6.16.2 性状遗传的物质基础（导学案）生物北师大版2024八年级上册

6.16.2 性状遗传的物质基础 导学案 1.生命观念：通过分析染色体、DNA、基因的层级关系及基因控制性状的机制，理解 “遗传物质是性状传递的物质基础”，建立 “微观物质结构决定宏观生物性状”“遗传与环境共同影响性状” 的观念。 2.科学思维：通过对比 “染色体-DNA -基因的数量与功能关系”（如 1 条染色体含 1 个 DNA，1个DNA含多个基因）、“基因表达的选择性”（如酒窝基因不在舌头表达），培养归纳比较能力；通过推理 “转基因鼠发光的原因”，提升基于证据分析微观机制的能力。 3.探究实践：参与 “染色体 - DNA - 基因模型构建” 活动（如用纸条、珠子模拟三者关系），掌握建模、合作探究的方法；通过分析 “萝卜地上地下颜色差异” 案例，提高综合分析遗传与环境作用的能力。 4.态度责任：通过了解转基因技术、染色体数目异常疾病（如唐氏综合征），认同 “科学技术是认识生命本质的工具”；增强对遗传物质重要性的认知，理解 “保护遗传物质稳定性” 对生命健康的意义。 【学习重点】 1.染色体、DNA、基因的概念（染色体：细胞核中碱性染料染色的物质；DNA：染色体上的遗传物质；基因：有遗传效应的 DNA 片段）； 2.染色体 - DNA - 基因的层级关系（数量：1 条染色体→1 个 DNA→多个基因；组成：染色体由 DNA 和蛋白质组成）； 3.染色体的数目特点（体细胞中成对存在、数目特定，生殖细胞成单存在）； 4.基因控制性状的机制（基因指导蛋白质合成，蛋白质决定性状）。 【学习难点】 1.染色体- DNA -基因的微观层级关系（突破 “抽象概念”，理解三者的大小、数量逻辑）； 2.基因表达的选择性（同一细胞含全套基因，但仅部分表达，如舌头不表达酒窝基因）； 3.是遗传物质（基因）与环境共同作用的结果（如萝卜地上绿、地下白，）； 4.理解 “1 条染色体含 1 个 DNA 分子”“1 个 DNA 分子含多个基因” 的数量关系。 一、遗传物质的层级结构 1.细胞核是细胞的遗传控制中心，其中能被碱性染料染成深色的物质是______，其主要成分是______和蛋白质，前者是主要的遗传物质。 2.DNA 分子呈______结构，每条染色体上通常只有______个 DNA 分子；基因是______上具有遗传效应的片段，每个 DNA 分子上有______个基因，基因是控制性状的基本遗传单位。 3.染色体、DNA 和基因的层级关系（从大到小）： → →______。 二、染色体的数目与存在形式 1.每一种生物的体细胞中，染色体的数目是______的，且通常______存在（如人有 23 对、水稻有 12 对）；成对的染色体一条来自______，一条来自______，保证遗传的稳定性。 2.生殖细胞（精子、卵细胞）中的染色体数目是体细胞的______，且______存在（如人的生殖细胞有 23 条染色体），这样受精后子代体细胞染色体数目可恢复为亲代水平。 三、基因控制性状 1.生物体的形态、结构和生理功能主要由______决定，而该物质的合成受______指导。 2.基因通过指导______的合成，表达自身携带的遗传信息，进而控制生物个体的______表现（如水母的荧光基因指导合成荧光蛋白，使水母发光）。 3.性状的表现是______和______共同作用的结果（如萝卜地上部分受光照呈绿色，地下部分避光呈白色）。 探究：染色体、DNA 和基因的关系及基因对性状的控制 一、探究目的 1.通过分析模型和数据，明确染色体、DNA 和基因的层级与数量关系； 2.结合实验实例，推理 “基因→蛋白质→性状” 的控制途径，理解环境对性状的影响。 2、 探究材料 染色体 - DNA - 基因结构模型（或示意图）、不同生物体细胞染色体数目表（人、果蝇、水稻等）、“转基因鼠发光” 实验资料、萝卜地上地下部分颜色对比图。 三、探究步骤 1.分析遗传物质层级关系： ·观察染色体 - DNA - 基因结构模型，识别染色体的组成（DNA 和蛋白质），找到 DNA 分子上的基因片段； ·结合 “不同生物体细胞染色体数目表”，记录 3 种生物的染色体对数、推测其 DNA 分子数和基因数，填写下表： 生物名称 体细胞染色体对数 每条染色体 DNA 数 体细胞 DNA 分子数（约） 每个 DNA 基因数（约） 体细胞基因数（约） 人 23 对 1 个 多个 果蝇 4 对 1 个 多个 水稻 12 对 1 个 多个 2.推理基因控制性状的途径： ·阅读 “转基因鼠发光” 实验资料：转入水母绿色荧光蛋白基因的小鼠，在紫外线照射下能发光；未转入该基因的小鼠不能发光； ·对比实验结果，分析 “基因” 与 “发光性状” 的关联：转入的荧光基因→指导合成______→小鼠表现出发光性状。 3.分析环境对性状的影响： ·观察萝卜地上部分（绿色）和地下部分（白色）的颜色差异。 ·思考：萝卜体细胞的遗传物质是否相同？颜色差异的原因是？（地上部分受光照，地下部分避光）。 4. 讨论分析： （1）根据表格数据，推测染色体、DNA 和基因的数量关系有什么规律？ （2）若将小鼠的 “直发基因” 转入到果蝇受精卵中，果蝇可能表现出 “直发” 性状吗？为什么？ （3）同一株玉米的叶片，向阳面颜色更深，背阴面颜色较浅，这体现了性状与什么因素的关系？ 四、探究结论 1.染色体、DNA 和基因的数量关系：1 个体细胞的细胞核中，染色体成对存在，______的数量 = 染色体的数量（每条染色体 1 个 DNA），______的数量远多于 DNA 的数量（每个 DNA 有多个基因），三者呈 “染色体→DNA→基因” 的层级结构。 2.基因控制性状的途径：基因通过指导______的合成，表达遗传信息，进而控制生物的性状；转入特定基因的生物能表现出该基因对应的性状，证明______是控制性状的基本单位。 3.性状的表现受______和______共同影响：遗传物质决定性状的潜在类型，环境会影响性状的实际表现。 1. 控制生物性状的基本遗传单位是（ ） A. 染色体 B. DNA C. 基因 D. 蛋白质 2. 下列关于染色体、DNA 和基因的关系，正确的是（ ） A. 染色体由 DNA 和基因组成 B. 1 个 DNA 分子上只有 1 个基因 B. 基因是有遗传效应的 DNA 片段 D. 染色体的数目与基因的数目相等 3. 人的体细胞中有 23 对染色体，下列关于人的生殖细胞的说法，正确的是（ ） A. 精子和卵细胞中各有 23 对染色体 B. 精子和卵细胞中各有 23 条染色体 B. 精子有 23 对染色体，卵细胞有 23 条染色体 D. 精子有 23 条染色体，卵细胞有 23 对染色体 4. “转基因鼠发光” 实验证明了（ ） A. DNA 是主要的遗传物质 B. 染色体由 DNA 和蛋白质组成 C. 基因能控制生物的性状 D. 环境能影响生物的性状 5. 萝卜地上部分呈绿色，地下部分呈白色，导致这种差异的主要因素是（ ） A. 遗传物质 B. 温度 C. 光照 D. 水分 《探究环境对植物性状的影响 —— 绿豆芽光照实验》 1、 活动目的 通过设置光照对照实验，观察绿豆芽的颜色、长度等性状差异，验证 “环境（光照）影响性状表现”，加深对 “遗传物质与环境共同作用决定性状” 的理解。 2、 活动材料 绿豆种子（20 粒）、两个透明塑料盒（带盖，标记为 A 组、B 组）、湿润脱脂棉（或纸巾）、喷水壶、黑色塑料袋。 三、活动步骤 1.材料准备：在两个塑料盒底部铺一层湿润脱脂棉（不积水），各放入 10 粒饱满的绿豆种子，盖上盒盖（留少量缝隙透气）。 2.对照设置： A 组（光照组）：将塑料盒放在阳台或窗台，保证每天 8 小时以上自然光照； B 组（避光组）：用黑色塑料袋将塑料盒完全包裹，置于与 A 组相同温度的环境（避免温度差异干扰）。 3.日常管理：每天用喷水壶给两组绿豆芽喷洒等量清水，保持脱脂棉湿润，观察并记录种子萌发情况。 4.观察记录：连续观察 7 天，每天记录两组绿豆芽的 “芽长度”“子叶颜色”“茎的颜色”，填写 “绿豆芽光照实验记录表”。 四、思考与交流 1.实验第 5 天，A 组绿豆芽子叶呈绿色，B 组呈黄白色，原因是什么？这体现了环境对性状的什么影响？ 2.若两组绿豆芽的长度存在差异（如 B 组比 A 组长），可能的原因是什么？ 3.该实验中，A 组和 B 组的绿豆种子遗传物质相同，为什么性状表现不同？这说明性状表现受什么因素影响？ / 学科网（北京）股份有限公司 $ 6.16.2 性状遗传的物质基础 导学案 1.生命观念：通过分析染色体、DNA、基因的层级关系及基因控制性状的机制，理解 “遗传物质是性状传递的物质基础”，建立 “微观物质结构决定宏观生物性状”“遗传与环境共同影响性状” 的观念。 2.科学思维：通过对比 “染色体-DNA -基因的数量与功能关系”（如 1 条染色体含 1 个 DNA，1个DNA含多个基因）、“基因表达的选择性”（如酒窝基因不在舌头表达），培养归纳比较能力；通过推理 “转基因鼠发光的原因”，提升基于证据分析微观机制的能力。 3.探究实践：参与 “染色体 - DNA - 基因模型构建” 活动（如用纸条、珠子模拟三者关系），掌握建模、合作探究的方法；通过分析 “萝卜地上地下颜色差异” 案例，提高综合分析遗传与环境作用的能力。 4.态度责任：通过了解转基因技术、染色体数目异常疾病（如唐氏综合征），认同 “科学技术是认识生命本质的工具”；增强对遗传物质重要性的认知，理解 “保护遗传物质稳定性” 对生命健康的意义。 【学习重点】 1.染色体、DNA、基因的概念（染色体：细胞核中碱性染料染色的物质；DNA：染色体上的遗传物质；基因：有遗传效应的 DNA 片段）； 2.染色体 - DNA - 基因的层级关系（数量：1 条染色体→1 个 DNA→多个基因；组成：染色体由 DNA 和蛋白质组成）； 3.染色体的数目特点（体细胞中成对存在、数目特定，生殖细胞成单存在）； 4.基因控制性状的机制（基因指导蛋白质合成，蛋白质决定性状）。 【学习难点】 1.染色体- DNA -基因的微观层级关系（突破 “抽象概念”，理解三者的大小、数量逻辑）； 2.基因表达的选择性（同一细胞含全套基因，但仅部分表达，如舌头不表达酒窝基因）； 3.是遗传物质（基因）与环境共同作用的结果（如萝卜地上绿、地下白，）； 4.理解 “1 条染色体含 1 个 DNA 分子”“1 个 DNA 分子含多个基因” 的数量关系。 一、遗传物质的层级结构 1.细胞核是细胞的遗传控制中心，其中能被碱性染料染成深色的物质是______，其主要成分是______和蛋白质，前者是主要的遗传物质。 2.DNA 分子呈______结构，每条染色体上通常只有______个 DNA 分子；基因是______上具有遗传效应的片段，每个 DNA 分子上有______个基因，基因是控制性状的基本遗传单位。 3.染色体、DNA 和基因的层级关系（从大到小）： → →______。 二、染色体的数目与存在形式 1.每一种生物的体细胞中，染色体的数目是______的，且通常______存在（如人有 23 对、水稻有 12 对）；成对的染色体一条来自______，一条来自______，保证遗传的稳定性。 2.生殖细胞（精子、卵细胞）中的染色体数目是体细胞的______，且______存在（如人的生殖细胞有 23 条染色体），这样受精后子代体细胞染色体数目可恢复为亲代水平。 三、基因控制性状 1.生物体的形态、结构和生理功能主要由______决定，而该物质的合成受______指导。 2.基因通过指导______的合成，表达自身携带的遗传信息，进而控制生物个体的______表现（如水母的荧光基因指导合成荧光蛋白，使水母发光）。 3.性状的表现是______和______共同作用的结果（如萝卜地上部分受光照呈绿色，地下部分避光呈白色）。 【答案】 一、遗传物质的层级结构 1.染色体；DNA 2.双螺旋；1；DNA；多 3.染色体；DNA；基因 二、染色体的数目与存在形式 1.特定；成对；父方；母方 2.一半；成单 三、基因控制性状 1.蛋白质；基因 2.蛋白质；性状 3.遗传物质（基因）；环境 探究：染色体、DNA 和基因的关系及基因对性状的控制 一、探究目的 1.通过分析模型和数据，明确染色体、DNA 和基因的层级与数量关系； 2.结合实验实例，推理 “基因→蛋白质→性状” 的控制途径，理解环境对性状的影响。 2、 探究材料 染色体 - DNA - 基因结构模型（或示意图）、不同生物体细胞染色体数目表（人、果蝇、水稻等）、“转基因鼠发光” 实验资料、萝卜地上地下部分颜色对比图。 三、探究步骤 1.分析遗传物质层级关系： ·观察染色体 - DNA - 基因结构模型，识别染色体的组成（DNA 和蛋白质），找到 DNA 分子上的基因片段； ·结合 “不同生物体细胞染色体数目表”，记录 3 种生物的染色体对数、推测其 DNA 分子数和基因数，填写下表： 生物名称 体细胞染色体对数 每条染色体 DNA 数 体细胞 DNA 分子数（约） 每个 DNA 基因数（约） 体细胞基因数（约） 人 23 对 1 个 多个 果蝇 4 对 1 个 多个 水稻 12 对 1 个 多个 2.推理基因控制性状的途径： ·阅读 “转基因鼠发光” 实验资料：转入水母绿色荧光蛋白基因的小鼠，在紫外线照射下能发光；未转入该基因的小鼠不能发光； ·对比实验结果，分析 “基因” 与 “发光性状” 的关联：转入的荧光基因→指导合成______→小鼠表现出发光性状。 3.分析环境对性状的影响： ·观察萝卜地上部分（绿色）和地下部分（白色）的颜色差异。 ·思考：萝卜体细胞的遗传物质是否相同？颜色差异的原因是？（地上部分受光照，地下部分避光）。 4. 讨论分析： （1）根据表格数据，推测染色体、DNA 和基因的数量关系有什么规律？ （2）若将小鼠的 “直发基因” 转入到果蝇受精卵中，果蝇可能表现出 “直发” 性状吗？为什么？ （3）同一株玉米的叶片，向阳面颜色更深，背阴面颜色较浅，这体现了性状与什么因素的关系？ 四、探究结论 1.染色体、DNA 和基因的数量关系：1 个体细胞的细胞核中，染色体成对存在，______的数量 = 染色体的数量（每条染色体 1 个 DNA），______的数量远多于 DNA 的数量（每个 DNA 有多个基因），三者呈 “染色体→DNA→基因” 的层级结构。 2.基因控制性状的途径：基因通过指导______的合成，表达遗传信息，进而控制生物的性状；转入特定基因的生物能表现出该基因对应的性状，证明______是控制性状的基本单位。 3.性状的表现受______和______共同影响：遗传物质决定性状的潜在类型，环境会影响性状的实际表现。 【答案】 探究步骤 1（表格答案）： 人：体细胞 DNA 分子数约 46 个（23 对 ×2 条 ×1 个 / 条），体细胞基因数约数万至数十万个； 果蝇：体细胞 DNA 分子数约 8 个（4 对 ×2 条 ×1 个 / 条），体细胞基因数约数千至数万个； 水稻：体细胞 DNA 分子数约 24 个（12 对 ×2 条 ×1 个 / 条），体细胞基因数约数万至数十万个。 探究步骤 2：荧光蛋白 探究步骤 3：是（同一株萝卜的体细胞遗传物质相同）；环境（光照）不同 讨论分析（参考）： （1） 规律：体细胞中染色体成对存在，DNA 分子数 = 染色体条数（每条染色体 1 个 DNA），基因数远多于 DNA 数（1 个 DNA 含多个基因），即 “基因数量＞DNA 数量＞染色体对数”。 （2） 可能；因为基因是控制性状的基本单位，只要转入的 “直发基因” 能在果蝇细胞中指导合成相应蛋白质，果蝇就可能表现出直发性状。 （3）体现了性状与环境（光照）的关系，说明环境会影响性状的表现。 探究结论 1.DNA；基因 2.蛋白质；基因 3.遗传物质（基因）；环境 1. 控制生物性状的基本遗传单位是（ ） A. 染色体 B. DNA C. 基因 D. 蛋白质 【答案】C 【解析】基因是 DNA 上有遗传效应的片段，能指导蛋白质合成进而控制性状，是控制性状的基本单位；染色体是 DNA 的载体，DNA 是主要遗传物质，蛋白质是性状的体现者，均非基本遗传单位。 2. 下列关于染色体、DNA 和基因的关系，正确的是（ ） A. 染色体由 DNA 和基因组成 B. 1 个 DNA 分子上只有 1 个基因 B. 基因是有遗传效应的 DNA 片段 D. 染色体的数目与基因的数目相等 【答案】C 【解析】A 错误（染色体由 DNA 和蛋白质组成）；B 错误（1 个 DNA 分子上有多个基因）；D 错误（基因数目远多于染色体数目）；C 符合基因的定义，正确。 3. 人的体细胞中有 23 对染色体，下列关于人的生殖细胞的说法，正确的是（ ） A. 精子和卵细胞中各有 23 对染色体 B. 精子和卵细胞中各有 23 条染色体 B. 精子有 23 对染色体，卵细胞有 23 条染色体 D. 精子有 23 条染色体，卵细胞有 23 对染色体 【答案】B 【解析】生殖细胞的染色体数目是体细胞的一半，且成单存在；人的体细胞有 23 对染色体，故生殖细胞（精子、卵细胞）各有 23 条染色体，A、C、D 均错误。 4. “转基因鼠发光” 实验证明了（ ） A. DNA 是主要的遗传物质 B. 染色体由 DNA 和蛋白质组成 C. 基因能控制生物的性状 D. 环境能影响生物的性状 【答案】C 【解析】该实验中，转入水母荧光基因的鼠能发光，未转入的不能发光，直接证明 “基因能控制生物的性状”；A、B 与实验现象无关，D 未涉及环境因素，故 C 正确。 5. 萝卜地上部分呈绿色，地下部分呈白色，导致这种差异的主要因素是（ ） A. 遗传物质 B. 温度 C. 光照 D. 水分 【答案】C 【解析】萝卜地上、地下部分的遗传物质相同，颜色差异是因为地上部分受光照合成叶绿素（呈绿色），地下部分避光无法合成叶绿素（呈白色），故主要因素是光照，A、B、D 错误。 《探究环境对植物性状的影响 —— 绿豆芽光照实验》 1、 活动目的 通过设置光照对照实验，观察绿豆芽的颜色、长度等性状差异，验证 “环境（光照）影响性状表现”，加深对 “遗传物质与环境共同作用决定性状” 的理解。 2、 活动材料 绿豆种子（20 粒）、两个透明塑料盒（带盖，标记为 A 组、B 组）、湿润脱脂棉（或纸巾）、喷水壶、黑色塑料袋。 三、活动步骤 1.材料准备：在两个塑料盒底部铺一层湿润脱脂棉（不积水），各放入 10 粒饱满的绿豆种子，盖上盒盖（留少量缝隙透气）。 2.对照设置： A 组（光照组）：将塑料盒放在阳台或窗台，保证每天 8 小时以上自然光照； B 组（避光组）：用黑色塑料袋将塑料盒完全包裹，置于与 A 组相同温度的环境（避免温度差异干扰）。 3.日常管理：每天用喷水壶给两组绿豆芽喷洒等量清水，保持脱脂棉湿润，观察并记录种子萌发情况。 4.观察记录：连续观察 7 天，每天记录两组绿豆芽的 “芽长度”“子叶颜色”“茎的颜色”，填写 “绿豆芽光照实验记录表”。 四、思考与交流 1.实验第 5 天，A 组绿豆芽子叶呈绿色，B 组呈黄白色，原因是什么？这体现了环境对性状的什么影响？ 2.若两组绿豆芽的长度存在差异（如 B 组比 A 组长），可能的原因是什么？ 3.该实验中，A 组和 B 组的绿豆种子遗传物质相同，为什么性状表现不同？这说明性状表现受什么因素影响？ / 学科网（北京）股份有限公司 $