内容正文:
即将上课,请做好学习准备!
【想一想·议一议】精子和卵细胞的结合给后代带去了什么?
【解析】精子和卵细胞的结合,即受精作用。受精作用形成受精卵,是新生命的开始,它为后代带来了父母双方的遗传物质(基因),共同决定了后代的遗传特征(性状),为后代的生命活动提供遗传基础。
右图是大量精子游向卵细胞的示意图。正常情况下;一个卵细胞只能与一个精子结合。精子和卵细胞的结合给后代带去了什么?
第二节 基因在亲子代间的传递
第六单元 生命的延续和发展 第二章 生物的遗传与变异
2024年版义务教育教科书生物学八年级下册
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基因、DNA和染色体
1
概念梳理·总结转化
3
基因的传递
2
拓展应用·能力提升
4
第二节 基因在亲子代间的传递
生命观念
正确认识生命的物质和结构基础以及遗传和变异的过程和规律,形成正确的生命观念。
科学思维
通过观察分析图片资料,引导学生理解性状的遗传是基因在亲子代间传递的结果。教给学生把基因传递的复杂问题转化成研究染色体传递的简单问题,把抽象的问题具体化。
探究实践
描述染色体、DNA和基因之间的关系;描述生殖过程中染色体的变化;说出基因经生殖细胞在亲子代间的传递。
态度责任
通过了解基因在亲子代之间的传递,再次激发学生对生命的思考,对生命的珍惜。
核心素养
目 标
第一部分
基因、DNA和染色体
1.1 理解·识记:DNA是主要的遗传物质
基因控制生物体的性状,性状的遗传实质上是亲代通过生殖过程把基因传递给子代。在有性生殖过程中,精子和卵细胞就是基因在亲子代间传递的“桥梁”。
你是否想过,在培育转基因番茄的过程中,转入的基因是从哪里来的?其实,转入的基因是从DNA(脱氧核糖核酸)分子上“剪切”下来的。迄今为止,人们发现除部分病毒外,其他生物都是以DNA为遗传物质的,因此,DNA是主要的遗传物质。
1.2 理解·记忆:基因是有遗传效应的DNA片段
在细胞中,基因位于遗传物质——DNA分子上。DNA分子主要存在于细胞核中,是长长的链状结构,它上面分布着许多有遗传功能的片段,不同的片段含有不同的遗传信息,控制着生物的性状。例如,有的片段决定你是什么血型、有的片段决定你的眼睑是单眼皮的还是双眼皮的,有的片段决定虹膜是黑色的还是褐色的,等等。这些片段就是基因。所以说,基因(gene)是有遗传效应的DNA片段。
1.2 观察·思考:染色体、DNA和基因的关系
细胞核中的DNA也不是独立存在的,而是与一些蛋白质结合在一起,形成染色体。一条染色体含有一个DNA分子和许多球状的蛋白质分子。关于染色体、DNA和基因之间的关系,我们可以通过下面的观察和思考活动进一步了解。
1.2 观察·思考:染色体、DNA和基因的关系
【小组讨论】①请你依据上面的示意图,概括染色体、DNA和基因三者之间的关系。②数一数人的体细胞内有多少条染色体、为什么这些染色体是成双成对的?③每条染色体上都有染成不同颜色的区域,每个区域都是一个基因吗?说说你作出判断的理由。
【解析】①基因是DNA分子上的片段(一部分),一个DNA分子和许多蛋白质分子形成一条染色体。②人体体细胞内有46条染色体;研究者将人体体细胞中的染色体按照形态、大小等特征的相似性整理排列成对,每对染色体一条来自父方,一条来自母方。③不是。人体体细胞内有数以万计的基因,图中所有染成不同颜色的区域数量远远小于基因的数量。
1.3 归纳·识记:染色体、DNA和基因的关系
●染色体:是指细胞核内容易被碱性染料染成深色的物质,主要是由DNA分子和蛋白质分子构成。染色体是遗传物质(DNA)的载体。
●DNA(脱氧核糖核酸):由无数的含有遗传信息的碱基对以及基因片段组成,具有双螺旋结构,DNA是主要的遗传物质,是遗传的最基本的功能单位。
●基因:是有遗传效应的DNA片段。DNA分子螺旋形链状结构上有很多控制性状的基因。
分析表格,说明染色体、DNA、基因的规律以及它们之间的关系
人类 黑腹果蝇 秀丽隐杆线虫 亚洲稻 玉米
染色体数量 23对 4对 6对 12对 10对
DNA数量 46个 8个 12个 24个 20个
基因数量 2.7万个 1.34万个 1.35万个 4.5-5.5万个 3.2万个
一般情况下,在生物的体细胞(除生殖细胞外的细胞)中,染色体是成对存在的,基因也是成对存在的,分别位于成对的染色体上。
1.3 归纳·识记:染色体、DNA和基因的关系
数量关系:1条染色体→n个蛋白质分子、1个DNA分子→1个DNA分子上有n个基因
蛋白质
DNA
染色体
基因1
基因2
基因3
基因n
细胞
细胞核
染色体
DNA
基因
第二部分
基因的传递
2.1 分析·理解:生殖细胞形成过程中染色体的变化
如果精子和卵细胞也像体细胞那样,都具有成对的染色体,那么,当精子和卵细胞结合为受精卵时,染色体数目就会翻倍。发育成的子代新个体所有细胞的染色体数目都会成倍增加,DNA和基因也会成倍增加。
46条
46条
46条
46条
92条
2.1 分析·理解:生殖细胞形成过程中染色体的变化
然而事实并非如此。以人为例,虽然代代相传,但是正常人的体细胞中都只有23对染色体,基因数目也不变。这是为什么呢?1883年,科学家在对体细胞里只有两对染色体的马蛔虫进行研究时发现,马蛔虫的精子和卵细胞都只有两条染色体(由每对中的一条组成),而受精卵则又恢复成两对染色体。那么,是不是所有进行有性生殖的生物都是这样呢?1890—1891年,科学家通过对多种生物的观察研究,证实了在形成生殖细胞的细胞分裂过程中,体细胞染色体数目都会减少一半。例如,在形成精子时,每对染色体中各有一条进入同一个精子,因此,精子的染色体数目是体细胞的一半。
A
A
a
a
A
a
A
a
2.2 实验·探究:模拟有性生殖过程中染色体和基因的传递
在有性生殖过程中,基因是如何随染色体由亲代传给子代的呢?为什么同一双亲生出的后代会有不同?现在让我们通过一个模拟活动来探讨。
【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,并从基因的角度解释同一双亲生出的后代会育不同。
【材料用具】纸、剪刀、彩笔。
【方法步骤】
①2~4人一组,合作探究。
②每组用纸和剪刀制作3个大圆盘(模拟双亲的体细胞
和受精卵)以及2个小圆盘(模拟精子和卵细胞),再准备
两对纸条并用彩笔涂上两种颜色(模拟双亲体细胞中的染色体)。
③在每个纸条(染色体)上标注3个基因,如abd或Abd等
(右图)。
④每次随机从父方、母方的“染色体”中各拿出1条,模拟
有性生殖过程中染色体和基因的传递,记录结果后放回原处。
每组共做4次。
2.2 实验·探究:模拟有性生殖过程中染色体和基因的传递
【实验结果】将标注及模拟的基因组成记录在下面。
亲代 父方体细胞 。 母方体细胞 。
项目 第1次模拟 第2次模拟 第3次模拟 第4次模拟
精子
卵细胞
受精卵
Aabbdd
AABbDd
Abd
ABd
AABbdd
abd
ABd
AaBbdd
Abd
AbD
AAbbDd
abd
AbD
AabbDd
2.2 实验·探究:模拟有性生殖过程中染色体和基因的传递
【小组讨论】①根据模拟结果,你们小组发现了什么?②各小组进行交流,大家的发现一致吗?③为什么同一双亲生出的后代会有不同?
【解析】①从基因组成看,父方可以产生基因组成不同的精子,母方也可以产生基因组成不同的卵细胞,因此可以形成基因不同的受精卵。②每个小组实际实验的结果(受精卵的基因组成)不尽相同,但是都可以得出问题①的结论。③同一双亲产生的生殖细胞会有多个,这样会产生不同基因组成的受精卵,这些受精卵发育成的后代也会不同。
【总结】由此,我们认识到,在有性生殖过程中,亲代可以产生基因组成不同的生殖细胞。经过受精作用形成的受精卵,以及由这些受精卵发育成的新个体也会多种多样。这是有性生殖的后代发生变异的重要原因。
第三部分
概念梳理·总结转化
《第二节 基因在亲子代间的传递》思维导图
1条染色体
许多蛋白质
1个DNA
许多基因
性状
有遗传效应的DNA片段
主要的遗传物质,双螺旋长链结构
决定
基因的传递
父(2n)
母(2n)
精子(n)
卵细胞(n)
受精卵(2n)
减数
分裂
减数
分裂
第四部分
拓展应用·能力提升
1.马的体细胞中有32对染色体。判断下列说法是否正确。
( )(1)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。
【教材P30页“练习与应用”】一、概念检测
×
√
√
2.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
C
1.玉米和水稻的体细胞中分别有20条和24条染色体,它们产生的精子和卵细胞中分别有多少条染色体?这些染色体是成对存在的吗?
【教材P30页“练习与应用”】二、拓展应用
【解析】有性生殖过程中,亲代可以产生基因组成不同的生殖细胞(减数分裂);受精后形成基因组成不同的受精卵(基因重组和受精时的随机结合),有这些受精卵发育成的后代个体之间差异很大,这与染色体和基因在亲子代间的传递直接相关。
2.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?
【解析】有性生殖的生物,在形成生殖细胞的细胞分裂过程中,染色体数目都会减少一半。玉米体细胞中有20条染色体,玉米产生的精子和卵细胞中各有10条染色体;水稻体细胞中有24条染色体,水稻产生的精子和卵细胞中各有12条染色体。正常的生殖细胞(精子或卵细胞)的染色体不成对存在(成单存在)。
课程结束,请及时整理笔记完成课后练习!
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