第 5 章 基因突变及其他变异作业设计-2022-2023学年高一下学期生物人教版(2019)必修2

第 5 章 基因突变及其他变异作业设计 作业涉及教科书版本：新人教版 年级及册次：高一《必修 2 遗传与变异》 作业涉及单元、章节：第 5 章 基因突变及其他变异 一、单元主题概述 学业要求：基于证据，论证可遗传的变异来自基因重组、基因突变和染色体变异(科学思 维、科学探究);运用统计与概率的相关知识，解释并预测种群内某一遗传性性状的分布及变 化(科学思维、科学探究);运用遗传与变异的观点，解释常规遗传学技术在现实生产生活活中 的应用(生命观念、社会责任)。 学情分析： 通过前面几章的学习，学生已经能够说出遗传信息编码在 DNA 上，DNA 可以通过复制传 递遗传信息，通过表达控制蛋白质合成即控制性状，基因伴随染色体进行传递;了解了减数分 裂过程染色体通过配子传递给子代，初步形成了结构与功能观。这些为本章学习目标的完成 奠定了良好的基础，学生在应用本单元知识解决问题时可将这些知识进一步深化，从辩证的 1 学科网（北京）股份有限公司 角度体会遗传过程中不变的规律和变化的现象。高一年级学生具有一定的信息获取能力和归 纳概括能力。存在不足有进化与适应观有待逐步建立，分析推理能力和模型建构能力较弱。 通过“情境—问题—建模—评价 ”一体化作业设计，有效落实单元学习，提升生物学科素养。 第 1 课时 使用 时段 作业 内容 作业设计 设计 意图 使 用 者 预 计 时 长 预估难 度系数 课前 基础 性作 业 作业一： 资料一：我国早在 1987 年就利用返回式卫星 进行航天育种研究:将作物种子带入太空，利用 太空中的特殊环境诱导基因发生突变获得了一 些以前没有的性状，然后在地面选择优良的品种 进行培育。如图，通过航天育种，我国培育出种 类繁多番茄品种（图 1）。讨论以下问题： 1.航天诱变育种的生物学原理是什么？ 2.请猜测太空中哪些特殊环境导致了番茄种子 变异的产生，若抛开太空环境，还有没有其他环 境因素呢？ 图 1 资料二：番茄控制黄果肉的基因b 是由红果 肉基因 B 突变产生。黄果番茄因缺乏八氢番茄红 素合成酶 ，导致番茄红素合成受阻。图 2 为正 常基因B 和突变基因b 的碱基序列片段。（说明: 均以下面的链作为模板链，9 个碱基均能转录） ( 航 种 实 识 突 发 兴 时 教 过 育 茄 初 因 激 。 习 同 。 合 通 天 番 例 基 变 学 趣 结 ) 材 基 因 突 变 实 例 可 以 帮 助 学 生 辩 证 认 识 基 因突变。 通 过 对 控 制 番 茄 果 肉 一 类 学 生 5 分 钟 0.70 ( 个 个 ) 图 2 2 学科网（北京）股份有限公司 （原创）依据图中 DNA 的碱基序列，回答下列问 题。 1.图中番茄红果肉基因B 片段具有的碱基数目为 个;碱基种类有 种，它们分别是。 2.写出图中番茄红果肉基因 B 片段转录成mRNA 的碱基序列 。 3.据第 2 题的mRNA 碱基序列，查找密码子表， 写出相应的氨基酸序列 。 4.由上图可以看出，DNA 分子的第 6 位碱基发生 了改变， 由碱基 T 变为碱基 G，正是这种变化导 致了果肉颜色变化。这种变异的类型是: 。 5.写出突变后的番茄黄果肉基因b 转录成相应的 mRNA 的碱基序列 。 6. 根据第 5 题的结果，查找课本上的密码子表， 写出相应的氨基酸序列 。 【答案】资料一 1.基因突变 2.合理即可 资料二 1.18 4 A 、T、G 、C 2.-AUG AGA CCU- 3.-甲硫氨酸-精氨酸-脯氨酸- 4.基因突变（替换） 5.-AUG AGC CCU- 6.-甲硫氨酸-丝氨酸-脯氨酸- 的 一 对 等 位 基 因 片 段 转 录 和 翻 译 具 体 过 程 分析。由 宏观（果 肉 颜 色 性 状 不 同）到微 观 分 析 （ 分 子 水 平 和 基 因 水 平）体现 思 维 上 的探究。 发展 性作 业 作业一：模型构建 1. 利用教师提供材料（图 3）：记号笔、卡纸、 剪刀、碱基（A 黄色 G 蓝色 C 红色 U、T 绿色）、 五碳糖（黑色）、磷酸（ 白色）。 图 3 2. 过程：依据资料二 中图 2 的两种番茄果肉的 课 前 模 型构建， 在 课 外 活动中， 学 生 互 评作业、 再 次 修 正 模 型 的过程， 不 仅 有 助 于 培 课 外 活 动 生 物 兴 趣 小 组 20 分 钟 0.75 3 学科网（北京）股份有限公司 DNA 片段。模型构建两种基因表达过程。并比对 分析两种基因序列的差异，描述碱基替换后对番 茄果肉性状的影响。图四为优秀模型作业。 图 4 课中开展模型作业评价，各小组参考评价标 准表（表 1），小组互评，按此标准给模型打分， 并说明打分理由。 图 4 优秀作业创意说明：在 DNA 分子后面加 3 个碱基对为一个单位的读取框（用彩色卡纸制 作）。 创意点来源：逆向思维因为mRNA 上三个碱 基决定一个密码子，从起始密码子开始连续阅 读。先给每个密码子加上彩色卡纸制作的读取 框。再给 DNA 上对应碱基对，加上同色系的卡纸 读取框。便于观察碱基对的变化所带来的影响。 养 学 生 获 取 信 息、动手 建 构 模 型 的 能 力，还能 帮 助 学 生 复 习 基 因 表 达过程。 该 类 探 究 实 践 性 作 业 也 受 到 学 生 的 喜爱，让 其 充 分 发 挥 活 动 的 主 体性，一 方 面 使 其 思 维 得 以 解 放，另一 方 面 使 其 创 造 性 能 力 得 以 提 高。 4 学科网（北京）股份有限公司 课中 基础 性作 业 作业一 模型构建 基因突变三种变化对氨基酸序列产生的影响，尝 试构建基因突变的概念。 材料：各小组利用课前发展性作业的模型 2.过程 ①每个小组演分别示 DNA 上替换、增添、缺失一 个碱基对，对氨基酸序列产生的具体影响。并比 较三种情况的影响大小？ ②思考并演示：基因碱基序列发生碱基的替换、 增添、缺失是否导致氨基酸序列改变从而影响生 物性状？如何降低增添和缺失造成的影响？ ③得出结论： 编码蛋白质的基因碱基序列发生碱基的替 换、增添、缺失会导致氨基酸序列改变。 以 3 个碱基为一个单位进行增添或者缺失，就可 以减少错位对氨基酸序列造成的影响。 作业二：资料分析 已知番茄的抗病与易感病、红果肉与黄果肉这两 对相对性状分别由一对等位基因控制，分别用 A/a 和B/b 来表示。现通过航天育种筛选得到了 两个番茄品种，品种甲为抗病黄果肉品种，品种 乙为易感病红果肉品种，将甲、乙品种杂交后 F1 代出现了抗病红果肉个体。让抗病红果肉个体自 交，F2 代的表型及比例为:抗病红果肉:抗病黄果 肉:易感病红果肉:易感病黄果肉=9:3:3:1。 ①请判断这两对相对性状的显隐性。请说出品种 甲和乙的基因型。 ②F1 自交时雌配子种，雄配子种。F2 代有种基 因型，种表型。 ③F2 代中出现的不同于亲本的表型是。 子代出现与亲代不同的表现型原因是。 ④从性状分离比再思考:此时这两对等位基因在 染色体上位置如何?请用记号笔在染色体模型上 正确标注 A/a 和B/b 的位置。 课 中 通 过 小 组 合作，利 用 建 模 构 模 培 养 科 学 思维。充 分 理 解 基 因 突 变 的 本 质 和 原 因。 充 分 理 一 类 学 生 20 分 钟 0.65 ( 解基因 重 组 概 念 、 类 ) ( 型。 利 用 结 构 与 功 ) ( 能观，借 )数 染 变 型 分 明 组 互 致 不 状 因 减 裂 体 模 件 说 由 和 导 制 性 基 助 分 色 化 组 析 自 合 换 控 同 的 5 学科网（北京）股份有限公司 ⑤试从减数分裂过程中染色体行为变化的角度 分析，为什么 F2 代中会出现新的基因型?请模拟 出其中发生的关键变化。 【答案】：①红果肉、抗病为显性 AAbb aaBB ②4 4 9 4 ③抗病红果肉、易感病黄果肉 基因重组 发 生 重 组。 ④如图 5 图 5 ⑤现场演示减数分裂第一次后期 2 种自由组合情 况。 发展 性作 业 作业一： 根据基础性作业一据图分析讨论: 1.基因突变是否一定导致性状的改变？试从基 因的结构、基因的表达等角度作出分析。 2.如果基因突变导致蛋白质的结构发生了改变， 但蛋白质的氨基酸的数目不变，这种突变属于何 种类型？ 3.如果某种突变导致合成的蛋白质多了一个氨 基酸，且突变位点相邻的两个氨基酸种类发生了 改变，其可能的原因是什么？ 4.如果某种突变导致合成的蛋白质的氨基酸数 目减少，其可能的原因有哪些？ 【答案】合理即可 知 识 迁 移应用， 体 验 知 识 的 获 取过程， 培 养 科 学思维。 二 类 学 生 5 分 钟 0.6 课后 基础 性作 业 作业一 1. (原创)下列关于基因突变的叙述，正确的是( ) A.番茄DNA 分子中发生碱基的增添、缺失和替换， 一定会引起基因突变 B、番茄突变基因b 发生了基因碱基序列的改变 一 类 学 生 15 分 钟 0.72 6 学科网（北京）股份有限公司 C.突变基因b 只能由生殖细胞从亲代传递给子代 D.番茄果肉基因突变产生新基因，从而增加基因 在染色体上的数量并改变基因在染色体上的位 置 解析 基因突变是指 DNA 分子中发生碱基的增 添、缺失或替换而引起的基因碱基序列的改变， A 错误；基因突变引起基因碱基序列的改变，B 正确；突变基因可由生殖细胞从亲代传递给子 代，也可由植物体细胞通过无性生殖传递给后 代，C 错误；基因突变后，基因在染色体上的数 目和排列顺序没有发生改变。D 错误。 【答案】 B 2. (原创)下列关于基因突变说法中，错误的是( ) A.基因突变不一定能改变生物的表现型 B.番茄红果肉基因B 只能定向突变形成新的等位 基因b C.成熟的番茄果肉细胞也会发生基因突变体现 基因突变的随机性 D.没有外界物理、化学、生物诱发因素的作用， 番茄就也会自发产生基因突变 解析 由于密码子具有简并性，多个密码子可以 编码同一种氨基酸，因此基因突变不一定能改 变生物的表现型; 同时若是显性纯合子的一个基 因突变成隐性基因，生物的表现型也不发生改 变，A 正确；基因突变的不定向性表现为一个基 因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的 等位基因，B 错误；基因突变可以发生在生物个 体发育的任何时期，C 正确；基因突变产生的原 因有诱发突变和自发突变两种。D 正确。 【答案】 B 3 黄果番茄是由红红果肉番茄基因突变产生, 由 一对等位基因 B、b 控制,下列有关叙述不正确的 是( ) A.基因 B 或 b 产生的根本原因是基因突变 B.基因 B 和基因b 的本质区别是核糖核苷酸序列 理 解 并 识 记 基 因 突 变 的概念、 产 生 原 因、特点 及意义 理 解 并 识 记 基 因 重 组 概念、产 生 和 意 义。 7 学科网（北京）股份有限公司 不同 C. 自然种植过程黄果肉番茄时偶尔也能发现结 红果肉植株。体现基因突变的不定向性 D.在番茄的叶肉细胞中可检测到基因 B 或 b,但 检测不到对应mRNA 解析 基因突变引起基因脱氧核糖核苷酸序列 的改变，B 错误；叶肉细胞中可检测到基因 B 或 b,但该基因不表达检测不到对应mRNA。D 正确。 【答案】 B 4( 原 创)下 列关 于基因 重组 的叙述错 误 的是 ( ) 控制番茄果肉的一对等位基因不存在基因重组， 一对同源染色体上存在基因重组 B．基因重组产生的变异能为生物进化提供原材 料 C．基因重组通常发生在有性生殖过程中 D．基因重组都不改变DNA 结构 解析 基因重组就是指在生物进行有性生殖的 过程中，控制不同性状的基因的重新组合。一对 同源染色体四分体时期非姐妹染色单体互换存 在基因重组，A 正确；基因重组也是生物变异来 源之一。B 正确；基因重组通常发生在减数分裂 有性生殖过程中 C 正确；比如“肺炎链球菌转化 实验 ”中 R 型菌转变为 S 型菌的原理是基因重组， S 型菌 DNA 进入 R 型菌体内，改变了 R 型菌的 DNA 结构，D 错误。 【答案】 D 5. (原创)下图是控制番茄果肉颜色的同源染色 体 DNA 的某个片段示意图，图中字母表示基因， 基因间的白色区域表示非基因序列，1、2 为插 入的位置。请回答下列问题: (1)若在 1 处缺失 3 个碱基对 ，则这种变异属 8 学科网（北京）股份有限公司 于 。若是缺失 1000 个碱基对，则这种变 异属于 。 (2)若在 2 处插入 1 个碱基对，则基因 A、B 的碱 基排序顺序 (有/没有)变化，这种插 入 (属于/不属于)基因突变。 (3)若基因 C 发生了一个碱基对的替换，但性状 却没变化，可能的原因是 。(答两点) 【答案】 （1）基因突变 基因突变 （2）没有 不属于 （3）①该碱基改变后形成的密码子与原密码子 确定同一种氨基酸（密码子的简并性）。②发生 隐性突变：AA 变为Aa。 (合理即可) 发 展 性 作 业 （请你从下面两个作业中选择一项完成） 作业一：实践探究活动 探访航天育种基地 探寻航天育种秘密 习近平总书记曾经说过“中国人的饭碗任何时候 都要牢牢端在自己手上。 ”我国从 1987 年开始 借助返回式卫星开展空间诱变实验和航天育种， 从中选育出高产、早熟、抗病的优质种子，从而 提高农作物的产量和品质。 请走进位于位于遂宁市安居常理镇海龙村国家 航天育种中心——凯歌基地（图6）。一起探寻 航天育种的秘密。航天育种的原理、优势及航天 育种的过程等基础知识，参观全自动现代农业无 土栽培设施、现代化育苗工场，采摘“神奇太空 果蔬 ”，品尝“航天育种果蔬 ”。感悟着中国载 人航天精神——特别能吃苦、特别能战斗、特别 能攻关、特别能奉献。 图 6 ( 爱 、 民 豪 研 和 责 )透 情 (怀) 升 自 科、 信 会 。 渗 国 提 族 感 自 社 任 一 类 学 生 0.9 9 学科网（北京）股份有限公司 作业二：航天育种主题汇报 基于对基因突变和基因重组的理论学习，请 以航天育种为主题汇报小组观点。汇报员从观 点、证据（材料）、推理三个方面进行阐述。小 组互评，评价标椎 （表 2） 第 2 课时 使用 时段 作业 内容 作业设计 设计 意图 使 用 者 预 计 时 长 预估 难度 系数 课前 基础性 作业 作业一：查阅生活中死于癌症的公众人物的生 前视频及去世时的报道。引发学生归纳其死因的 共性——癌症（恶性肿瘤）。如何远离癌症，养 成良好生活习惯？ 感 叹 生 命 的 宝 贵，树立 珍 爱 生 命 情 感 态 度 与 价值观。 一 类 学 生 5 分 钟 0.9 发展性 作业 作业一： 举例说明细胞癌变的过程，理解由基因突变 而导致的细胞癌变。 阅读教材基因编辑技术以及精准医疗。 学 基 变 的 ( 。 )深 对 突 念 解 加 生 因 概 理 二 类 学 生 10 分 钟 0.8 基础性 作业 作业一： 资料一：肺癌在中国每年新增确诊近 80 万人， 每年死亡约 63 万连续十年居癌症首位。肺癌和 所有癌症一样，在早期并没有察觉到身体有什么 异样，一旦被发现，就是中晚期！传统的治疗手 段有放疗、化疗和手术切除但死亡率很高。图 1 是肺癌患者的肺部照片和肺癌细胞； 创 设 肺 癌 相 关 情境，从 资 料 和 图 片 入 手 通 过 一 类 学 生 5 分 钟 0.9 观 察 思 考、阅读 分析，综 合 分 析 并 解 决 相 关 问 10 学科网（北京）股份有限公司 课中 图 1 根据图示推测，肺癌与正常细胞相比，具有那 些主要特征？ 答案：癌细胞与正常细胞相比，所具有的特点 是呈球形、增殖快、容易发生转移等。 资料二：下表中列出了各种致癌因子对人体的 影响程度。 表 1 各种致癌因子对人体的影响程度 2.表中主要的致癌因子有哪些?大致可以分为 几类? 答案：烟草、饮食、病毒、辐射等 物理、化学、生物致癌因子 题。对细 胞 癌 变 的 原 因 作 出 客 观 分 析 和 科 学 评价 作业二： 模型构建构建细胞癌变的机制模型的概念图 加 强 学 生 对 核 心 知 识 一 类 学 8 分 钟 0.75 11 学科网（北京）股份有限公司 （在图 2 中填写合适的词语，完成模型构建） 图 2 的理解 生 发展性 作业 作业一： 资料分析：2020 年两位女科学家获诺贝尔化学 奖 ， 以表彰她们“ 开发出一种基因组编辑方 法:CRISPR/Cas9 ”。我国科学家在基因组编辑这 个新兴领域创造了多项世界第一。例如，2014 年 首次对猴进行了基因组编辑并获得成功；2016 年 首次将基因组编辑用于治疗癌症。 图 3 显示 CRISPR/Cas9 由 Cas9 核酸酶(下图中心 形部分)和向导 RNA(gRNA)组成。基因组编辑的原 理是 CRISPR/Cas9 系统使 DNA 双链断裂，细胞内 有修复 DNA 切口的酶，向细胞中加入大量可用于 修复的模板 DNA(大部分序列与被切割位点附近 的序列相同，个别位点被人工改变）。希望改变 的碱基序列被引入到基因组中，实现基因组的准 确编辑或使某个基因失活。 图 3 在研究癌症的治疗之前，一般先用在动物身上做 实验，因此，要先获得相应的癌症模型动物。小 鼠是癌症研究中最常用到的动物模型。 通 过 基 因 编 辑 技 术 拓 展视野， 激 发 兴 趣 二 类 学 生 7 分 钟 0.65 12 学科网（北京）股份有限公司 科学家将编码Cas9 的 mRNA 和靶向 Tet1 基因和 Tet2 基因的 gRNA 注射到小鼠受精卵中，建立了 同时敲除 2 个基因的小鼠模型。 1. (原创)下列关于 CRISPR/Cas9 编辑技术的叙述 不合理的是() A.Cas9 酶具有切割双链 DNA 的作用，可能还有解 旋的作用 B.用 CRISPR/Cas9 系统编辑小鼠的的多个基因 时，需要根据不同的基因设计多个 gRNA C.向导 RNA 是双链的，且自身存在氢键 D.通过 CRISPR/Cas9 技术敲除目的基因获得突变 体，可用于研究基因的功能。 答案：C 课后 基础性 作业 作业一 1.上列属于生物致癌因子的是() A.紫外线 B.黄曲霉毒素 C.病毒 D.X 射线 【答案】C 2.下列有关癌细胞的说法，错误的是() A.能够无限增殖，有细胞周期 B.癌细胞的表面发生了变化 C.癌细胞的形态结构发生了变化 D.和正常细胞一样，癌细胞的遗传物质没有发生 变化 解析 癌细胞能够无限增殖，A 正确;癌细胞的表 面发生了变化，如糖蛋白等物质减少了，B 正确; 癌细胞的形态结构发生了显著变化，C 正确;癌 细胞的遗传物质发生了改变，D 错误。 答案 C 3. (原创)下列关于癌症预防叙述不合理的是( ) A.选择健康的生活方式，不抽烟、少吃烧烤、咸 菜等，在一定程度上可以避免细胞癌变 B.对于癌症高风险人群可进行基因检测，以便于 早知道是否需要做后续的预防措施 掌 握 癌 细 胞 的 特征 如 何 有 一 类 学 生 15 分 钟 0.7 13 学科网（北京）股份有限公司 C.引起癌症的病变基因可能可以遗传，表现出家 族性癌症 D.国家免费给新生儿接种乙肝疫苗，可有效预防 乙肝病毒感染引起的肝癌 【答案】C 4、（选编）图 4 两坐标曲线表示男女吸烟与肺 癌的相关性，图 5 坐标曲线表示 10 万人中患肺 癌的人数随着每天吸烟量的增长而增长坐标曲 线。 图 4 图 5 （1）吸烟与肺癌的发病率间存在着高度的相关 性。但有人举出百岁老人有几十年吸烟史的例子 来加以否定两者间存在因果性。你认为应该从哪 些方面进一步提供证据，说明吸烟是肺癌的诱 因? （2）为什么肺癌患者肺部细胞的基因突变不会 效 预 防 癌症。 培 养 科 学思维 14 学科网（北京）股份有限公司 传给下一代？ 【答案】（1）提示:要证明吸烟是肺癌的致病因 素，还要进行病理学分析，需要发现吸烟导致肺 癌的机制，即烟草中的什么成分，以什么方式， 导致了肺癌。 （相关调查和医学研究表明， 吸烟可能导致肺癌。只是在这个思维训练中，提 供的资料不够充分，还不能得出吸烟会导致肺癌 的结论。细胞的癌变是多个基因突变的共同结 果，吸烟提高了基因突变的频率，就增加了患肺 癌的概率;但不能说吸烟一定会导致肺癌。） （2） 肺部细胞是动物体细胞，不能遗传。 5、 (原创)四川大学华西医院癌症学家 Lu You 招 募恶性非小细胞肺癌患者，都是化疗放疗等常规 治疗无效的患者。Lu 小组将从患者体内采集外周 血 T 淋巴细胞，然后用 CRISPR –Cas9 技术对这 些细胞进行基因组编辑，灭活一种程序性死亡受 体 1（PD-1）基因，PD-1 基因的表达让这些细胞 失去攻击能力，关闭这种基因是让这些细胞恢复 识别和杀死癌细胞的作用。从基因水平上彻底解 决问题。实现了精准医疗。 根据以上资料，回答两个小题 （1）下列叙述不合理的是( ) A. 肺部细胞中原癌基因执行生物生理功能时， 细胞的生长和分裂失控。 B.没有患肺癌的人体细胞仍存在抑癌基因和原 癌基因 C.肺癌细胞水分增加，酶活性升高 D.肺部细胞癌变后，癌细胞彼此之间黏着性 降低，易体内分散和转移 【答案】A 【解析】原癌基因主要负责调节细胞周期， 控制细胞生长和分裂的进程，原癌基因突变 后可能导致细胞生长和分裂失控。 （2） (原创)下列关于肺癌的治疗叙述不合理的 是 通 过 肺 癌 的 精 准 治 疗 案例。 培 养 科 研自信、 民 族 自 豪感。树 立 远 大 理想，承 担 社 会 责任。 15 学科网（北京）股份有限公司 A.肺癌细胞会转移扩散，传统手术切除恶性肿瘤 后，易在别处复发 B.利用CRISPR/Cas9 技术敲除T 淋巴细胞中PD-1 基因后能让 T 淋巴细胞持续识别和杀死癌细胞。 C.对人类基因进行“改造”时要严格遵守法律法 规，不能违反人类的伦理道德 D.基因组编辑技术本身不存在着识别准确性等 方面的问题 【答案】D 【解析】基因组编辑技术本身存在着识别准确性 等方面的问题. 发展性 作业 （请你从下面作业中选择一项完成，高一年级将 在两周后评选出优秀作品，在校园展出。并上传 至学校微信平台。） 作业一：设计海报 1.每年 5 月 31 日是世界无烟日，烟草危害是当 今世界最严重的公共卫生问题之一吸烟是导致 肺癌等恶性肿瘤的危险因素之一。为了提高大家 对烟草危害的意识，让更多的人树立拒烟意识， 养成良好的健康生活方式与行为。请以《远离烟 草珍爱生命》为主题设计海报。 2.海报尺寸要求：4 开（宽 54CM 高 38CM） 生 高 责 公 ， 生 为 和 得 。 ( 示 定 )爱 提 会 。 果 展 学 行 值 力 肯 珍 命 社 任 成 开 使 的 价 能 到 作业二：查阅资料 请结合本节课所学内容以《滚蛋吧，肿瘤 君！》为主题，选择一种癌症，以生物学习小组 为单位，通过查阅文献、咨询等方式，将资料记 录汇总。了解其主要致癌因子，以及预防和治疗 手段。 作业三：发一份建议书 给您的家人写一份建议书，纠正家庭不良生活 （包括饮食）习惯，提出防癌的生活方式的建议。 作业四：写一篇观影感 观看以下影片《滚蛋吧！肿瘤君》《我不是药神》 你有什么感想？作为青年，你应该怎么度过你的 人生？选好角度，明确文体， 自拟标题。 形 成 健 康生活、 关 爱 他 人 的 人 生态度， 制 定 并 践 行 健 康 生 活 计划。珍 爱 生 命 提 高 社 会责任 16 学科网（北京）股份有限公司 第 3 课时 使 用 时 段 作 业 内 容 作业设计 设计 意图 使 用 者 预 计 时 长 预 估 难 度 系 数 课 前 基 础 性 作 业 作业一： 分析资料并回答 1981 年我国首次利用秋水仙素诱变，培育成功了新的 番茄品种(图 1)，它的细胞染色体数目由普通的24 个变为 48 个。这种番茄具有丰产，抗性强，汁甜肉厚，风味鲜美， 含糖量与茄红素高，宜储藏运输等优点。 图 1 思考并讨论以下问题： 1.新品种的番茄育种的生物学原理是什么？ 2.新品种与普通品种的染色体组成有哪些异同点？ 3.染色体数目变异后，植株的性状是否会发生改变？ 4.如何检测番茄细胞中染色体发生的数目变化？ 元 茄 识 变 发 奇 单 番 初 体 引 好 据 境 种 色 。 生 。 根 情 育 染 异 学 心 一 类 学 生 5 分 钟 0.8 5 发 展 性 作 业 作业一: 思考以下问题： 1.减数分裂和受精作用，能够使生物体亲子代间的染色体 数目保持稳定。然而新品种番茄染色体数目为什么与它们 的普通品种有很大差别呢？ 2.染色体数目的变异是如何产生的？有哪些因素会引起染 色体数目的变异？ 培养科 学 思维 一 类 学 生 5 分 钟 0.7 5 17 学科网（北京）股份有限公司 课 中 基 础 性 作 业 作业一:学生活动 图 2 普通番茄品种细胞 图 3 普通番茄品种染色体模型 染色体显微照片 1.利用模型材料（图3）请同学们按照染色体的形态特点将 细胞中零乱无序的染色体进行归类、整理和编号从而进行 计数。请一个小组展示。 2.回答以下问题： （1）标为①号染色体形态结构相同，一条来自父方一条来 自母方，它们的关系是什么？ 标为①号和②号染色体形态结构各不相同，它们的关系是 什么？ 普通品种番茄体细胞中有几对同源染色体？ 3.（1）请根据减数分裂的内容，将刚刚排列好的染色体模 型，排列出普通番茄品种的配子中可能含有哪些染色体？ 请一个小组展示。 （2）普通品种番茄配子中有几条染色体?这些染色体的形 态和功能有什么特点?这些染色体之间是什么关系? （3）如果把配子中的染色体看作一组，普通品种番茄体细 胞中有几组染色体?称为几倍体？ （4）图 5 所示为番茄新品种体细胞染色体组成，有多少条 染色体？有几个染色体组？几倍体？ 图 5 呈现观察 染色体 的 科学方法 引导学 生 构建染色 体组和二 倍体 、 多 倍体的概 念 一 类 学 生 8 分 钟 0.8 5 18 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1. 图 4 2.（1）同源染色体（2） 非同源染色体（3）12 对 3.（1） （2） 12 条 各不相同 非同源染色体 （3）2 组 二倍体 （4）48 四个 四倍体 作业二 资料 1 四倍体番茄的 VC 含量是二倍体的一倍。四倍体玫瑰 葡萄平均粒重约是二倍体的 1.7 倍，六倍体普通小麦 的产量高，四倍体草莓粒重明显高于二倍体草莓，单倍体 水稻的茎秆小，无产量。 资料 2 帕米尔高原多倍体植物种类的比例高达 65%。帕米尔 高原冬季漫长，1 月平均气温-17.8℃ , 绝对最低气温-50℃ , 7 月平均气温 13.9℃ , 最高不超过 20℃。 资料 3 秋水仙素是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提 取的一种植物碱。会抑制纺锤体形成，破坏细胞周期，从 而诱导染色体数目加倍。农业生产中往往利用一定浓度的 秋水仙素溶液处理萌发的种子或幼苗，诱导多倍体产生。 1.根据资料得出多倍体植物的优点有哪些？ 2.四倍体番茄是从二倍体番茄形成染色体数目在那些过程 可以加倍？ 3.二倍体番茄有丝分裂后期染色体数目加倍后，染色体组 引导学 生 思考证据 与主张 之 间 的 联 系 ，进而 得出多 倍 体形成的 内在原因 多倍体形 成的常 见 途径 一 类 学 生 7 分 钟 0.8 19 学科网（北京）股份有限公司 会发生什么变化？有几个染色体组？ 4.根据资料可以提出什么如何得到四倍体番茄的假说？ 5.人工诱导多倍体的方法最有效的方法？ 参考答案： 1. 多倍体优点: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含量有所增加。 2. 二倍体细胞→ 染色体完成了正常复制→ 外界条件剧烈 变化，纺锤体的形成受到破坏→着丝粒正常分裂→细胞未 分裂，染色体全部保留在一个细胞中→ 四倍体细胞。或者 植物成熟后发生在减数分裂二倍体 → 基于上述同样的原 因，形成了染色体数目不减半的配子→ 受精作用→ 多倍体 个体。 3. 加倍 4 个 4. 低温（秋水仙素）可以诱导多倍体的形成 5. 秋水仙素 发 展 性 作 业 作业三 根据教材三倍体无籽西瓜的培育过程图解， 1.在括号中写出染色体数目，完成填空。 2.为什么三倍体无籽西瓜没有种子？ 3.多倍体与二倍体比较染色体组有什么差异？ 参考答案： 1. 四 4n=44 2n=22 n=11 3n=33 2.减数分裂时会出现联会紊乱，不能形成可育配子 3.染色体组成倍增加 理解多倍 体育种过 程 一 类 学 生 5 分 钟 0.7 20 学科网（北京）股份有限公司 作业四 1.由二倍体番茄（2N=24）配子直接发育出的单倍体有几个 染色体组？ 2.由四倍体番茄（4N=48）配子直接发育出的单倍体有几个 染色体组？ 3. 由二倍体番茄（2N=24）配子直接发育出的单倍体可育 吗？配子直接发育出的单倍体是纯合子吗？如果不育，如 何处理才能可育？处理之后是纯合子吗？ 参考答案 1.1 个 2. 2 个 3. 不育 不是纯合子 秋水仙素加倍 是纯合子 理解单倍 体育种过 程 一 类 学 生 0.7 5 作业一 准确理解 1.（原创）下列关于染色体组的表述，错误的是( ) 染色体组 A.起源相同的一组完整的非同源染色体 B.只有一个染色体组的番茄细胞仍能通过诱导发育为植株 C.二倍体番茄的体细胞中有两个染色体组 的概念 ， 并能运用 染色体组 的概念结 D.四倍体番茄的花粉细胞中有一个染色体组 合发育 的 解析 只有一个染色体组的番茄细胞仍能通过诱导发育为 植株，其原理为植物细胞具有全能性。B 正确；四倍体番茄 其体细胞中含四个染色体组，减数分裂形成的花粉细胞中 应含二个染色体组。 起点区别 单倍体与 二 ( 多 ) 倍 体。 基 础 性 作 业 答案 D 2.请在空格处填上相应内容。 比较项目 图示 一 类 学 生 1 5 分 钟 0.7 5 课 后 答案：易位（染色体结构变异） 互换（基因重组） 3.（改编）下列相关叙述正确的是( ) A.单倍体是指只含一个染色体组的生物 B.单倍体与正常个体比较，个体弱小，且都不育 培养归纳 C.三倍体无子西瓜的原始生殖细胞在减数分裂时会出现联 总结能力 21 学科网（北京）股份有限公司 会紊乱，不能形成可育配子 D.秋水仙素能抑制细胞着丝粒的分裂，使染色体不能移向 细胞的两极，从而引起染色体数目加倍 答案 C 4.（改编）某二倍体番茄细胞中分别出现下图①至④系列 状况，则对图的解释正确的是( ) A.①为基因突变，②为倒位 B.③可能是重复，④为染色体组加倍 C.①为易位，③可能是缺失 D.②为基因突变，④为染色体结构变异 解析 分析图示可知：①染色体上的dF 所示的片段被非同 源染色体上的KL 所示的片段取代，为染色体结构变异中的 易位；②染色体上 eHG 所在的片段发生了位置颠倒，属于 染色体结构变异中的倒位；③中“环形圈 ”的出现，是由 于两条同源染色体中的上面一条多了一段或是下面一条少 了一段，属于染色体结构变异中的重复或缺失；④中有一 对同源染色体多了一条，属于染色体数目变异。综上分析， C 正确。 答案 C 5.（改编）下图表示两种育种方式， 甲培育抗病高产二倍 体番茄，乙培育三倍体无籽西瓜。请据图思考下列问题： (1)甲图表示的育种方式为 ，乙图表示的育种方式 为 ，二者的育种原理分别为 和 。 生命观 念 ——利用 结构与 功 能观 ， 理 解染色体 缺失 、 重 复 、倒位 和易位 可 以引起 染 色体上基 因 的数 目 或排列顺 序 的 改 变 ，进而 导致生物 性状的 改 变甚至 死 亡。 22 学科网（北京）股份有限公司 (2)甲图和乙图中都有秋水仙素诱导染色体组加倍，其原理 是 。甲图中用秋水仙素处理的目的 是 。 (3)乙图中获得无子西瓜至少需要 年。图乙中有两 次 传 粉 过 程 ， 它 们 的 目 的 分 别 是 和 。 (4)甲图中所示育种方式的优点是 ， 原因是因为 。 答案 (1)单倍体育种 多倍体育种 染色体数目的变异 染色体数目的变异 (2)秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，从而诱导染色体组加 倍 使染色体组加倍，从而变得可育 (3)两 得到三倍体种子 刺激三倍体的子房发育成果实 (4)能明显缩短育种年限 秋水仙素处理单倍体幼苗直接得 到纯合体 6（选做）、普通品种番茄是二倍体植物(染色体 2N ＝24)。 有一种三体，其 6 号染色体的同源染色体有三条(比正常的 番茄多了一条 6 号染色体) 。三体在减数分裂联会时，形成 一个二价体和一个单价体；3 条同源染色体中的任意 2 条随 意配对联会，另 1 条同源染色体不能配对，减数第一次分 裂的后期，组成二价体的同源染色体正常分离，组成单价 体的 1 条染色体随机地移向细胞的任何一极，而其他如 5 号染色体正常配对、分离(如图所示)。 (1)在方框中绘出三体番茄减数第一次分裂后期图解。(只要 画出 5、6 号染色体就可以，并用“5、6 号”字样标明相应的 染色体) 社会责任 —— 理 解 单倍体 育 种和多倍 体育种利 用 了染色 体数 目变 异 的 原 理 ，并通 过与杂交 育种的比 较 ，认同 单倍体 育 种可以 明 显缩短 育 种的年限 23 学科网（北京）股份有限公司 (2)设三体番茄的基因型为 AABBb，则花粉的基因型及其比 例是 。则根尖分生区连续分裂两次所得到的子细 胞的基因型为 。 (3)从变异的角度分析，三体的形成属于 ，形成的 原因是 。 答案：(1)如图 (2)ABB ∶ABb ∶AB ∶Ab= 1 ∶2 ∶2 ∶ 1 AABBb (3)染色体(数目)变异 减数第一次分裂有一对同源染色体 未分开或是减数第二次分裂有一对姐妹染色单体未分开， 而是移向了同一极，这样形成的异常配子和正常减数分裂 形成的配子结合成的受精卵发育而成 发 展 性 作 业 作业一：探究实践活动 “低温诱导大蒜根尖细胞染色体数目的变化 ”的实验。 学完染色体数目的变异后，通过进一步验证所学，有助于 学生更好地理解染色体数目的变异。 提升实验 探究能力 一 类 学 生 0.7 作业二：拍摄活动 1、拍摄“低温诱导大蒜根尖细胞染色体数目的变化 ”实践 活动中。大蒜根尖有丝分裂中后期细胞图片，并上传到学 校公共空间，供他人学习评价。 2、兴趣小组收集在“低温诱导细胞染色体数目的变化 ”实 践活动中对某些现象存在的疑惑照片并注明疑惑点（如： 根尖无法夹取、视野中无分裂期。染色太浅、实验组同时 出现正常和增多的染色体细胞等）请大家帮助分析原因？ 使学生 的 行为价值 和能力得 到肯定。 一 类 学 生 0.6 5 24 学科网（北京）股份有限公司 第 4 课时 使用 时段 作业 内容 作业设计 设计 意图 使 用 者 预计 时长 预估 难度 系数 课前 基础 性作 业 作业一 1.提前两周，组织学生在文献调查的基础上， 确定调查方案，制作调查表利用互联网问卷星 组织学生开展以家族群体（三代）为背景，对 高一年级学生高度近视（600 度以上，同时调查 用眼科学、卫生等习惯）发病率和红绿色盲发 病率。 2.尝试对获得的数据作出解释。 3.利用调查结果尝试绘制患者家系的遗传系谱 图，并对遗传方式做推理。 ( 力 ) ( 发展学 生科学 思维。合 作学习。 )学 查 计 调 提 集 分 据 。 步 调 统 类 病 收 理 数 能 初 会 和 人 查 高 处 析 的 一 类 学 生 0.8 作业二自主梳理完成连线 ( 础 )学 学 机 学 节 打 。 化 的 动 为 本 容 基 强 生 习 又 习 内 好 一 类 学 生 8 分 钟 0.75 发展 性作 业 作业一 查阅资料，探讨遗传病的检测和预防，关爱遗 传病患者。 化知识 为常识， 提 升社 会责任 一 类 学 生 课中 基础 性作 业 作业一 讨论调查结果 1. 汇总本年级数据后计算出遗传病发病率是否 接近文献资料？ 2. 解释两种遗传病在男性和女性中发病率的差 异？ 3. 发病率的调查能否判断疾病的遗传方式？ 发展学 生科学 思维 一 类 学 生 4 分 钟 0.85 25 学科网（北京）股份有限公司 作业二 回答以下问题： 1.遗传病都是先天性疾病吗?先天性疾病都是 遗传病吗?后天性疾病一定不是遗传病吗? 2.家族性疾病都是遗传病吗?遗传病都是家族 性疾病吗? 3.遗传病是传染病吗? 4.一个家族中只有一代人出现的疾病一定不是 遗传病吗? 5.遗传病一定携带致病基因吗? 6.携带致病基因的个体一定患病吗? 7.遗传物质改变一定会引发遗传病吗? 8.遗传病患者的致病基因一定来自亲代吗?一 定传给后代吗? 9.遗传咨询的内容和步骤有哪些？ 10.产前诊断的方法有哪些？ 通过观 察图片， 透 过现 象抓遗 传病本 质. 感悟 生命来 之不易。 一 类 学 生 10 分钟 0.75 作业三 1.若你是一名遗传咨询师，以下 4 个家系图分 别是单基因遗传病患者，其中 3 号家系已知该 遗传病为隐性，4 号家系的父亲不携带该病致病 基因。 1 号 2 号 3 号 4 号 （1）请判断遗传病方式，并说明理由。 （2）假如第一个家系图中患病女性刚刚怀孕， 她未出生的孩子是否可能患该病？你提供的科 学解释和建议是什么？ 答案：（1）1 号家庭 :常染色体隐性遗传。双 亲正常，子代女儿出现患病，说明为常染色体 隐性;若为X 染色体隐性遗传，则父亲会患病。 2 号家庭 :常染色体显性遗传。双亲患病，子代 正常，说明为显性;若为X 染色体显性遗传，则 比 维 对 病 识。 析 思 化 传 认 分 较 深 遗 的 一 类 学 生 7 分 钟 0.7 26 学科网（北京）股份有限公司 女儿要患病。3 号家庭:常染色体隐性遗传。若 为 X 染色体隐性遗传，则儿子会患病。 4 号家庭:双亲正常，子代出现患病，说明为隐 性:若为常染色体隐性遗传，则父亲会携带致病 基因，而实际没有。 （2）未出生的孩子不一定不会患病，需要对丈 夫是否患该病，或者丈夫家族中曾出现该病患 者，建议进一步做基因检测进行分析。 课后 基础 性作 业 作业一 （原创）材料：亨廷顿舞蹈症（HD）是一种单 基 因 遗 传 病 ， 1872 年 由 英 国 医 生 亨 廷 顿 (G.Huntington，1850-1916)首次描述。该病的 病因是位于 4 号染色体上的致病基因htt 发生 突变，产生突变的Htt 蛋白。正常人的这段 序列含有 10 35 个谷氨酰胺，如果Htt 蛋白含 有的谷氨酰胺超过 35 个，人就有发生亨廷顿舞 蹈症的风险，如果Htt 蛋白含有的谷氨酰胺超 过 40 个，携带该蛋白的人则无一例会发病。 亨廷顿蹈症的发病年龄一般为 30 50 岁，发 病后 10 20 年死亡。起病隐匿，缓慢进行性加 重，主要临床症状包括舞蹈样不自主运动(不能 控制的痉挛)，并出现进行性痴呆。 亨廷顿舞蹈症夺走了黑龙江齐齐哈尔市甘 南县华显珍奶奶一家七口人的生命，该家系中 的最先发病的是奶奶的公公(丈夫的父亲)，随 后奶奶的丈夫和丈夫的妹妹发病，之后奶奶的 大儿子、二儿子、女儿以及奶奶大儿子的儿子 随即发病去世，而丈夫的妹妹有两个儿子，其 中一个儿子是第八个舞蹈症患者，其他家系中 成员均正常。 （1）假如你是一名遗传咨询师，请根据材 料描述在下面方框中绘制华显珍奶奶一家遗传 系谱图。 真实情 境系谱 图构建、 基 因 测 序诊断、 和提出 预防建 议中体 验遗传 咨询。 一 类 学 生 15 分钟 0.7 27 学科网（北京）股份有限公司 （2）该病可能的遗传方式是 。 （3）经基因检测，华显珍奶奶不携带该病 治病基因。则该病的遗传方式是 。 （4）基于资料亨廷顿舞蹈症（HD）的发病 机制属于哪一种可遗传变异？ （5）能否通过胎儿性别的方式避免该病有 遗传缺陷的患儿出生？原因是什么？ （6）为了避免像华显珍奶奶的家庭悲剧的 发生，你还会提出怎样的建议来有效预防遗传 病的产生？ 答案（1） （2）常染色体显性或常染色体隐性 （3）常染色体显性 （4）基因突变 （5）不能 常染色体上遗传男女患病率相当 （6）遗传咨询和产前诊断（基因诊断）等 2.请遗传咨询师快速判断下列属于遗传病的是 ( ) A.孕妇缺碘，导致出生的婴儿得先天性呆小症 B.由于缺少维生素 A 父亲和儿子均得了夜盲症 C.一男子 40 岁发现自己开始秃发，据了解他的 父亲在 40 岁左右也开始秃发 D.一家三 口， 由于未注意卫生，在同一时间内 均患有甲型肝炎病 答案 C 解析 孕妇缺碘，导致胎儿缺乏甲状腺 激素，影响胎儿正常发育，进而引起婴儿患先 天性呆小症，与遗传物质没有关系；食物中缺 少维生素 A，导致人体内代谢紊乱而患夜盲症， 并非是父亲传给儿子，它们都是由环境因素引 起的疾病，与遗传物质没有关系； 甲型肝炎病 是由于甲型肝炎病毒通过食物等媒介传播引起 28 学科网（北京）股份有限公司 的，属于传染病，与遗传病无关；秃发是由于 遗传因素，再加上一定的环境因素(如体内生理 状况改变)引起的，属于遗传病。 答案 C 3.特纳氏综合征患者的体细胞中缺少一条性染 色体，其染色体组成为44＋X。关于其发病机制 的叙述正确的是( ) A.一定是正常精子与缺少性染色体的卵细胞受 精发育形成的 B.一定是正常卵细胞与缺少性染色体的精子受 精发育形成的 C.属于染色体数目变异中的整倍体变异 D.这种遗传病没有致病基因 答案 D 4.优生优育关系到国家人口的整体质量和每个 家庭的幸福 ，下列采取的优生措施正确的是 ( ) A.胎儿所有先天性疾病都可通过产前诊断来确 定 B.杜绝有先天性缺陷的病儿的根本措施是禁止 近亲结婚 C.产前诊断可以初步确定胎儿是否患有唐氏综 合征 D.通过遗传咨询可以确定胎儿是否患有猫叫综 合征 解析 产前诊断只能确定某些遗传病或先天性 疾病，而不是所有先天性疾病都可通过产前诊 断来确定；禁止近亲结婚只是降低隐性遗传病 的发病率，而不能杜绝；遗传咨询只是推算发 病风险， 向咨询对象提出防治对策和建议，不 能确定胎儿是否患有猫叫综合征，猫叫综合征 应通过产前诊断来确定。 答案 C 关爱母 亲，认同 生命 29 学科网（北京）股份有限公司 作业二 查阅资料分析基因诊断的利与弊 ( 感悟人 类对世 )认 改 升 责 的 和 提， 会 。 界 识 造 社 任 二 类 学 生 10 分钟 0.8 发展 性作 业 作业一 1.通过高度近视调查结果和资料，分析基因— 性状—环境间的关系。制定合理的用眼计划。 2.制作优生优育宣传单，在家族及社区中发布。 渗透生 命观念 与社会 责任。 一 类 学 生 0.8 作业二 1.性染色体数目异常导致的性染色体病是一种 常见的遗传病 ， 在新生儿中发病率约为 1/400 ～ 1/500，主要包括以下四种疾病：特 纳综合征（TS，45，X）、克氏综合征（KS，47， XXY）、超雌综合征（47，XXX）、超雄综合征 （47，XYY）。在人类中，染色体数目异常常常 难以成活，但 XXY、XY YY、XXX 等多种性染色 体变异的 类型相对多见。 讨论 （1）这些性染色体异常形成可能的原因是什 么? （2）为什么性染色体异常的个体成活率较高 呢? 答案：（1）从精子或卵细胞形成分析患者形成 的原因。 （2）性染色体比如 X 染色体会失活形成巴氏小 体，而常染色体上基因数目较多。 拓展思 维 二 类 学 生 10 分钟 0.75 30 学科网（北京）股份有限公司 $$