内容正文:
第20章 生物的遗传和变异
3 人的性别决定
初中生物苏教版(2024)八年级下册
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通过观察染色体核型图和学习相关知识,概括人体常染色体和性染色体的组成特点,进一步认识人的性别是由性染色体决定的生物学基础。
(生命观念)
通过模拟人的性别决定实验,概括生男生女的概率规律,进一步培养发现问题、制订方案、实施方案和分析证据的探究实践能力。
(科学思维、探究实践)
通过分析性染色体上基因的遗传特点、近亲结婚的危害以及不同生物的性别决定方式,概括遗传病与性别的关系,进一步培养基于证据和逻辑的科学思维,并树立优生优育的社会责任感。(态度责任、生命观念)
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学习目标
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(1)生物的性状由何决定?
(2)基因主要存在于细胞核中的什么结构上?
(1)生物的性状主要由基因决定,同时受环境因素影响。
(2)基因主要存在于染色体上。
回顾与思考
细胞
染色体
细胞核
基因
DNA
基因通过配子(精子和卵细胞)从亲代传递给子代,从而决定了子代的性状。我们每个人都有性别之分,有男孩和女孩。这种性别,是不是也是一种性状呢?
是的,性别是生物的一种重要性状。
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性别,作为生物的一种基础性状,其决定机制为何?它是否也由特定的基因控制?
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观察此图,仅凭外貌特征,能否准确判断该婴儿的生物学性别?
新生儿照片
人类的性别究竟由何种内在因素决定?
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1.揭秘染色体——性别的“身份证”
人体体细胞内含有23对染色体。这23对染色体在形态、大小及功能上是否完全一致?它们是否都与性别决定相关?
男性的性染色体XY
女性的性染色体XX
男性和女性的染色体组成存在差别吗?如果有,差别在哪里?
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1.揭秘染色体——性别的“身份证”
男性的性染色体XY
女性的性染色体XX
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男性与女性体细胞中染色体的总数目是否存在差异?
男性与女性染色体在形态和组成上的共性与差异是什么?
如何定义“常染色体”与“性染色体”?
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1.揭秘染色体——性别的“身份证”
(1)男性与女性体细胞均含有23对(46条)染色体,数目相同。
(2)共性: 均含有22对常染色体,形态、大小男女一致。
差异: 第23对性染色体不同。女性为XX,形态、大小相同;男性为XY,X染色体较长,Y染色体较短。
(1)男性与女性体细胞中染色体的总数目是否存在差异?
(2)男性与女性染色体在形态和组成上的共性与差异是什么?
男性的性染色体XY
女性的性染色体XX
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1.揭秘染色体——性别的“身份证”
染色体
类型 核心定义 体细胞中
数量(人) 形态及组成特点 男女组成差异
常染色体 与性别决定无关的染色体 22对,
共44条 形态和组成相对固定 男女之间形态、
组成完全相同
性染色体 与性别决定有关的染色体 1对,
共2条 X染色体相对较长,
Y染色体相对较短;
女性为两条相同的X染色体,男性为一条X染色体和一条Y染色体 女性:XX(2条形态、大小相同的X染色体);
男性:XY(1条X染色体+1条Y染色体)
结论:人体染色体可分为常染色体与性染色体。性别差异的根本来源在于性染色体的不同组合(XXvsXY)。
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2.基因与性状——性染色体上的秘密
染色体是基因的载体。位于常染色体和性染色体上的基因,其控制的性状遗传方式是否存在差异?为何某些遗传病在不同性别中发病率存在显著不同?
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2.基因与性状——性染色体上的秘密
由常染色体上的一对隐性致病基因(aa)决定。如果父母肤色正常(Aa),他们所生的基因组成为aa的孩子为白化病患儿。
患者不能正常区分红色和绿色,决定这一性状的基因存在于X染色体上。正常人能看出图中的数字“69”,而红绿色盲患者会看不出具体数字。
案例2:红绿色盲
遗传与性别无关联。
遗传与性别有关联。
案例1:白化病
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2.基因与性状——性染色体上的秘密
常染色体遗传:基因位于常染色体上,其遗传规律与性别无关,男女患病概率理论上相等。
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2.基因与性状——性染色体上的秘密
性连锁遗传:基因位于性染色体上,其遗传规律与性别相关联。若是由X染色体隐性基因控制的遗传病男性患病率远高于女性,这是由于男性只有一条X染色体,只要这条X染色体上携带致病基因就会患病;而女性有两条X染色体,只有两条X染色体都携带致病基因时才会患病。
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2.基因与性状——性染色体上的秘密
近亲是指直系血亲和三代以内的旁系血亲。直系血亲包括父母与子女、祖父母与孙子女、外祖父母与外孙子女。三代以内的旁系血亲包括间胞叔(伯、姑)与侄(女)、舅(姨)与外甥(女)、表兄弟(妹)、堂兄弟(妹)。
近亲结婚可能给患者、家庭和社会带来沉重的经济和精神负担。因此《中华人民共和国民法典》明确规定,禁止近亲结婚。
危害:近亲携带相同致病基因的可能性很大,近亲结婚所生子女发生遗传性疾病的风险很高。
非近亲结婚所生子女的色盲患病率约为1/73000,而近亲结婚所生子女的色盲患病率约为1/4100。
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2.基因与性状——性染色体上的秘密
从遗传学角度,阐述近亲结婚增加后代遗传病风险的根本原因。
遗传病风险的增加,本质上是由于近亲双方共享来自共同祖先的遗传物质,导致有害的隐性等位基因相遇并纯合的概率提升。
AA
Aa
Aa
aa
Aa
Aa
A
A
a
a
两个携带相同隐性致病基因(Aa)的个体婚配,其后代基因型概率的遗传图解。
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2.基因与性状——性染色体上的秘密
基因位于不同类型的染色体上,决定了其遗传方式的差异。认识性连锁遗传与近亲结婚的危害,是践行优生优育国策的科学基础。
小结
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3.模拟探究——性别决定的奥秘
根据第七次全国人口普查数据,我国人口性别比基本平衡。这一宏观现象背后,蕴含着何种生物学规律?生男生女的概率是否为随机事件?
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3.模拟探究——性别决定的奥秘
目标:理解人的性别决定原理。
器材:红色、蓝色纸片,信封,笔。
角色:
“女”信封:内装20张写有“X”的红色圆形纸片(代表卵细胞)。
“男”信封:内装10张“X”和10张“Y”的蓝色椭圆形纸片(代表精子)。
模拟活动方案
1.从“女”信封和“男”信封中各随机抽取一张纸片。
2.组合纸片,记录结果(XX代表生女,XY代表生男)。
3.关键步骤: 将抽出的纸片放回原信封并混匀。
4.重复操作10次,统计小组数据。
5.汇总全班数据。
模拟活动步骤
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3.模拟探究——性别决定的奥秘
性别情况 第1组 第2组 …… 第n组 总计 占总数的比例
XY(生男)
XX(生女)
模拟生男生女的数据统计表
分析全班汇总数据,生男(XY)和生女(XX)的比例呈现何种关系?
依据模拟活动的结果,阐述人的性别决定的基本原理。
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3.模拟探究——性别决定的奥秘
卵细胞
精子
受精卵
子代
比例
1 : 1
人的性别由受精时精子的类型决定。由于男性产生两种数量相等的精子,且与卵细胞结合的机会均等,因此生男生女的概率在理论上是相等的,各为50%。
小结
人的性别决定的原理
女孩 男孩
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拓展延伸
大自然的性别决定多样性
生物界的性别决定方式是否都与人类相同?是否存在其他决定机制?
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拓展延伸
大自然的性别决定多样性
扬子鳄
性别决定因素:孵化温度。
<30°C→孵出雌性
>34°C→孵出雄性
30°C~34°C→雌雄均有可能。
比较人类与扬子鳄性别决定方式的根本差异。
遗传型性别决定:由性染色体等遗传物质决定,如人类。
环境型性别决定:由温度、光照等环境因素决定,如扬子鳄。这是生物适应特定环境的进化策略。
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拓展延伸
其他特殊性别决定方式:
某些鱼类(如小丑鱼):具有性逆转能力,群体中最大的个体是雌性,其他是雄性。当雌性死亡后,最大的雄性会转变为雌性。
某些昆虫(如蜜蜂):蜂王产下的未受精卵发育成雄蜂(单倍体),受精卵发育成雌蜂(二倍体,根据喂养情况发育成蜂王或工蜂)。
某些爬行动物(如一些蜥蜴):也有温度依赖型性别决定。
意义:
适应环境变化:环境型性别决定可以帮助生物在环境变化时调整后代性别比例,以更好地适应生存。例如,在气候变暖时,如果温度升高导致某种性别比例失衡,可能会影响种群的繁衍。
种群平衡:有些生物通过环境因素或社会结构来维持种群内部的性别平衡,确保繁殖成功率。
进化优势:不同的性别决定机制是生物在长期进化过程中形成的,有助于它们在特定生态位中获得生存优势。
请同学们课后查阅资料,了解除了扬子鳄和海龟,还有哪些动物的性别决定方式比较特殊?并思考这些特殊的性别决定方式对它们的生存和繁衍有什么意义?
大自然的性别决定多样性
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课堂小结
染色体组成
基因与性状
人的性别决定
性别决定原理
性别决定多样性
常染色体:22对(44条),与性别无关,男女相同
性染色体:1对(2条),与性别有关,男女不同
女性性染色体组成:XX ;男性性染色体组成:XY
特点:X染色体较长,Y染色体较短
常染色体基因:控制与性别无关的性状
性染色体基因:控制与性别有关的性状
近亲结婚:增加遗传病风险,法律禁止
男性配子:产生X精子和Y精子(比例约1:1)
女性配子:只产生X卵细胞
受精结合:
X精子+X卵细胞→XX受精卵→发育为女性
Y精子+X卵细胞→XY受精卵→发育为男性
后代性别比例:约1:1(由精子类型决定)
遗传型:由性染色体决定
环境型:由环境因素决定
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1.(选择题)右图为一位同学体细胞中染色体组成的示意图。有人认为这位同学是女生,原因是其体细胞染色体组成为( )
A.22条常染色体和1条X染色体
B.22对常染色体和1条Y染色体
C.22条常染色体和1对X染色体
D.22对常染色体和1对X染色体
随堂练习
D
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2.(选择题)从一位健康女性体内选择3个细胞:1个卵细胞、1个骨骼肌细胞和1个口腔上皮细胞。那么,这3个细胞中共含有X染色体( )
A.3条
B.4条
C.5条
D.6条
随堂练习
C
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3.(判断题)判断下列说法是否正确,并说明理由。
(1)人体的所有细胞中都有X染色体。( )
(2)所有生物的性别决定方式都和人的一样。( )
(3)决定红绿色盲的基因存在于X染色体上。( )
随堂练习
×
×
√
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4.(应用题)兴趣小组的同学用国棋子模拟生殖细胞探究生男生女的概率问题。
探究步骤;甲袋中装人100粒白色围棋子,乙袋中装入白色、黑色围棋子各50粒,并混合均匀 每次分别从甲、乙两袋中随机摸出1粒围棋子进行组合,并在表格中记录围棋子的两种组合情况(一白一黑围棋子的组合用A表示,2粒白围棋子的组合用B表示)。全班5个小组,各小组均模拟20次,结果如下表所示:
随堂练习
围棋子组合 第1组 第2组 第3组 第4组 第5组
A(白黑) 10次 8次 11次 13次 9次
B(白白) 10次 12次 9次 7次 11次
(1)已知白色围棋子模拟的生殖细胞含有X染色体,则黑色围棋子模拟的生殖细胞含有 染色体。
(2)用来装围棋子的袋子应该是 (选填“透明”或“不透明”)的,并且每次模拟后需要将摸出的围棋子放回原来的袋中。
(3)各小组均模拟20次而不是一两次,这样做的目的是 ,
。
(4)该实验显示:A组合与B组合的比例大约为1:1。由此得出的结论是
。
Y
不透明
避免偶然性
减小实验误差,使实验结果更可靠
生男生女的机会是均等的(或生男生女的概率各为50%)
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1.下列关于人类染色体的叙述,正确的是( )
A.男性体细胞中只有性染色体,没有常染色体。
B.女性体细胞中的性染色体是XY。
C.常染色体与性别决定无关,性染色体与性别决定有关。
D.人类体细胞中共有23条染色体。
C
补充练习
随堂练习
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2.人的体细胞中有23对染色体,其中与性别决定无关的染色体是__________,与性别决定有关的染色体是____________。女性的性染色体组成是______,男性的性染色体组成是______。
随堂练习
XY
常染色体
性染色体
XX
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3.生男生女的概率是由母亲决定的。( )
随堂练习
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第五级
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4.一对夫妇,父亲是红绿色盲患者,母亲正常。如果他们生了一个女儿,这个女儿是否一定是红绿色盲患者?请说明理由。
随堂练习
不一定。红绿色盲基因位于X染色体上。父亲的X染色体带有致病基因,会传给女儿。但如果母亲的另一条X染色体是正常的,女儿就只是携带者,表现正常。只有当母亲也是携带者或患者时,女儿才可能患病。
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随堂练习
调查你班级同学家庭中兄弟姐妹的性别组合情况(例如:哥哥妹妹、姐姐弟弟、双胞胎等),统计生男和生女的比例,分析这个比例是否符合1:1。如果存在偏差,思考可能的原因。
撰写一篇短文《如果人类的性别决定也像扬子鳄一样受温度影响,我们的社会和生活会发生哪些变化?》,从社会、伦理、环境等角度进行想象和探讨。
选做
绘制一张人类性别决定过程的图解,清晰地表示出亲代、配子、受精卵和子代的性染色体组成。
解释为什么说“生男生女的责任在父亲”。
必做
课后作业
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谢谢
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