性别决定和伴性遗传
第三节 性别决定和伴性遗传
一、素质教育目标
(一)知识教学点
1.了解性染色体类型,理解XY型性别决定。
2.理解伴性遗传的概念。
3.掌握色盲致病基因的遗传方式,色盲遗传的特点。
4.了解近亲结婚的危害。
(二)能力训练点
1.通过对人类男女染色体组型示意图的对比、观察,XY型性别决定图解的分析,以及色盲遗传图解的分析,培养学生的识图能力、综合分析能力,同时获得研究生物学问题的方法。
2.通过遗传习题的训练,使学生掌握伴性遗传的特点,应用规律解决实际问题,熟悉解答遗传问题的技能、技巧。
(三)德育渗透点
1.通过性别决定和伴性遗传的原理的学习,破除封建迷信思想,树立科学的世界观。
2.通过了解X染色体上的致病基因与人类遗传病的关系,使学生认识到我国婚姻法规定禁止近亲结婚的意义,理解该项法规的科学基础。
(四)学科方法训练点
1.结合本课内容,引导学生联系实际,发现问题。
2.对学生进行识图能力和遗传图解的训练。
二、教学重点、难点、疑点及解决办法
1.教学重点及解决办法
色盲遗传。
[解决办法]
以人的色盲为例了解伴性遗传。在教学中可把色盲遗传的四种主要婚配的遗传图解归纳成一个总图解,这样就把知识化繁为简,便于学生掌握色盲基因的传递方式,归纳色盲遗传的特点,理解伴性遗传的概念。
2.教学难点及解决办法
X染色体上隐性基因的遗传特点。
[解决办法]
(1)引导学生动手、动脑,分析色盲遗传图解,根据各种婚配子女基因型和表现型及其比例,揭示伴X隐性遗传的一般规律。
(2)通过讲解例题和练习,应用伴性遗传原理解决特定情境中的新问题。
3.教学疑点及解决办法
伴X显性遗传。
[解决办法]通过比较和练习有关习题,对以上遗传知识作一般的了解。
三、课时安排
2课时。
四、教学方法
讲授、谈话和复习(注意启发式教学)。
五、教具准备
人类男女染色体组型示意图,X和Y染色体的对应关系图。
XY型性别决定图解,色盲检查图,关于色觉的四种婚配情况的汇总图解。板书内容投影片。多媒体教学设备。
六、学生活动设计
1.授课前可组织课外活动小组的学生进行色盲普查,并对色盲患者作家谱调查。
2.让学生在图中找出男女染色体组成的区别,认识性染色体的作用。
3.分析XY型性别决定方式,提出问题,让学生运用刚学过的知识去解决实际问题。
4.引导学生动手写出色盲遗传的几种婚配的遗传图解,分析总结色盲遗传的特点。
5.通过课堂提问,启发学生思考、讨论和归纳小结。
七、教学步骤
第一课时
(一)明确目标
通过银幕显示,让学生明确本节课应达到的学习目标。知识目标是:
1.以XY型为例,理解性别决定的知识。
2.以人的色盲为例,理解伴性遗传的知识。能力目标和德育目标应在教学中体现。
(二)重点、难点的学习与目标完成过程
引 言:
提 问:生物界普遍具有的生殖方式是什么?进行有性生殖的生物新个体发育的起点是什么?
设 问:同样是受精的卵细胞,为什么将来有的发育成雌性个体?有的发育成雄性个体?为什么生物有一些性状在遗传时会对雌雄后代的影响不同?比如,人类中的色盲病,往往男性患者多于女性患者,这就是我们今天要学习的生物遗传的第三个问题:性别决定与伴性遗传
(一)性别决定
讲 述:性别决定一般是指雌雄异体的生物决定性别的方式。各种生物一般都有一定数目的成对的染色体。雌雄性别实际上是生物的一对差别明显的性状,受染色体的控制。
在银幕上显示“人类男女染色体组型示意图”的课件。
提 问:人的细胞中有多少对染色体?
在学生回答后补充一句:有23对同源染色体。
(图中男女不同的一对染色体在不停闪烁,引起学生的注意。)
提 问:男女个体染色体组成中有什么区别?
在学生回答后进行讲述:第23对染色体在男女间存在着差异,女性是XX,同型的,男性是XY,异型的,Y染色体很短小。由于这对不同的染色体与性别决定有明显而直接的关系,所以把它叫做性染色体,而其它染色体与性别决定无关,叫做常染色体。因此,人的体细胞中染色体组成应是22对常染色体和一对性染色体。
这时可让学生动笔在书中图63、图64下写出人的男女体细胞中染色体种类和数目的组成情况。(男性:22对常染色体+XY;女性:22对常染色体+XX)
讲 述:人的性别由性染色体决定,而这种性染色体类型叫做XY型。XY型性别决定在生物界中较为普遍,除了人以外,还有果蝇、马、牛、羊等很多高等动物以及大麻、色麻等植物都属于XY型性别决定。
那么,性染色体是怎样来决定性别的呢?
用计算机动态模拟“XY型性别决定的示意图”课件。
同时教师应作一定的讲述:属于XY型性别决定的生物,雌性个体(♀)的性染色体是XX,只能产生一种雌配子,含X染色体;雄性个体(♂)的性染色体是XY,能产生两种数目相同的雄配子,一种含X染色体,一种含Y染色体。当含X染色体的雄配子和含X染色体的雌配子结合成的合子含XX,它就发育成雌性;当含Y染色体的雄配子和含X染色体的雌配子结合成的合子含XY,它就发育成雄性个体。
提出以下问题,让学生先相互讨论,再回答。
问1:一位不讲理的丈夫要他的妻子包生儿子,这事实上办得到吗?
问2:生男生女是由母亲决定的,这种说法对吗?为什么?
小结:受精的卵细胞将来发育成什么性别,取决于受精卵中性染色体的组成,由含X的精子与合X的卵细胞结合而成的受精卵将来发育成雌性个体(人类是女性);由含Y的精子与含X的卵细胞结合而成的受精卵将来发育成雄性个体(人类是男性)。后代的性别主要取决于雄配子的类型和雌雄配子结合的随机性。总之,后代是雌性还是雄性比例是1∶1。
性染色体还有一种主要类型是ZW型,比如,鸟类,与XY型性别决定刚好相反。雌性的性染色体是异型的ZW,雄性的性染色体是同型的ZZ。
过渡:染色体是遗传物质的载体,性染色体和常染色体上都携带着控制生物性状的基因,由于性染色体的组成在雌雄个体间存在着差异,因此,性染色体上的基因伴随性染色体而传递就与性别相联系,所以,生物有些性状对雌雄后代的影响就不一样。这就是我们下面要学习的。
(二)伴性遗传
讲 述:以色盲为例进行学习。
色盲病是一种先天性色觉障碍病,不能分辨各种颜色或两种颜色。其中,常见的色盲是红绿色盲,患者对红色、绿色分不清,因此,患者就不适合当司机,因为,交通信号是红灯和绿灯,无法判断是停车还是通行。全色盲极个别,在病人的眼里世界上任何物体只有明和暗的区别,根本看不到其它任何颜色,病人看彩电就象看黑白电视一样。
银幕显示色盲检查图,让学生自我检查。
设 问:色盲基因是隐性的,它与它的等位基因都只存在于X染色体上,Y染色体上没有,这是为什么?
在银幕上显示X和Y染色体的对应关系图。
指 出:由于Y染色体很短小,因此,在X染色体上位于非同源区段上的基因Y染色体就没有,比如,色盲基因b和它的等位基因B就只存在于X染色体的非同源区段上。
讲 述:在写色觉基因型时,为了与常染色体的基因相区别,一定要先写出性染色体,再在右上角标明基因型。
让学生在预先准备好的小黑板上填写有关色觉的女性男性的基因型(五种),然后说出六种婚配方式。
讲 述:在六种婚配方式中,男性色盲与女性色盲婚配子女全是色盲,男性正常与女性纯合体色觉正常者婚配,子女色觉均正常。另外四种婚配方式,情况较复杂,需要很好地分析。
请四位同学在黑板上写出四种婚配的遗传图解。(教师在黑板上写出亲代的基因型,学生接着写亲代产生的配子和后代的基因型。)
师生共同检查四位同学写出的遗传图解,
银幕显示四种婚配情况的汇总图解
引导学生观察分析以上图解,共同总结色盲遗传的特点。
讲 述:如果第1例中的女儿作了母亲,她的丈夫是色觉正常的男子,这就是第2例了。
提 问:第1例中的色盲男子与第2例子代中的色盲男孩是什么关系?(回答:外祖父与外孙的关系)
又问:色盲男孩的色盲基因是谁遗传的?(答案:外祖父)
用彩色笔勾画出Xb的传递方向。并指出,外祖父的色盲基因通过他的女儿遗传给了外孙。这是色盲遗传的一个特点,即隔代遗传。一般地说,色盲这种是由男性通过他的女儿遗传给他的外孙。(要求学生在书中P·186上勾画出。)
进一步问:在第2例中,后代患病的可能性多大?儿子患病的可能性多大(答案:1/4、1/2)。
继续分析第3例,提 问:母亲色盲会有正常的儿子吗?
(答案:不会有正常的儿子。因为,儿子中的X是母亲给的,母亲的基因型是XbXb。)
分析第4例提问:女儿是色盲,可以肯定她的亲代哪一方一定是色盲?(答案:父亲一定是色盲。)
又问:儿子是色盲,色盲基因是父亲给的?还是母亲给的?(答案:是母亲给的。)
在学生回答了以上问题后,指出:色盲性状决不会由父亲传给儿子,父亲是把Y染色体传给了儿子,而色盲基因是在X染色体上,因此,父亲的色盲基因只传给女儿,不传给儿子。这是色盲遗传的又一特点。
再问:以上几种婚配的后代中,色盲患者是男性多?还是女性多?为什么?
(答案:色盲是由隐性基因b控制的,B与b这对等位基因位于X染色体上,Y染色体上没有,男性的性染色体组成是XY,只要X染色体上有b基因,就表现出色盲;女性的性染色体组成是XX,必须两个x染色体上都有b基因,即隐性纯合体才表现出色盲,XBXb基因型的个体虽携带有b基因,但表现出色觉正常,所以男色盲多于女色盲。(要求学生在书中P·186上勾画出。)指出:男色盲多于女色盲这是色盲遗传的又一特点。
讲 述:根据我国社会普查资料得知,我国男性色盲发病率为7%,而女性色盲发病率仅为0.5%,实际情况,也是男性色盲患者多于女性色盲患者。
色盲遗传与性别有关,是因为色盲基因位于性染色体上,要伴随性染色体而传递,而男性与女性在性染色体上的组成又是不同的,因此,色盲遗传就表现出与性别相关联,这种特殊的遗传现象叫伴性遗传。(伴性遗传的概念,要求学生在书中P182上勾画出。)
指出:色盲遗传病实际上是伴X隐性遗传病。
指着图中第4例讲,如果近亲结婚,后代的发病率达到50%。
讲 述:近亲结婚,遗传病的发病率和死亡率都会增高。比如,我国湖南大庸市偏远地带有三个“傻子村”,其中的汪家小村,全村共500人,有250人智能偏低,其中呆痴58人。
一般说来,在一个群体中,各种遗传病的患者尽管数量不多,但是致病基因的携带者却较多。近亲结婚者,往往有些基因是相同的,子代中隐性纯合体出现的可能性增加,所以发病率比一般群体高很多。所以,我国婚姻法规定禁止近亲结婚。为了提高中华民族的人口素质和质量,应坚决杜绝近亲结婚。可向学生打趣地说:在婚姻问题上,千万不能亲上加亲。
(三)总结、扩展
绝大多数生物的性别是由受精时遗传物质的组成来决定的,最常见的是性染色体决定性别。根据生物的雌雄个体间性染色体组成上的差异,性染色体又主要分为XY型和ZW型两类。属于XY型性别决定的生物,雄性个体的性染色体是XY,异型的,在进行减数分裂时能产生两种数目相等的配子,即X型、Y型的雄配子,雌性个体的性染色体是XX,同型的,只能产生一种X型的雌配子,在受精机会相等时,子代的性别比为1∶1。
由于性染色体决定性别,性染色体在雌雄个体间又存在着差异,因此,性染色体上的基因的遗传行为必然与性别相联系。以人的色盲遗传为例,学习了伴X隐性遗传。伴性遗传与常染色体遗传是有区别的。伴X隐性遗传的特点归纳起来有三点,第一是隔代遗传,一般是由男性通过他的女儿遗传给外孙。第二、往往是男性患者多于女性。第三、父亲决不传给儿子。
在伴性遗传中还有伴X显性遗传和伴Y染色体遗传,比如,人类中抗维生素D佝偻病有伴X显性遗传,蹼趾及其它的轻微畸形是伴Y染色体遗传,它们各有不同的遗传特点。
(四)布置作业
(银幕显示)
1.果蝇的体细胞有四对染色体,它的一个卵细胞的染色体组成应是
[ ]
A.3对常染色体+XY
B.3个常染色体+X
C.3对常染色体+XX
D.3个常染色体+Y
(答案:B)
2.一对表现型正常的夫妇生了一个白化病的儿子,问再生一个白化病女儿的可能性多大?
(答案:1/8)
3.有一个男孩是色盲患者,除他的祖父是色盲外,他的父母、祖母和外祖父母色觉都正常,该男孩色盲基因的传递过程是 [ ]
A.祖父——父亲——男孩
B.祖母——父亲——男孩
C.外祖父——母亲——男孩
D.外祖母——母亲——男孩
(答案:D)
4.口答:为什么色盲患者中男性多于女性?
(五)板书设计
(逐一显示在银幕上)
三、性别决定与伴性遗传
(一)性别决定
(二)伴性遗传
1.色盲遗传
(1)色盲基因隐性,位于X染色体上。
(2)三大特点:
a.隔代遗传
b.色盲基因不能由男性传给男性
c.男性患者多于女性患者
2.伴性遗传概念
性染色体上的基因,它的遗传方式是与性别相联系的,这种遗传方式叫做伴性遗传。
七、教学步骤
第二课时
(一)明确目标
银幕显示使学生明确本堂课应达到的教学目标。
1.复习巩固上节课所学的性别决定与伴性遗传的有关知识。
2.通过练习应用知识解决问题,更好地理解伴性遗传概念,区别常染色体遗传和伴性遗传,从而比较完整地认识性染色体基因的传递规律。
(二)重点、难点的学习与目标完成过程
复习提问:
1.与很多生物一样,人的性别由什么决定?女性和男性的性染色体组成有什么区别?
2.人类中的色盲和白化病的致病基因分别位于什么染色体上,它们的遗传方式有什么不同的称呼?
3.伴X隐性遗传有那些特点?
以上问题请学生一一回答。
讲 述:在人类的遗传病中,还有一种血友病与色盲病一样,也是伴X隐性遗传。血友病患者血浆中缺少抗血友病球蛋白,所以凝血发生障碍,患者皮下、肌肉内反复出血,形成瘀血,在受伤流血时不能自然止血,很容易引起失血过多而死亡。
银幕显示例题1:
由于控制血友病的基因是隐性的,且位于X染色体上,以下不可能的是 [ ]
A.携带此基因的母亲把基因传给他的儿子
B.患血友病的父亲把基因传给儿子
C.患血友病的父亲把基因传给女儿
D.携带此基因的母亲把基因传给女儿
(答案:B)
指出:血友病遗传与色盲病的遗传规律相同,不能由男性传给男性。
银幕显示例题2:
假若某一性状总是从父亲直接传给儿子,又从儿子直接传给孙子,那么这一性状是由什么决定的 [ ]
A.由常染色体决定的
B.由X染色体决定的
C.由Y染色体决定的
D.由性染色体决定的
(答案:C)
银幕显示例题3:
决定果蝇眼色的基因位于X染色体上,其中R基因控制红色,r基因控制白色,一只红眼雌果蝇与一只红眼雄果蝇杂交,其后代不可能出现的是 [ ]
A.红眼雄果蝇
B.白眼雄果蝇
C.红眼雌果蝇
D.白眼雌果蝇
(答案:D)
请学生在黑板上写出遗传图解(要求写出亲代、配子和子代的基因型)。
银幕显示例题4:
下列对右图中某遗传病的遗传方式的判断,正确的是 [ ]
A.常染色体,显性遗传
B.常染色体,隐性遗传
C.伴X染色体,显性遗传
D.伴X染色体,隐性遗传
(答案:B)
要求学生回答时说出判断的理由。教师再作以下分析:
系谱中出现明显的不连续现象,可判断为隐性遗传。假设致病基因位于X染色体上,后代女儿不会患病,因为父亲正常。因此致病基因不会在X染色体上,应是常染色体隐性遗传。
银幕显示例题5:
女性色盲,她的什么亲属一定患色盲 [ ]
A.父亲和母亲
B.儿子和女儿
C.母亲和女儿
D.父亲和儿子
(答案:D)
强调:女性色盲,她的父亲一定是色盲,她的儿子全是色盲。
银幕显示例题6:
杂合白色公牛所产生的精子中,同时具有Y性染色体和黑色基因的精子占 [ ]
A.1/2
B.1/4
C.1/6
D.1/8
(答案:B)
先让学生思考,再讲解:白色基因和黑色基因位于一对同源染色体上,与XY染色体自由组合,能产生4种比例相同的精子,因此,同时含有Y染色体和黑色基因的精子占1/4。(含黑色基因精子的可能性是1/2,含Y染色体的精子占1/2,两种均含的则占1/2×1/2=1/4。)
银幕显示例题7:
下图为某个色盲家族的遗传系谱图,色盲基因是b,请回答:(图中□表示男正常,○表示女正常, 表示男色盲, 表示女色盲。)
(1)11号的色盲基因来自于1代个体中的______号。
(2)在这个系谱图中可以肯定为女性携带者的一共有______人,她们是______。
(3)7号和8号再生一个患病儿子的机率为______。他们极易生出病孩的原因是______。
(4)6号的基因型是______。
(答案:(1)2号(2)4人、Ⅰ2Ⅰ4Ⅱ7Ⅱ10(3)1/4、近亲结婚(4)XBXB或XBXb)
(三)布置作业
教材P·189中的复习题1、2、3、4。
九、参考资料
1.不同生物性别决定的机制有所不同 大多数生物性别决定于性染色体的差异,主要分为XY型和ZW型两种,少数生物取决于体细胞染色体的倍数性。比如蜜蜂,未受精的卵发育成雄性个体,受精卵发育为雌性个体。极少数生物的性别决定于个体发育所处的内、外环境条件。比如:温度变化能改变性别发育的方向,某些蛙类XX为雌体,XY为雄体,但若蝌蚪在20℃下发育,子代一半为雄性,一半为雌性,在30℃下发育,则全部为雄蛙。
2.血友病患者寿命较短 最多能活到22岁。血友病因症状严重,病人生育的可能性极小,所以几乎没有致病基因纯合型的女性患者,血友病患者基本上全都是男性。
