内容正文:
核心素养统率下的单元整体教学设计
[建构知识体系]
温馨提示
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进行有性生殖的生物,经减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞,其遗传信息通过配子传递给子代。在减数分裂过程中,同源染色体发生分离,非同源染色体自由组合,使分配到子细胞中的染色体组合类型出现多样性;同源染色体联会时,非姐妹染色单体间还常常发生互换,进一步增加了生殖细胞遗传的多样性。雌雄生殖细胞的多样性和雌雄生殖细胞结合的随机性,致使同一双亲的后代既相似又不同。减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代染色体数目的恒定,维持了生物遗传的稳定性。
摩尔根等人的果蝇杂交实验证明,染色体携带着基因,一条染色体上有许多个基因,它们在染色体上呈线性排列。这让人们认识到遗传因子是具有物质性的实体,进而认识到孟德尔遗传规律的本质。位于性染色体上的基因控制的性状在遗传上总是和性别相关联,这种现象叫作伴性遗传。
总之,有性生殖中基因的分离和重组导致双亲后代的基因组合有多种可能。本章概念图如右图:
[统整学科素养]
生命的物质观
本章的生命观念主要是生命的物质观。从萨顿的假说到摩尔根的果蝇杂交实验,让学生逐步认识到基因是有物质实体的,既深入理解孟德尔遗传规律的本质,又进一步理解遗传的物质性。减数分裂和受精作用既保证了每种生物前后代染色体数目的恒定,维持了生物遗传的稳定性,又通过形成染色体组合多样性的配子,以及卵细胞和精子的随机结合,使同一双亲的后代呈现多样性,呈现了遗传的多样性。
[浸润素养]
1.下列有关减数分裂和受精作用的说法,正确的是 ( )
A.减数分裂和受精作用使亲代和子代体细胞中染色体数目维持稳定
B.雌雄配子的随机结合,形成不同的受精卵,是自由组合定律的实质
C.基因型为AaBb的一个精原细胞,产生了2个AB、2个ab基因型的配子,则这两对等位基因一定不位于两对同源染色体上
D.在正常情况下,同时含有2条X染色体的细胞一定不可能出现在雄性个体中
2.基因和染色体的行为存在平行关系,下列相关表述正确的是 ( )
A.通常非同源染色体数量越多,非等位基因组合的种类也越多
B.非同源染色体自由组合,细胞内所有的非等位基因也自由组合
C.姐妹染色单体分开时,其上的等位基因也随之分离
D.同源染色体分离的同时,复制而来的两个基因也随之分开
从不同层面发展科学思维
本章有关科学思维培养的内容十分丰富,主要体现在以下几方面:(1)继续学习假说—演绎法。基因位于染色体上这一理论的建立过程,很好地体现了假说—演绎法。(2)培养建构模型的科学思维。本章安排了“建立减数分裂中染色体变化的模型”活动,用模型模拟减数分裂过程中染色体数目和行为的变化。(3)培养综合概括的逻辑思维方法。本章设计了“思维训练——综合概括”,培养学生对这一方法的应用。(4)培养演绎推理的科学思维。本章引导学生基于对伴性遗传的认识,运用演绎推理,对位于性染色体上的显性基因和隐性基因的遗传特点进行分析,根据双亲的表型对后代的患病概率作出科学的预测,发展演绎推理的科学思维。另外,科学史内容本身就包含着科学思维,如本章魏斯曼关于减数分裂的预测及其他科学家的观察与实证,有利于学生的想象力及创造性思维的发展。
[浸润素养]
1.萨顿、摩尔根等科学家在“基因在染色体上”观点的提出和验证上作出了巨大贡献,为孟德尔遗传规律的现代解释提供了理论依据。下列相关叙述与事实相符的是 ( )
A.萨顿通过分析基因和染色体的平行关系证明了“基因在染色体上”
B.摩尔根利用白眼雄蝇与红眼雌蝇杂交,F1全部为红眼,推测白眼对红眼为隐性
C.摩尔根根据果蝇杂交实验,推测白眼基因位于X染色体上属于“演绎推理”过程
D.非等位基因均位于非同源染色体上,会随非同源染色体的自由组合而自由组合
2.精子与卵子(卵细胞)的成功结合,是一个新生命的开始。下列关于受精作用的叙述,错误的是 ( )
A.所有生命的开始都是精子与卵子的结合
B.受精卵中来自卵子的遗传物质可能会多于来自精子的
C.减数分裂和受精作用,是有性生殖生物维持遗传稳定性的保证
D.受精卵中的每一对同源染色体各有一半分别来自精子和卵子
3.控制果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体上,其中红眼为显性性状,白眼为隐性性状,现用白眼和红眼纯合子作为亲本进行杂交得F1,F1雌雄相互交配得F2。下列叙述错误的是 ( )
A.父本和母本的选择会影响实验结果
B.F1与亲代性别相同的个体,表型与相应亲本不一定相同
C.两种杂交方式所得F1中,雌果蝇的表型均为红眼
D.两种杂交方式所得F2中,雄果蝇的表型及比例不同
培养动手和动脑能力,凸显科学探究,强调实践育人
本章安排了多个探究实践活动,如“观察蝗虫精母细胞减数分裂装片”“建立减数分裂中染色体变化的模型”,以及多个思考讨论活动。这些活动从不同侧面培养了学生的动手和动脑能力。教材的编排更加凸显科学探究,强调实践育人。
[浸润素养]
1.下列关于观察减数分裂实验的叙述,错误的是 ( )
A.可用蝗虫精母细胞减数分裂装片来观察减数分裂各时期染色体的形态
B.桃花的雄蕊比雌蕊更适合制成装片观察减数分裂现象
C.用洋葱根尖制成临时装片,高倍镜下能观察到同源染色体联会现象
D.在低倍镜下观察制作好的减数分裂装片,能找到处于减数分裂Ⅰ前期的细胞
2.下列关于“建立减数分裂中染色体变化的模型”探究活动的叙述,错误的是 ( )
A.模拟过程中被拉向细胞两极的每条染色体可能含有染色单体
B.模拟含有3对同源染色体的细胞的减数分裂过程需要3种不同颜色的橡皮泥
C.用铁丝把颜色和长短相同的两条橡皮泥扎起来代表已复制完成的一条染色体
D.模拟减数分裂Ⅱ后期时,细胞一极的橡皮泥条要与另一极的相同
教材通过“与社会的联系”介绍了低温对水稻花粉母细胞减数分裂的影响、吸烟对男性精子的影响等,引导学生了解农业生产技巧以及形成健康的生活方式。本章在课外阅读栏目介绍了“人类辅助生殖技术”,科学技术深深地影响着人类社会,它既有有益的一面,但也可能给社会带来冲击和风险,了解这些内容,有助于学生形成正确的科学技术价值观。伴性遗传的内容,既能帮助学生理解伴性遗传规律,分析生活中的遗传现象,也能引导学生关注伴性遗传理论的应用,从而将所学知识应用于生活中。
[浸润素养]
1.人类基因组计划测定的是24条染色体上DNA 的碱基序列。这24个DNA 分子含有数十亿个碱基对,构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%。X、Y染色体上存在同源区段和非同源区段。下列叙述正确的是 ( )
A.人类基因组计划测定的是22条常染色体+X+Y上DNA中基因的脱氧核苷酸序列
B.只位于X染色体上的显性基因遗传病,女患者的致病基因来自父亲
C.只位于Y染色体上的基因异常时,患者均为男性
D.位于X、Y染色体同源区段基因的遗传与性别无关
2.(2025·湖北高考)研究表明,人类女性体细胞中仅有一条X染色体保持活性,从而使女性与男性体细胞中X染色体基因表达水平相当。基因G编码G蛋白,其等位基因g编码活性低的g蛋白。缺失G基因的个体会患某种遗传病。图示为该疾病的一个家族系谱图,已知Ⅱ⁃1不含g基因。随机选取Ⅲ⁃5体内200个体细胞,分析发现其中100个细胞只表达G蛋白,另外100个细胞只表达g蛋白。下列叙述正确的是 ( )
A.Ⅲ⁃3个体的致病基因可追溯源自Ⅰ⁃2
B.Ⅲ⁃5细胞中失活的X染色体源自母方
C.Ⅲ⁃2所有细胞中可能检测不出g蛋白
D.若Ⅲ⁃6与某男性婚配,预期生出一个不患该遗传病男孩的概率是1/2
温馨提示:学习至此,效果如何,请完成配套卷中的“阶段质量检测(二) 基因和染色体的关系”
章末 核心素养统率下的单元整体教学设计
生命观念
1.选A 通过减数分裂产生了染色体数目减半的配子,通过受精作用使染色体数目恢复到体细胞中染色体的数目,可见减数分裂和受精作用可以使亲代和子代体细胞中染色体数目维持稳定,A正确;基因自由组合发生在减数分裂Ⅰ后期,而不是受精作用过程中,B错误;基因型为AaBb的一个精原细胞,产生了2个AB、2个ab基因型的配子,则这两对等位基因可能位于两对同源染色体上,也可能位于一对同源染色体上,C错误;在正常情况下,同时含有2条X染色体的细胞有可能出现在雄性个体中,如次级精母细胞处于减数分裂Ⅱ后期时有1/2的概率含有两条X染色体,D错误。
2.选A 非等位基因可以位于非同源染色体上,通常非同源染色体数量越多,通过自由组合形成的非等位基因组合种类也越多,A正确;减数分裂过程中非同源染色体自由组合,所以非同源染色体上的非等位基因之间也随之自由组合,而位于同源染色体上的非等位基因之间不会发生自由组合,B错误;一般情况下,姐妹染色单体上对应位置上的基因为相同基因,而非等位基因,姐妹染色单体分开时,姐妹染色单体上的复制而来的两个相同基因也随之分开,C、D错误。
科学思维
1.选B 萨顿提出了基因位于染色体上的假说,并未对其进行证明,A错误;摩尔根利用白眼雄蝇与红眼雌蝇杂交,F1全部为红眼,推测白眼对红眼为隐性,B正确;摩尔根根据果蝇杂交实验,推测白眼基因位于X染色体上属于“提出假说”过程,C错误;非等位基因也可以位于同源染色体上,D错误。
2.选A 并非所有生物都进行减数分裂和受精作用,故不是所有生命的开始都是精子与卵子的结合,A错误;受精卵中来自卵子的遗传物质(包括细胞核和绝大部分细胞质中的)可能会多于来自精子(主要来自细胞核)的,B正确;减数分裂和受精作用保证了物种前后代染色体数目的稳定性和连续性,有利于维持有性生殖遗传的稳定性,C正确;受精卵中的一对同源染色体,一条来自父方,一条来自母方,则受精卵中的每一对同源染色体各有一半分别来自精子和卵子,D正确。
3.选D 假设控制眼色的基因为A/a,若雌性为白眼(XaXa)、雄性为红眼(XAY),则F1为XAXa(红眼)、XaY(白眼),F1与亲本性别相同的个体,表型不同,F1雌雄相互交配所得F2为XAXa(红眼)、XaXa(白眼)、XAY(红眼)、XaY(白眼);若雌性为红眼(XAXA)、雄性为白眼(XaY),则F1为XAXa(红眼)、XAY(红眼),F1中雄性子代与父本表型不同,雌性子代与母本表型相同,F1雌雄相互交配所得F2为XAXA(红眼)、XAXa(红眼)、XAY(红眼)、XaY(白眼)。因此,父本和母本的选择会影响实验结果,A正确;若F1与亲代性别相同,则二者表型不一定相同,B正确;两种杂交方式所得F1中雌果蝇的表型均为红眼,所得F2中雄果蝇的表型及比例都为红眼∶白眼=1∶1,C正确,D错误。
科学探究
1.选C 减数分裂发生在原始生殖细胞中,可用蝗虫精母细胞减数分裂装片来观察减数分裂各时期染色体的形态,A正确;雄蕊原始生殖细胞进行减数分裂产生精细胞,而雌蕊减数分裂产生的是卵细胞,且雌蕊产生的卵细胞数目远少于雄蕊产生的精细胞,所以桃花的雄蕊比雌蕊更适合制成装片观察减数分裂现象,B正确;洋葱根尖细胞只进行有丝分裂,不能观察到同源染色体联会现象,C错误;在低倍镜下观察制作好的减数分裂装片,能找到处于减数分裂Ⅰ前期的细胞,D正确。
2.选B 模拟过程中被拉向细胞两极的每条染色体可能含有染色单体,如减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离,A正确。模拟含有3对同源染色体的细胞的减数分裂过程,需要2种不同颜色的橡皮泥代表一对同源染色体,不同颜色的同源染色体代表一条来自母方,一条来自父方;用不同形状和大小的橡皮泥代表不同类型的染色体,B错误。用铁丝把颜色和长短相同的两条橡皮泥扎起来,可代表已经复制完成的一条染色体含有两条姐妹染色单体,C正确。模拟减数分裂Ⅱ后期时,细胞一极的橡皮泥条要与另一极的相同,二者由同一条染色体的两条姐妹染色单体分开而来,D正确。
社会责任
1.选C 人类基因组计划测定的是22条常染色体+X+Y上DNA的脱氧核苷酸序列,而不仅仅是DNA中基因的脱氧核苷酸序列,A错误;只位于X染色体上的显性基因遗传病,女患者的致病基因可来自父亲或母亲,B错误;由于只有男性含有Y染色体,故只位于Y染色体上的基因异常时,患者均为男性,C正确;位于X、Y染色体同源区段基因的遗传可能与性别有关,D错误。
2.选C 由题图分析可知,Ⅱ⁃1与Ⅱ⁃2正常,两者所生的儿子Ⅲ⁃3患病,说明该病为隐性遗传病,结合题干信息分析,Ⅱ⁃1不含致病基因g,说明该病为伴X染色体隐性遗传病。Ⅲ⁃3的致病基因来自Ⅱ⁃2,Ⅱ⁃2的致病基因来自Ⅰ⁃1,而不是Ⅰ⁃2,A错误。据图分析可知,Ⅱ⁃3患病,Ⅲ⁃5正常,所以Ⅲ⁃5的基因型为XGXg,其中Xg来自母方,XG来自父方,而随机选取的Ⅲ⁃5体内200个体细胞中,一半细胞只表达G蛋白,一半细胞只表达g蛋白,说明其细胞中失活的X染色体既有可能源自父方(含基因G的X染色体失活),也有可能源自母方(含基因g的X染色体失活),B错误。根据上述分析,可以推测Ⅱ⁃1的基因型为XGY,Ⅱ⁃2的基因型为XGXg,Ⅲ⁃2的基因型可能是XGXG或者XGXg,若Ⅲ⁃2的基因型为XGXG,则其所有细胞中都检测不出g蛋白,若Ⅲ⁃2的基因型为XGXg,因人类女性体细胞中仅有一条X染色体保持活性,可能刚好是含基因g的X染色体失活,所以其所有细胞中也可能检测不出g蛋白,C正确。Ⅲ⁃6的基因型为XGXg,其与某男性(基因型为XGY或者XgY)婚配,生出不患该遗传病男孩(XGY)的概率是1/4,D错误。
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