性别决定与伴性遗传.doc

科学探索KEXUETANSUO教案8：性别决定与伴性遗传陈茹茹（科学组）95教科研信息第21期【选题情境】刚迈入青春期的门槛儿，学生们对生理和性别已有了懵懂的认识，很渴望了解人类自身的秘密。在科学课上，已经学习了新生命的诞生，但是同样是受精的卵细胞，有的发育成雌性个体，有的则发育成雄性个体，这是谁决定的？平时所说的“男女平等”、“生男生女几率11”的科学依据是什么？遗传和性别有关吗？学生对这些知识不了解或者很肤浅，甚至有错误的看法，因此必要地介绍和深化一些知识，可以纠正一些不正确的观点，并扩大知识面，学生非常感兴趣。这里涉及的微观染色体和基因知识，可以简化介绍。【教学目标】知识目标：知道性别是如何决定的；初步了解一些常见遗传病和性别的关系。技能目标：通过教师的简化介绍，学会基因型的表示方法；初步能够用图解表示性别决定和遗传现象。情感目标：学生对此处涉及的社会现象均有所了解，但是处于被动接受阶段，不知道其中的科学道理，通过介绍让学生体会到科学来自于生活，应用于生活；也教会他们学会应用科学知识来解释生活。【教学重点】性别决定和伴性遗传的概念及其内涵；性别决定和伴性遗传的社会意义。【教学难点】基因型的表示；图解法表示性别决定和遗传现象。【教学方法】本次课题的学习难度高于科学课程学习的难度，因此要简化科学概念，多联系生活实际，通过学生讨论、自己动手画图解答、说故事等多种形式让学生主体参与；同时，要贯穿社会大背景教育，让学生有所感悟，学有所得。【教学安排】152课时【教学准备】CAI课件；学生分小组（图解法解答对于初学者有难度，便于互相讨论和帮助）。【教学过程】一、性别决定1、引入：第五次全国人口普查结果显示：中国新生儿出生性别比已高达116.9：100，远高于国际认同的最高警戒线107：100！温州市去年出生的婴儿男女性别比为124：100，位居全省第一。同学们想一想：男女比例失调会带来什么社会问题呢？你的生活中有感受吗？学生各抒己见。提出第一个课题：性别决定。2、新课：给出定义，学生自主学习：性别决定一般是指雌雄异体的生物决定性别的方式。师：在细胞分裂时，母细胞的细胞核内有一个显著的变化是？生：染色体发生变化！师：对，染色体是遗传物质的主要载体！生物性别的决定，就是由它来控制的。科学简介细胞中的染色体可以分为两类：一类决定性别的染色体，叫做性染色体；另一类是与决定性别无关的染色体，叫做常染色体。例如，人的体细胞中染色体有23对（46个），其中常染色体22对（44个），性染色体1对（2个）。性染色体的类型，在生物界中比较普遍存在的有两种：XY型和ZW型。（这里主要探讨XY型的性别决定）也就是说属于XY型性别决定的生物，在雄性的体细胞内，除了含有数对常染色体以外，还含有两个异型的性染色体，以XY表示；因此雄性个体（）产生两种雄配子：一种是含有X染色体，另一种含有Y染色体，它们之间的比相等。师：所以父亲可以产生几种精子？生：2种。一种含有X染色体，另一种含有Y染色体；它们之间的比相等。师：在雌性的体细胞内，除了含有数对常染色体以外，还含有两个同型的性染色体，以XX表示。那么母亲能产生几种卵细胞呢？生：只产生一种含有X染色体卵细胞。师：见左侧性别决定图解，含有X染色体的雄配子与雌配子的结合，同含有Y染色体的雄配子与雌配子的结合，机会是相等的。现在知道为什么生男生女的比例是多少了吗？为什么?生：11。由于雄性个体生成两种配子之间的比相等（11），它们与雌配子结合的机会相等，因此在生出的后代中，含有XX染色体的合子发育成雌性个体，含有XY染色体的合子发育成雄性个体。因此雌、雄个体的比也是相等的（11）。情境教育：按照国际上长期的观察，正常的出生婴儿性别比比较稳定，一般在103107之间。但是当前有少数父母重男轻女，只想要男孩，运用B超等医疗科技手段选择性流产、引产，还有轻视女婴而造成的溺弃女婴现象，这些都是违反自然规律的。如果按照自己意愿去选择胎儿的性别，将造成长远的社会问题，威胁社会安定。因此我们提倡男女平等。二、伴性遗传引入：染色体是遗传物质的载体，上面有很多有遗传效应的基因。人类有些病症，是由一对基因控制的遗传病。比如色盲症：大家说故事：色盲症是一种遗传疾病。色觉正常的人，能分辨红、绿、蓝、黄等颜色。很少数的人不能分辨各种颜色或两种颜色，这是一种先天性的色觉障碍病症，叫做色盲。最常见的色盲是红绿色盲，患者对红色、绿色分不清。你知道它是如何被发现的吗？故事情境18世纪英国著名的化学家兼物理学家道尔顿，在圣诞节前夕买了一件礼物一双“棕灰色”的袜子，送给妈妈。妈妈看到袜子后，感到袜子的颜色过于鲜艳，就对道尔顿说：“你买的这双樱桃红色的袜子，让我怎么穿呢？”道尔顿感到非常奇怪，袜子明明是棕灰色的，为什么妈妈说是樱桃红色的呢？疑惑不解的道尔顿又去问弟弟和周围的人，除了弟弟与自己的看法相同以外，被问的其他人都说袜子是樱桃红色的，道尔顿对这件小事没有轻易地放过，他经过认真的分析比较，发现他和弟弟的色觉与别人不同，原来自己和弟弟都是色盲，道尔顿虽然不是生物学家和医学家，却成了第一个发现色盲症的人，也是第一个被发现的色盲症患者。为此他写了篇论文论色盲，成为世界上第一个提出色盲问题的人。后来，人们为了纪念他，又把色盲症称为道尔顿症。师：同学们注意到道尔顿家的色盲症发生和性别有什么关系？生：都是男的患病；家族遗传；也可以说明男性患病概率高于女性患者师：对，分析地很好！这种与性别相联系的遗传方式叫做伴性遗传。 科学简介在2条性染色体中，色盲基因与正常基因只位于X染色体上，而在Y染色体上都没有（由于Y染色体过于短小，缺少与X染色体相对应的基因）。遗传基因分2种，控制显性性状的基因是显性基因，通常用大写英文字母表示；控制隐性性状的基因是隐性基因，通常用小写英文字母表示。比如色盲基因是隐性的（用b表示），与之相对应的正常基因是显性的（用B表示）。教师示范，学生自主学习：女性的两个性染色体中，如果其中的一个X染色体上有一个色盲基因（b），而另一个X染色体上有一个正常的基因（B），她的基因型应该写作XBXb，该女性正常吗？ 生：由于正常基因（B）具有显性作用，隐性色盲基因（b）的作用不能表现出来，因此，这样的女性就会表现为正常。师：可是在她的X染色体上携带着隐性色盲基因（b），所以叫做携带者。师：男性只有一个X染色体，他们只要是在X染色体上有隐性色盲基因（b），就会表现出来而患色盲症，否则即为正常。大家齐动手，尽力填写人的正常色觉的基因型和表现型，以及红绿色盲基因型和表现型，有以下五种情况：性别类型女 性男 性基因型XBXBXBXbXbXbXBYXbY表现型正常正常（携带者）色盲正常色盲色盲症如何伴性遗传呢？下面请画一画分解图，自己动手来探索一下（这里难度较大，教师可先作示范）！如果一个视觉正常的女子（纯合体，即染色体上均为显性基因）与一个色盲的男子结婚，生下的孩子视觉情况如何？（图解表示如图）结论：生下的孩子无论是男是女，视觉都表现正常，没有色盲。可是，他们的女儿却都是携带者。如果女性携带者与正常男性结婚，在生下的子女中视觉情况如何？ 结论：生下的孩子中，凡是女性都不是色盲，但其中一半是携带者；凡是男性则一半是正常的，另一半是色盲。3、如果女性是色盲，男性是正常的，他们结婚后生下的子女视觉情况又如何？结论：生下的孩子中女性都不是色盲，但都是携带者；男性则都是色盲。4、如果女性携带者与色盲男性结婚情况如何？结论：生下的孩子中，男性色盲与正常各占一半，但正常的都是携带者。引导学生小结： 上述就是伴性遗传的特征。当女性的两个X染色体上同时具有色盲基因时，才表现为色盲，而XBXb基因型的女性则表现为正常，是携带者。男性只要X染色体上带有色盲基因b，就表现为色盲。这就是在社会调查中往往发现色盲患者总是男性多于女性的原因（据统计，我国男性色盲发病率为7%，而女性色盲发病率仅为0.5%）。而且，一般地说，色盲这种病是由男性通过他的女儿遗传给他的外孙的。情境教育：我国婚姻法规定的“直系血亲和三代以内的旁系血亲，禁止结婚”，是什么意思？为什么？现在可以理解这种做法了吗？拓展介绍人类的另一种遗传病血友病，也是伴性遗传病。这种病的患者，由于血液里缺少一种凝血因子，因而凝血的时间延长。在轻微创伤时也会出血不止，严重时可导致死亡。血友病的基因是隐形的，因此也与色盲症的情况一样，患者也是男性多于女性。这种病的肇端者是英国维多利亚女王，她是女王家族中第一个血友病携带者，由于她的祖辈中无人患过这种病，因此推测她的致病基因是突变产生的。欧洲皇族之间的联姻，使血友病基因通过女王的后代传到俄国、西班牙等一些皇族，产生了众多血友病携带者和患者。从女王家族血友病系谱中，我们可以总结出这一类遗传病的传递规律：男性患者多于女性患者，系谱中往往只有男性患者；双亲无病时，男性患者的母亲是携带者；患者的兄弟、姨表兄、舅父、外甥、外祖父、外孙等可能是患者。拓展小任务课后自行分析血友病的基因型和遗传现象。附件：（可参考使用）探究学习任务单任务一：写出女性和男性可能的基因型和表现型 性别类型女 性男 性基因型表现型正常正常（携带者）色盲正常色盲任务二：如果一个视觉正常的女子（纯合体）与一个色盲的男子结婚，生下的孩子视觉情况如何？（图解表示）任务三：如果女性携带者与正常男性结婚，在生下的子女中视觉情况如何？（图解表示）任务四：如果女性是色盲，男性是正常的，他们结婚后生下的子女视觉情况又如何？（图解表示）任务五：如果女性携带者与色盲男性结婚情况如何？（图解表示）【教后反思】课题中涉及的2个话题往往高频率地出现在日常生活中，通过科学探索这样比较深刻地解释了原理，学生觉得非常有收获，学习积极性很高，因此讨论氛围也很好。当然由于这个话题的科学原理本身超越了现有学习难度，因此教师要适当地介