增加了社会负担。对遗传病进行监测和预防的目的是在一定程度上能够有效地预防遗传病的产生和发展）
（2）对遗传病进行监测和预防，可以从哪几个方面入手?
（可从遗传咨询、产前诊断等方面入手）
（3）遗传咨询的步骤有哪些?必须具备什么样的基础知识才可能进行遗传咨询?
（步骤：①医生对咨询对象进行身体检查，了解家庭病史，对是否患有某种遗传病作出诊断。②分析遗传病的传递方式。③推算出后代的再发风险率。④向咨询对象提出防治对策和建议，如终止妊娠、进行产前诊断等。必须具备遗传和遗传病的基础知识才可能进行遗传咨询）
（4）产前诊断的方法有哪些?
（如羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查以及基因诊断等）
学生：阅读课本P92“遗传病的监测和预防”，并分组思考和讨论上面的问题。
教师：指定某些小组派出代表回答有关问题，回答不准确的可以叫其他小组代表补充。
［师生互动］
教师：指定课前分配搜集“通过基因诊断来监测遗传病”的小组介绍通过基因诊断来监测遗传病的实例。
学生：派出代表介绍通过基因诊断来监测遗传病的实例。
教师：同学们分组讨论：如果基因诊断的结果显示，某人将来可能发生某种较严重的遗传病，除医生和家人外，其他人有权知道这一信息吗？
学生：讨论后派出代表发言，有不同意见的可以充分发表。
教师：总结发言：因为这个问题涉及到个人隐私，其他人是否知道应由患者本人决定。介绍有关法律规定后，请同学们讨论：应该采取哪些措施保护个人的遗传信息？
学生：自由发表意见。
教师：评论同学发言。
教师：指定课前分配搜集“人类基因组计划与人体健康”的小组介绍所搜集的资料，要求学生从以下几方面汇报人类基因组的调查情况：
（1）人类基因组计划的由来与进展。
（2）我国人类基因组研究工作的历程与进展。
（3）人类基因组计划与人体健康的关系。
（4）你采用哪些方法获得调查资料?
学生：派出代表介绍人类基因组计划，重复的不介绍。
教师：教师介绍人类基因组计划的内容及其意义。
教师：根据课本P93讨论提纲，组织学生分组讨论。
学生：根据各组讨论的结果，派出代表发表意见。
教师：小结：科学技术是一把双刃剑，既可以为人类造福，又可能带来某些负面影响。为保证人类基因组计划的研究不误入歧途，科学家应承担应有的社会责任，如不进行有悖于社会伦理道德的研究等；普通公民应有责任和义务了解科学家所从事的研究工作，督促科学家的研究向着有利于社会进步的方向进行。
［教师精讲］
1.对遗传病进行监测和预防可从遗传咨询、产前诊断等方面入手
（1）遗传咨询
遗传咨询（又叫“遗传商谈”或“遗传劝导”），是预防遗传病发生的重要措施。它的主要内容包括：
①对家庭成员进行身体检查，了解家庭病史，诊断是否犯有某种遗传病；
②分析和判断遗传的传递方式及类型；
③推算出后代的再发风险率；
④提出防治对策和建议。
（2）产前诊断方法
①羊水检查；
②B超检查；
③孕妇血细胞检查；
④胚盘绒毛细胞检查；
⑤基因诊断。
2.人类基因组计划
人类基因组计划就是分析测定人类基因组的核苷酸序列。其主要内容包括绘制人类基因组的四张图，即遗传图、物理图、序列图和转录图。绘制这四张图好比是建立一个“人体地图”，沿着地图中一个个路标，如“遗传标记”“物理标记”等，可以一步步地找到每一个基因，搞清楚每一个基因的核苷酸序列。
人类基因组研究的理论与技术上的进展，对于各种疾病，尤其是各种遗传病的诊断、治疗具有划时代的意义；对于进一步了解基因表达的调控机制、细胞的生长、分化和个体发育的机制，以及生物的进化等也具有重要的意义。
3.科学技术是一把双刃剑，既可以为人类造福，又可能带来某些负面影响
为保证人类基因组计划的研究不误入歧途，科学家应承担应有的社会责任，如不进行有悖于社会伦理道德的研究等；普通公民应有责任和义务了解科学家所从事的研究工作，督促科学家的研究向着有利于社会进步的方向进行等等。
［评价反馈］
你认为人类基因组计划将对科学发展、人类健康、社会伦理等方面产生哪些影响？你如何评价这些影响？要求每个学生书面列出，教师巡视检查，发现写的好的拿出来交流。
［课堂小结］
［课后拓展］
1.在人类染色体DNA中不表达的碱基对中，有一部分是串联重组的短序列，它们在个体之间具有显著的差异性，这种序列可用于
A.生产基因工程药物 B.侦查罪犯
C.遗传病的产前诊断 D.基因治疗
解析：因为这部分串联重组的短序列，在个体之间具有显著的差异性，也就是说不同的人有不同的序列，根据其特异性可识别出罪犯。
答案：B
2.下列需要进行遗传咨询的是
A.亲属中有生过先天性畸形的待婚青年 B.得过肝炎的夫妇
C.父母中有残疾的待婚青年 D.得过乙型脑炎的夫妇
解析：题中B、D两项不是遗传病，C中的残疾也不是遗传病，只有A中的先天性畸形最有可能生出患遗传病的后代，因此，需要进行遗传咨询。
答案：A
3.我国婚姻法规定禁止近亲结婚的理论依据是
A.近亲结婚后代必患遗传病
B.近亲结婚违反社会伦理道德
C.近亲结婚会使后代患遗传病的机会增加
D.近亲结婚不符合我国某些地区的风俗习惯
解析：在近亲结婚的情况下，男女双方从共同祖先那里继承同一致病基因的机会大大增加，双方很可能都是同一致病基因的携带者，这样他们所生子女患隐性遗传病的机会大大就增加。
答案：C
4.下列哪一项是控制遗传病的最有效方法
A.改善人类类生存环境 B.改善医疗卫生条件
C.提倡和实行优生 D.实行计划生育
解析：以上A、B两项是从后天因素来考虑的，虽然有一定的效果，但很有限；D主要是从控制人口数量方面考虑。最有效的是提倡和实行优生，它能从根本上降低遗传病的发病率。
答案：C
5.血缘关系的“血”是指
A.血液 B.血浆 C.血清 D.遗传
解析：血缘关系是指由于亲缘关系而造成的遗传物质上的相似，因此血缘关系的“血”是指遗传方面。
答案：D
●板书设计
1.遗传病的监测和预防
（1）遗传咨询
①对家庭成员进行身体检查，了解家庭病史，诊断是否患有某种遗传病
②分析和判断遗传的传递方式及类型
③推算出后代的再发风险率
④提出防治对策和建议
（2）产前诊断方法
①羊水检查
②B超检查
③孕妇血细胞检查
④胚盘绒毛细胞检查
⑤基因诊断
2.人类基因组计划
●习题详解
（见第1课时）