内容正文:
基因在亲子代间的传递
学习目标
• 生命观念:阐明染色体、DNA和基因三者之间的关系,理解有性生殖过程中染色体数目保持稳定的机制,建立遗传物质在世代间稳定传递的生命观念。
• 科学思维:运用“减半—恢复”模型推理解释基因传递规律,通过模拟实验与数据分析培养归纳推理和证据意识。
• 探究实践:通过动手模拟实验,探究基因随染色体在亲子代间传递的路径,理解后代多样性的成因,提升观察、记录与合作探究能力。
• 态度责任:认同近亲结婚会增加隐性遗传病风险的科学依据,树立尊重生命、倡导优生优育的科学婚育观。
预习案
请你回顾上节课所学内容,并思考以下问题:
1. 生物体的性状是由什么控制的?
答:________。
2. 在有性生殖中,精子和卵细胞结合形成受精卵。你认为父母双方的基因是通过什么“桥梁”传递给后代的?
答:________。
3. 如果精子和卵细胞都像体细胞一样具有全套的遗传物质(即46条染色体),它们结合后形成的受精卵将有多少条染色体?这与事实相符吗?为什么?
答:________。
探究案
探究一:基因在哪里?——染色体、DNA和基因的关系
请阅读教材,思考 染色体、DNA和基因的关系”,完成下列任务。
1. 图文分析
观察教材中的示意图,回答以下问题:
- 在细胞核中,________是主要的遗传物质。
- 基因是________上有遗传效应的片段。
- DNA与蛋白质结合在一起,形成________。
2. 关系梳理
请你概括染色体、DNA和基因三者之间的关系:
基因是________上具有________的片段;DNA是________分子,位于________上;染色体由________和________组成,存在于________中。
3. 数量关系
• 人的体细胞中有________条染色体,共________对。
• 这些染色体是________存在的(填“成对”或“单个”)。
• 每条染色体上含有一个DNA分子,而一个DNA分子上包含多个基因。据统计,人体约有________对基因。
4. 我的概括
请用一句话总结三者的关系:
_____________________________________________________________。
探究二:基因如何传递?——数目不变的奥秘
让我们一起探索科学家是如何揭开这一生命之谜的。
1. 问题发现
如果精子和卵细胞中的染色体不减少一半,而是像体细胞那样含有46条染色体,那么当它们结合时,受精卵就会有________条染色体。下一代再繁殖时,染色体数目将继续翻倍……这样下去,生物还能维持正常的遗传吗?显然不能!因此,必须有一种机制来保证染色体数目的恒定。
2. 科学探索
科学家通过对马蛔虫等生物的研究发现:
- 马蛔虫的体细胞中有4条染色体(2对),其精子和卵细胞中各有________条染色体。
- 受精后,受精卵又恢复为________对染色体。
- 更广泛的研究证实,在形成________(填“精子”或“卵细胞”)的过程中,染色体数目都会________。
3. 规律总结
请以人类为例,绘制从亲代到子代的染色体数目变化流程图:
亲代(父)体细胞 (____对) → ________ (____条) → 受精卵 (____对) → 子代体细胞 (____对)
亲代(母)体细胞 (____对) → ________ (____条) —↑
提示:人的体细胞有23对染色体,生殖细胞有23条,受精卵恢复为23对。
4. 我的发现
通过以上分析,我明白了:
_____________________________________________________________。
探究三:动手模拟——基因的传递与后代的多样性
【实验目的】
通过模拟有性生殖过程中染色体和基因的传递,理解基因是随染色体由亲代传给子代的,并解释同一双亲生出的后代性状不同的原因。
【模拟准备】
- 准备两对纸条(可用红、黄两种颜色区分父方与母方),每条长约8厘米,代表一对同源染色体。
- 在每条“染色体”上标注三个基因,例如:abd、Abd、ABD、aBd等(大写字母表示显性基因,小写表示隐性基因)。
- 制作5个圆盘:3个大圆盘分别代表父方体细胞、母方体细胞和受精卵;2个小圆盘代表精子和卵细胞。
【模拟过程】
1. 将成对的“染色体”放入父方和母方的大圆盘中。
2. 每次随机从父方取出一条“染色体”,从母方也随机取出一条“染色体”。
3. 将这两条“染色体”组合放入“受精卵”圆盘中,记录其基因组成。
4. 重复上述步骤4次,填写下表:
模拟次数
精子基因组合
卵细胞基因组合
受精卵基因组合
第1次
第2次
第3次
第4次
【分析与讨论】
1. 根据你的模拟结果,每次产生的“生殖细胞”携带的基因是否相同?
答:________(填“相同”或“不同”)
1. “受精卵”的基因组成是否相同?
答:________(填“相同”或“不同”)
2. 为什么同一对父母可以生出基因组成不同的孩子?
答:亲代可以产生基因组成________的生殖细胞,不同的精子和卵细胞________结合,导致受精卵的基因组成具有多样性。
3. 我的结论:
_____________________________________________________________。
训练案
A组:基础巩固
1. 判断题(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)马的体细胞中有32对染色体,小马驹体细胞中的32对染色体,16对来自父方,16对来自母方。( )
(2)小马驹体细胞核中成对的基因,一半来自父方,另一半来自母方。( )
(3)小马驹体细胞核中有64个DNA分子。( )
答案解析:
(1)×。每一对染色体中的一条来自父方,另一条来自母方,而不是16对来自父方、16对来自母方。
(2)√。基因位于染色体上,染色体成对存在,一个来自父方,一个来自母方,因此基因也是一半来自父方,一半来自母方。
(3)√。马的体细胞有64条染色体,每条染色体含1个DNA分子,故共有64个DNA分子。
1. 下列关于染色体、DNA和基因关系的叙述,错误的是( )
A. 每个DNA分子上有很多个基因
B. 基因是有遗传效应的DNA片段
C. 每条染色体上有很多个DNA分子
D. 每条染色体上有很多个蛋白质分子
答案解析:C。每条染色体通常只含有一个DNA分子(复制期有两个),因此C项说法错误。
B组:拓展提升
1. 填空题
- 玉米的体细胞中有20条染色体,则玉米产生的精子和卵细胞中各有________条染色体。
- 水稻的体细胞中有24条染色体,则水稻产生的精子和卵细胞中各有________条染色体。
- 这些染色体是成对存在的吗?________(填“是”或“否”),因为生殖细胞中的染色体数目已经________。
答案解析:10;12;否;减半。
1. 简答题
为什么有性生殖的后代个体之间性状差异很大?这与染色体和基因在亲子代间的传递有关吗?
我的解释:
_____________________________________________________________。
_____________________________________________________________。
参考答案:
有性生殖过程中,亲代通过减数分裂产生基因组成不同的生殖细胞,受精时精卵结合具有随机性,导致受精卵的基因组成多种多样,因而性状差异大。这与染色体和基因的传递规律直接相关。
反思案
请你认真思考并完成以下内容,帮助自己梳理本节课的核心知识。
完善概念关系图
请将下列结构按从宏观到微观的顺序排列,并说明其在有性生殖中的传递路径:
细胞 → 细胞核 → ________ → ________ → ________
传递路径描述:
亲代体细胞(成对染色体/基因)→ 减数分裂 → 生殖细胞(单条染色体/单个基因)→ 受精作用 → 受精卵(恢复成对)→ 子代体细胞(成对染色体/基因)
我的学习小结
• 本节课我理解的关键规律是:
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• 通过模拟实验,我直观地理解了:
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• 我感到好奇或还想深入了解的是:
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