内容正文:
生物“导·学·练”课堂导学案
6.2.2《基因在亲子代间的传递》导学案
人教版(2024)初中生物学八年级下册 第六单元 生命的延续和发展 第二章 生物的遗传与变异 第二节
一、四维核心素养目标
生命观念:说出染色体、DNA、基因三者之间的关系——染色体主要由 DNA 和蛋白质构成,基因是有遗传效应的 DNA 片段,一条染色体上一般有一个 DNA 分子,一个 DNA 分子上有许多基因;阐明体细胞中染色体和基因成对存在,生殖细胞中成单存在,受精卵中又恢复成对;说明生殖细胞(精子和卵细胞)是基因在亲子代间传递的"桥梁",形成"遗传信息以染色体为载体稳定传递"的观念。
科学思维:能根据体细胞染色体对数,推算精子、卵细胞和受精卵中的染色体数目(如人的体细胞 23 对,则精子 23 条、卵细胞 23 条、受精卵 23 对);能解释为什么生殖细胞中染色体要减少一半,以及这种"减半—恢复"对维持物种染色体数目恒定的意义;能识图判断染色体、DNA、基因的包含关系并纠正错误表述。
探究实践:能通过模型(如用不同颜色的毛线、卡纸模拟染色体和基因)模拟生殖过程中染色体的变化;能按规范绘制并标注"基因、DNA、染色体、细胞核"的包含关系图;能结合具体数据完成亲子代染色体数目的推算练习。
态度责任:认同亲子代之间遗传物质的传递是有规律可循的,体会生命的精密与奇妙;认同"每个子女的遗传物质一半来自父亲、一半来自母亲",理解亲代与子代之间的物质联系;在小组建模活动中养成合作、规范、尊重数据的习惯。
二、学习重难点
重点:染色体、DNA 和基因的关系;染色体和基因在体细胞与生殖细胞中的存在形式;生殖细胞是基因在亲子代间传递的桥梁;亲子代染色体数目的推算。
难点:一是"成对"与"成单"的判断——体细胞和受精卵中染色体、基因成对存在,生殖细胞(精子、卵细胞)中成单存在,不能混淆;二是推算染色体数目时要注意单位,"对"与"条"要区分清楚(如马体细胞 32 对,则精子 32"条"而不是 32"对",受精卵 32"对"而不是 32"条");三是理解减数分裂时"每对染色体中的一条进入一个生殖细胞",不是"任意的一半",从而保证生殖细胞中含有一整套完整的遗传信息。
三、课前预习案
(一)温故知新·填空题
1. 细胞核中容易被碱性染料染成深色的物质叫作 ,它主要由 和 两种物质组成。
2. 是主要的遗传物质,呈双螺旋结构;基因是 上有 效应的片段。
3. 一般情况下,一条染色体上有 个 DNA 分子,一个 DNA 分子上有 个基因。
4. 在生物的体细胞中,染色体是 存在的,基因也是 存在的。
5. 在形成精子或卵细胞的过程中,染色体数目要减少 ,而且不是任意的一半,是每对染色体中的 分别进入不同的生殖细胞。
6. 在生殖细胞中,染色体是 存在的,基因也是 存在的。
7. 精子和卵细胞结合形成 ,其中的染色体又恢复为 存在,其中一半来自 ,一半来自 。
8. 基因在亲子代间传递的"桥梁"是 。
(二)预习自测·选择题
1. 下列关于染色体、DNA、基因关系的叙述,正确的是( )
A. 染色体就是 DNA B. 基因是 DNA 上有遗传效应的片段
C. 一条染色体上有许多个 DNA 分子 D. 一个 DNA 分子上只有一个基因
2. 人的体细胞中有 23 对染色体,则人的精子中染色体数目是( )
A. 23 对 B. 23 条
C. 46 条 D. 46 对
3. 马的体细胞染色体数是 32 对,其产生的精子、卵细胞、受精卵的染色体数分别是( )
A. 32 对、32 对、32 对 B. 32 条、32 条、32 条
C. 32 条、32 条、32 对 D. 32 对、32 对、32 条
4. 关于生殖细胞中染色体的叙述,正确的是( )
A. 染色体成对存在 B. 染色体数目是体细胞的一半
C. 染色体数目与体细胞相同 D. 不含染色体
5. 基因在亲子代间传递的"桥梁"是( )
A. 体细胞 B. 受精卵
C. 精子和卵细胞 D. 细胞核
四、课中探究案
探究活动一:染色体、DNA 与基因的关系
1. 请写出染色体、DNA、基因三者的包含关系,并按从大到小的顺序排列。
2. 染色体由哪两种物质组成?其中哪种是遗传物质?
3. 什么是基因?请说出"有遗传效应"的含义。
4. 请判断下列叙述是否正确,错误的请改正:
(1)染色体就是 DNA( )
(2)一条染色体上一般只有一个 DNA 分子( )
(3)一个 DNA 分子上只有一个基因( )
(4)基因是有遗传效应的 DNA 片段( )
5. 请按"细胞核—染色体—DNA—基因"的层次,写出四者的包含关系。
探究活动二:染色体在体细胞与生殖细胞中的变化
6. 请填写下表:比较体细胞、生殖细胞、受精卵中染色体的存在形式和数目(以人体细胞为例)。
7. 在形成生殖细胞时,染色体数目为什么要减半?如果减半会造成什么后果?
8. 为什么说生殖细胞中染色体的减半"不是任意的一半"?请说明其生物学意义。
9. 若某生物体细胞中有 12 对染色体,请推算其精子、卵细胞和受精卵中的染色体数目。
10. 已知果蝇体细胞有 4 对染色体,请推算其精子中染色体数目,并说明这些染色体的来源。
探究活动三:基因的传递与亲子代的联系
11. 为什么说精子和卵细胞是基因在亲子代间传递的"桥梁"?请说明传递的完整过程。
12. 子代体细胞中的染色体,一半来自父方、一半来自母方。请说明这一结论的依据。
13. 请分析:子代体细胞中成对的染色体,其来源有什么特点?
14. 有同学说"子女的遗传物质全部来自母亲,因为胎儿在母体内发育"。请指出其错误。
15. 受精卵发育成新个体的过程中,细胞数目大量增加,这些细胞的染色体数目是否相同?请说明原因。
探究活动四:模型建构与数据分析
16. 请设计一个模拟"生殖过程中染色体变化"的模型,说明用什么材料代表什么,以及如何操作。
17. 在模型中,如何用操作体现"每对染色体中的一条进入一个生殖细胞"?
18. 若用两对染色体(用 Aa、Bb 表示)模拟,父方能产生几种类型的精子?请写出其基因组成。
19. 人的体细胞有 23 对染色体,请计算人的受精卵中染色体的总条数,并说明其来源。
20. 请总结:染色体在"体细胞—生殖细胞—受精卵"这一循环中的数量变化规律及其意义。
探究活动五:中考真题链接(2024—2026 年)
说明:以下各题均选自近三年各地中考真题,题号后标注了年份和省市。原卷中带图的试题已改写为文字表述,并标注"改编"。
21.(2024·江苏宿迁改编)如图表示细胞核、染色体、DNA 之间的关系,其中②表示 DNA。下列叙述错误的是( )
A. 一个 DNA 分子上有许多个基因
B. DNA 是决定生物性状的基本单位
C. 体细胞中染色体是成对存在的,1 条染色体中一般只含有 1 个 DNA 分子
D. 细胞核是生命活动的控制中心
22.(2024·四川乐山)马的体细胞染色体数是 32 对,其产生的精子、卵细胞、受精卵的染色体数分别是( )
A. 32 对、32 对、32 对 B. 32 条、32 条、32 条
C. 32 条、32 条、32 对 D. 32 对、32 对、32 条
23.(2024·山东聊城改编)如图表示人的生殖过程中染色体的变化。下列说法错误的是( )
A. 子代体细胞的染色体一半来自父方
B. 子代细胞的染色体都是成对存在的
C. 子代体细胞核中的遗传物质一半来自父方
D. 男孩体细胞的性染色体一条来自父方
24.(2024·云南)基因是有遗传效应的 DNA 片段。下列关于基因的叙述错误的是( )
A. 生殖细胞是基因在亲子代间传递的"桥梁"
B. 基因在细胞中成对存在
C. 每条染色体上有多个基因
D. 基因控制生物的遗传特征(性状)
25.(2025·云南改编)马铃薯正常体细胞的细胞核中有 12 对染色体。下列相关叙述正确的是( )
A. 其中有 6 对染色体来源于父本
B. 叶肉细胞核内有 24 个 DNA 分子
C. 体细胞的细胞核内有 12 对基因
D. 不同花瓣细胞的染色体数目不同
26.(2025·吉林改编)若图中 a 包含 b 和 c,且 b 与 c 是并列关系。下列选项符合该关系的是( )
A. 染色体、DNA、蛋白质 B. 消化道、口腔、肝脏
C. 毛细血管、静脉、血管 D. 细胞膜、细胞、细胞核
27.(2025·江苏宿迁改编)下列能表示正常男性精子染色体组成的是( )
A. X、Y B. 11 对 + X、11 对 + Y
C. 22 条 + X 或 22 条 + Y D. 22 对 + Y
28.(2024·山东日照改编)如图为人的染色体结构示意图。下列叙述错误的是( )
A. 染色体位于细胞核中 B. 染色体可以被碱性染料染成深色
C. DNA 上有许多控制性状的基因 D. 蛋白质能够储存遗传信息
29.(2025·贵州改编)下列能正确表示染色体、DNA 和基因之间包含关系的是( )
A. 染色体包含 DNA,DNA 包含基因
B. DNA 包含染色体,染色体包含基因
C. 基因包含 DNA,DNA 包含染色体
D. 三者互不包含
30.(2026·云南改编)科学家培育出能产生人胰岛素的大肠杆菌,部分培育过程涉及转基因技术。下列关于遗传物质的叙述,错误的是( )
A. 染色体由 DNA 和蛋白质组成
B. 染色体在生殖细胞中成对存在
C. 基因是 DNA 上有遗传效应的片段
D. 该过程应用了转基因技术
探究活动六:回归情境·迁移应用
31. 已知水稻的体细胞中有 12 对染色体;人的体细胞中有 23 对染色体;果蝇的体细胞中有 4 对染色体。请结合本节知识回答:
(1)请分别写出水稻、人、果蝇的精子、卵细胞和受精卵中的染色体数目。
(2)水稻受精卵中的 24 条染色体,其来源有什么规律?请说明。
(3)为什么子女与父母在性状上既有相似又有差异?请从遗传物质传递的角度简要说明。
(4)若某生物精子中有 8 条染色体,请推算其体细胞和受精卵中的染色体数目,并说明理由。
五、板书设计
6.2.2 基因在亲子代间的传递
一、三者关系
细胞核 ⊃ 染色体 ⊃ DNA ⊃ 基因
染色体=DNA + 蛋白质
基因=有遗传效应的 DNA 片段
二、存在形式
体细胞:染色体成对、基因成对
生殖细胞:染色体成单、基因成单
受精卵:恢复成对(一半父方、一半母方)
三、传递过程
父方:体细胞(2n)→精子(n)
母方:体细胞(2n)→卵细胞(n)
受精:精子 + 卵细胞→受精卵(2n)
桥梁:精子和卵细胞
四、意义
保持物种染色体数目恒定
子代获得双亲的遗传物质
六、参考答案
三、课前预习案
(一)温故知新·填空题
1. 染色体;DNA;蛋白质
2. DNA;DNA;遗传
3. 1;许多(多)
4. 成对;成对
5. 一半;一条
6. 成单;成单
7. 受精卵;成对;父方(父本);母方(母本)
8. 生殖细胞(精子和卵细胞)
(二)预习自测·选择题
1. B 2. B 3. C 4. B 5. C
〔提示〕第 2 题:人的体细胞 23 对即 46 条,形成精子时染色体减半,精子中有 23 条(不是 23 对)。第 3 题:马的体细胞 32 对,精子、卵细胞中均为 32 条,受精卵中恢复为 32 对,注意"对"与"条"的区别。
四、课中探究案
1. 包含关系:染色体包含 DNA,DNA 包含基因。从大到小排列:染色体 > DNA > 基因(若把细胞核计入,则细胞核 > 染色体 > DNA > 基因)。
2. 染色体由 DNA 和蛋白质两种物质组成。其中 DNA 是主要的遗传物质。
3. 基因是有遗传效应的 DNA 片段。"有遗传效应"是指这一段 DNA 能够控制生物的某种性状(如控制单眼皮或双眼皮、控制能否合成某种蛋白质),即能传递给后代并表现出特定的生物学功能,而不是任意一段没有功能的 DNA 序列。
4.(1)错误。染色体由 DNA 和蛋白质组成,不等于 DNA(2)正确(3)错误。一个 DNA 分子上有许多个基因(4)正确
5. 包含关系:细胞核中包含染色体,染色体中包含 DNA,DNA 中包含基因(即细胞核 > 染色体 > DNA > 基因)。
6. 参考:体细胞——染色体成对存在,人的体细胞中有 23 对(46 条)染色体;生殖细胞(精子或卵细胞)——染色体成单存在,有 23 条;受精卵——染色体恢复成对存在,有 23 对(46 条),其中一半来自父方、一半来自母方。
7. 减半的原因:如果生殖细胞中染色体不减半,受精后受精卵中的染色体数目就会比体细胞加倍,逐代累积会导致染色体数目不断翻倍,物种无法稳定遗传。减半后受精再恢复,才能保证前后代染色体数目恒定。如果不减半会造成:受精卵染色体数目加倍,后代染色体数目逐代倍增,遗传信息紊乱,物种无法稳定延续。
8. "不是任意的一半"是指:在形成生殖细胞时,成对的染色体彼此分离,每对染色体中的一条(而不是随机的一半数量)分别进入不同的生殖细胞。意义:这样保证每个生殖细胞都含有该物种全套的遗传信息(每对中的一条),既实现了数目减半,又不会丢失任何一个"座位"上的遗传信息,从而保证后代能获得完整的遗传指令。
9. 体细胞 12 对(24 条);精子中有 12 条染色体;卵细胞中有 12 条染色体;受精卵中有 12 对(24 条)染色体。
10. 果蝇体细胞有 4 对(8 条)染色体,形成精子时染色体减半,精子中有 4 条染色体。这 4 条染色体分别来自原来体细胞中 4 对染色体中的各一条,即每对染色体中有一条进入该精子,因此精子中含有一整套完整的遗传信息。
11. 传递过程:①父方的精原细胞(体细胞)在形成精子时,成对的染色体分开,染色体数目减半,基因也随之减半进入精子;②母方同理形成含一半染色体的卵细胞;③精子与卵细胞结合形成受精卵,受精卵中的染色体恢复成对,其中一半来自父方、一半来自母方,父母双方的基因也随之组合到子代中;④受精卵发育成子代新个体。可见,亲代的基因正是通过精子和卵细胞传给子代的,因此精子和卵细胞是基因在亲子代间传递的"桥梁"。
12. 依据:受精卵是由精子(含父方一半染色体)和卵细胞(含母方一半染色体)结合形成的,受精卵中的每一对染色体都是一条来自父方的精子、一条来自母方的卵细胞。受精卵发育成的子代个体,其体细胞都由受精卵经细胞分裂产生,因此子代体细胞中的染色体必然一半来自父方、一半来自母方。
13. 特点:子代体细胞中成对的染色体(同源染色体),一条来自父方、一条来自母方,二者形态、大小一般相同,所携带的基因控制着同一类性状。也就是说,子代在每个"座位"上都有两个基因,一个来自父方、一个来自母方。
14. 错误:胎儿虽然在母体内发育,通过胎盘从母体获得营养物质和氧气,但其遗传物质并非全部来自母亲。胎儿是由受精卵发育而来的,受精卵中的染色体一半来自父方的精子、一半来自母方的卵细胞,因此子女的遗传物质一半来自父亲、一半来自母亲。母体只为胚胎发育提供营养和场所,不改变其遗传物质。
15. 相同(除少数特殊细胞外)。原因:受精卵发育成新个体主要依靠细胞分裂(有丝分裂)。在细胞分裂过程中,染色体会先复制加倍,再平均分配到两个子细胞中,因此每个新细胞都获得与受精卵相同的染色体数目和遗传物质,保证了个体发育过程中遗传物质的稳定性。
16. 示例:用两种颜色的毛线(红色代表来自父方、蓝色代表来自母方)各剪成若干段,每段代表一条染色体;用卡纸剪成的圆片代表基因,贴在毛线上。操作:①先用成对的红、蓝毛线摆出体细胞中"成对"的染色体;②模拟形成生殖细胞时,把每对中的红色或蓝色各取一条(只有一条)分别放入两个"生殖细胞"框中;③模拟受精时,把父方的一个"生殖细胞"与母方的一个"生殖细胞"中的毛线合并,摆出"成对"的受精卵染色体。
17. 操作:在每对染色体(一红一蓝)中,只能选择其中一条放入同一个生殖细胞,另一条放入另一个生殖细胞,即把成对的两条分开。这样每个生殖细胞中得到的是每对中的一条,从而体现出"每对染色体中的一条进入一个生殖细胞",而不是任意取一半数量的染色体。
18. 父方(AaBb)能产生 4 种类型的精子,其基因组成分别为:AB、Ab、aB、ab。因为两对染色体在形成生殖细胞时彼此分离,非同源染色体之间可以自由组合。
19. 人的体细胞有 23 对即 46 条染色体;受精卵中染色体恢复成对,为 23 对,共 46 条。来源:其中 23 条来自父方的精子,23 条来自母方的卵细胞,即每一对染色体都是一条来自父方、一条来自母方。
20. 规律:体细胞(2n)→生殖细胞(n,减半,每对中的一条)→受精卵(2n,恢复成对,一半来自父方一半来自母方)→新个体体细胞(2n)。意义:通过"减半—恢复"的循环,保证了同种生物前后代染色体数目的恒定,维持了物种的遗传稳定性;同时子代获得来自双亲的遗传物质,基因重新组合,为变异提供了来源,有利于生物的进化与适应。
21. B 22. C 23. B 24. B 25. B 26. A 27. C 28. D 29. A 30. B
〔真题解析与审题提示〕
第 21 题:选 B。决定生物性状的基本单位是基因,不是 DNA 分子;DNA 是遗传物质,其上有许多基因。
第 23 题:选 B。子代的体细胞中染色体成对存在,但生殖细胞中染色体成单存在,因此"子代细胞的染色体都是成对存在的"说法错误——这里要注意"体细胞"与"生殖细胞"的区分。
第 24 题:选 B。基因在体细胞中成对存在,在生殖细胞中成单存在,笼统地说"基因在细胞中成对存在"不准确,故 B 错误。
第 25 题:选 B。马铃薯体细胞 12 对即 24 条染色体,叶肉细胞是体细胞,每条染色体上一般有 1 个 DNA 分子,因此有 24 个 DNA 分子。A 项应为 12 条来自父本(不是 6 对);C 项应为许多对基因;D 项同种生物不同体细胞的染色体数目相同。
第 27 题:选 C。正常男性精子中染色体为 22 条常染色体 + X 或 22 条常染色体 + Y,成单存在,不能写成"对"。
第 30 题:选 B。生殖细胞中染色体成单存在,不成对,B 项说法错误。
31.(1)水稻:精子 12 条、卵细胞 12 条、受精卵 12 对(24 条)。人:精子 23 条、卵细胞 23 条、受精卵 23 对(46 条)。果蝇:精子 4 条、卵细胞 4 条、受精卵 4 对(8 条)。
(2)规律:水稻受精卵中的 24 条染色体两两配对,共 12 对;每一对染色体中,一条来自父方(来自精子),一条来自母方(来自卵细胞)。也就是说,受精卵中一半(12 条)来自父方、一半(12 条)来自母方。
(3)相似的原因:子女由受精卵发育而来,受精卵中的遗传物质一半来自父亲、一半来自母亲,子代获得了父母双方的基因,因而表现出与父母相似的性状(遗传)。差异的原因:在有性生殖过程中,形成生殖细胞时成对的基因彼此分离,不同对的基因自由组合;受精时精子与卵细胞的结合又是随机的,因此子代获得的基因组合与父母任何一方都不完全相同,子代个体之间也存在差异(变异)。
(4)精子中有 8 条染色体,说明生殖细胞中染色体数目为 8 条(n=8)。则体细胞中染色体数目为 16 条(8 对),受精卵中染色体数目为 16 条(8 对)。理由:生殖细胞中染色体数目是体细胞的一半,受精卵中染色体恢复为与体细胞相同的数目,且一半来自父方、一半来自母方(8+8=16)。
〔本节高频陷阱提示〕
① 基因是 DNA 上有遗传效应的片段,决定性状的基本单位是基因,不是 DNA。
② 体细胞、受精卵中染色体成对;生殖细胞中成单——这是最常考的区分点。
③ 推算数目要看清"对"和"条":体细胞 32 对 → 精子 32 条 → 受精卵 32 对。
④ 生殖细胞减半是"每对中的一条",不是"任意的一半",保证遗传信息完整。
⑤ 一条染色体上一般只有 1 个 DNA 分子,一个 DNA 分子上有许多个基因。
⑥ 子女的遗传物质一半来自父亲、一半来自母亲,不是全部来自母亲。
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