《基因在亲子代间的传递》导学案（解析版）

学而优教有方PAGEPAGE16.2.2基因在亲子代间的传递（导学案）1.准确描述染色体、DNA和基因之间的关系。2.清晰描述生殖过程中染色体的变化。3.能够说出基因经生殖细胞在亲子代间的传递。4.从宏观上认识生物的遗传现象，从微观层面理解染色体、DNA和基因的关系以及基因在亲子代间的传递过程。5.通过模拟有性生殖过程中染色体和基因的传递实验，培养探究能力和创新思维，理解基因传递的随机性及其对后代性状差异的影响。6.通过对相关资料和示意图的分析、讨论，培养逻辑思维和归纳总结能力。【学习重点】1.描述染色体、DNA和基因之间的关系。2.描述生殖过程中染色体的变化。【学习难点】说出基因经生殖细胞在亲子代间的传递。在有性生殖过程中，亲代的基因经精子或卵细胞传递给子代，精子和卵细胞就是基因在亲子代间传递的“桥梁”。2.基因、DNA和染色体①染色体：主要由②DNA分子和蛋白质分子构成②DNA：存在于细胞核中，是主要的遗传物质，携带大量的遗传信息，呈双螺旋结构。③基因：是有遗传效应的DNA片段，能够控制生物的性状。3.一般情况下，在生物的体细胞中，染色体是成对存在的，DNA分子是成对存在的，基因也是成对存在的，分别位于成对的染色体上。如人的体细胞中染色体为23对（46条），包含了46个DNA分子，含有2万多对基因，决定着人体可遗传的性状。4.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，而且不是任意的一半，是每对染色体中一条进入精子或卵细胞，因此，生殖细胞中的染色体数目是体细胞的一半。5.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。（一）新课导入【问题思考】观看大量精子游向卵细胞结合的视频后思考，精子和卵细胞的结合给后代带去了什么呢？答案：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，所以精子和卵细胞的结合给后代带去了父母的基因。（二）基因、DNA和染色体活动一：染色体、DNA和基因的概念【问题探究】阅读课本26页，完成以下填空：染色体是______的载体，一条染色体含有______DNA分子和______球状的蛋白质分子；DNA是主要的______，长长的链状结构与一些______结合在一起，形成染色体；基因是有______的DNA片段，位于遗传物质——DNA分子上。答案：染色体是遗传物质的载体，一条染色体含有一个DNA分子和许多球状的蛋白质分子；DNA是主要的遗传物质，长长的链状结构与一些蛋白质结合在一起，形成染色体；基因是有遗传效应的DNA片段，位于遗传物质——DNA分子上。活动二：染色体、DNA和基因的关系【问题思考】观察染色体、DNA和基因的关系示意图，依据该示意图，概括染色体、DNA和基因三者之间的关系。答案：染色体主要由DNA和蛋白质组成，DNA是主要的遗传物质，基因是有遗传效应的DNA片段。所以可以说基因在DNA上，DNA在染色体上。【问题思考】观察整理后的正常女性体细胞内染色体排序图，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？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。答案：人的体细胞中有46条染色体；因为在生物的体细胞（除生殖细胞外的细胞）中，染色体是成对存在的；不是，颜色不同表明成分上的差异，每条染色体上的基因数目要远远多于颜色区域数目，例如人的体细胞中有23对染色体，含有46个DNA分子，有2万多对基因，决定着人体可遗传的性状。（三）基因的传递活动一：生殖过程中染色体、基因数目的变化【问题探究】阅读课本28页，完成填空：1883年，比利时的胚胎学家比耐登对体细胞只有______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______染色体（由每一对里的______组成），而受精卵则又恢复成______染色体。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，染色体数目都会减少______。答案：1883年，比利时的胚胎学家比耐登对体细胞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（由每一对里的一条组成），而受精卵则又恢复成两对染色体。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，染色体数目都会减少一半。活动二：模拟有性生殖过程中染色体和基因的传递【问题探究】分组进行模拟有性生殖过程中染色体和基因的传递实验，按照以下步骤操作：1.2-4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。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。【问题思考】实验结束后，思考讨论：精子和卵细胞的形成和受精过程的随机性导致了什么结果？答案：精子和卵细胞的形成和受精过程的随机性导致了后代基因组合的多样性。基因传递的随机性是普遍存在的，是导致后代性状差异的重要原因。一、选择题1．染色体由（）组成。A．蛋白质 B．DNA C．DNA和蛋白质 D．无机盐【答案】C【分析】染色体是细胞核中由DNA和蛋白质紧密结合形成的结构。【详解】A．蛋白质是染色体的组成成分之一，但并非唯一成分，故A不符合题意。B．DNA是染色体的主要遗传物质，但必须与蛋白质结合才能构成染色体，故B不符合题意。C．染色体由DNA和蛋白质共同组成，描述完整准确，故C符合题意。D．无机盐与染色体组成无关，属于细胞质或细胞液的成分，故D不符合题意。故选C。2．如图是染色体和DNA关系示意图。下列叙述错误的是（

）A．①上包含了多个基因 B．②是主要的遗传物质C．②上所有片段叫基因 D．①由②和蛋白质组成【答案】C【分析】（1）体细胞中的每条染色体上只有一个DNA分子。复制后，一条染色体上有两个DNA分子，分别位于两个染色单体上。当染色体着丝点分裂后，原来的一条染色体成为两条染色体。（2）细胞核中含有遗传物质（DNA），是细胞生命活动的控制中心，是遗传信息库。细胞核控制着生物的发育和遗传。细胞核中的染色体主要是由DNA分子和蛋白质分子构成的，DNA是细胞生物的遗传物质，故染色体是遗传物质的主要载体。（3）题图中：①染色体，②DNA。【详解】A．一条染色体上一般有一个DNA分子，一个DNA分子上有许多个基因，A正确。B．图中②是DNA，DNA是主要的遗传物质，它携带着生物体的遗传信息，控制着生物的发育和遗传，B正确。C．基因是有遗传效应的DNA片段，并不是DNA上所有的片段都叫基因，只有具有特定遗传效应的DNA片段才被称为基因，C错误。D．染色体主要由DNA和蛋白质组成，即①染色体由②DNA和蛋白质组成，D正确。故选C。3．在细胞分裂的整个过程中，染色体的变化明显。下列关于染色体的叙述，不正确的是（

）A．染色体位于细胞核中 B．染色体由DNA和蛋白质构成C．染色体简称DNA D．染色体是遗传物质的载体【答案】C【分析】染色体是细胞核内的结构，由DNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体。DNA是染色体的组成部分，而非染色体的简称。【详解】A．染色体是细胞核中容易被碱性染料染成深色的物质，所以染色体位于细胞核中，A正确。B．染色体主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体，蛋白质则对DNA起到一定的保护和结构支撑作用，B正确。C．染色体是由DNA和蛋白质组成的复杂结构，而DNA是染色体的主要组成成分之一，C错误。D．遗传物质主要存在于细胞核中的染色体上，染色体是遗传物质DNA的主要载体，D正确。故选C。4．下列关于细胞、细胞核、染色体、DNA之间的关系示意图中，正确的是（）A．B．C． D．【答案】D【分析】染色体是细胞核中容易被碱性染料染成深色的物质，由DNA和蛋白质组成，每一种生物细胞内染色体的形态和数目都是一定的。DNA主要存在于细胞核中的染色体上，是长长的链状结构，外形很像一个螺旋形的梯子。基因是具有遗传效应的DNA片段。【详解】细胞核中能被碱性染料染成深色的物质称作染色体，它是由DNA和蛋白质两种物质组成，DNA是遗传信息的载体，一个DNA分子上有许多个基因。基因是具有特定遗传信息的DNA片段。基因决定生物的性状。一条染色体由一个DNA分子组成，一个DNA分子上有许多个基因。基因是DNA上决定生物性状的小单位。因此：细胞＞细胞核＞染色体＞DNA＞基因，ABC错误，D正确。故选D。5．若豌豆的花瓣细胞具有12对染色体，那么其卵细胞的染色体应该是（）A．12条 B．6条 C．24条 D．24对【答案】A【分析】（1）体细胞中染色体是成对存在，在形成精子和卵细胞的细胞分裂过程中，染色体都要减少一半。而且不是任意的一半，是每对染色体中各有一条进入精子或卵细胞。（2）生殖细胞中的染色体数是体细胞中的一半，成单存在。当精子和卵细胞结合形成受精卵时，染色体又恢复到原来的水平，一条来自父方，一条来自母方。【详解】豌豆花瓣细胞属于体细胞，具有12对染色体即24条染色体。卵细胞是生殖细胞，在形成卵细胞的过程中，染色体数目要减少一半，所以其卵细胞的染色体应该是12条，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。6．小玉与小玊是一对同卵双胞胎，她俩相似度极高，她俩染色体的正常来源是（）A．一半来自父方，一半来自母方B．来自父方的多，来自母方的少C．来自母方的多，来自父方的少D．她俩每个体细胞中都有23条染色体【答案】A【分析】同卵双胞胎由同一个受精卵发育而来，染色体来源与正常个体相同。体细胞染色体数目为23对（46条），生殖细胞为23条。【详解】A．体细胞中染色体是成对存在，在形成精子和卵细胞的细胞分裂过程中，染色体都要减少一半，而且不是任意的一半，是每对染色体中各有一条进入精子和卵细胞，生殖细胞中的染色体数是体细胞中的一半，不成对存在，当精子和卵细胞结合形成受精卵时，染色体又恢复到原来的水平，一对染色体中一条来自父方，一条来自母方，故A符合题意。B．染色体并非来自父方多，父母各贡献一半，故B不符合题意。C．染色体并非来自母方多，父母各贡献一半，故C不符合题意。D．生殖细胞中的染色体是体细胞的一半，所以体细胞染色体为23对（46条），23条是生殖细胞数目，故D不符合题意。故选A。7．近几年，全国很多学校引入了AI生物识别系统，通过扫描学生的面部特征来管理校园安全。控制学生面部特征的遗传物质存在于（）A．细胞膜上 B．细胞核中C．线粒体上 D．细胞质中【答案】B【分析】控制生物遗传特征的遗传物质主要是DNA，细胞核是遗传信息库，含有DNA，而线粒体含有少量DNA，但主要遗传物质位于细胞核中。【详解】A．细胞膜的主要功能是控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流，不含遗传物质。它不承担遗传信息的储存和传递功能，故A不符合题意。B．细胞核是细胞的“控制中心”，内有染色体，染色体由DNA和蛋白质组成，DNA是控制生物性状的遗传物质。学生面部特征的遗传信息由DNA决定，而DNA主要存在于细胞核中，故B符合题意。C．线粒体是细胞的“能量转换器”，能为细胞生命活动提供能量，其内部虽含有少量DNA，但这些DNA主要控制线粒体自身的部分性状，并非决定面部特征等主要遗传性状的遗传物质，故C不符合题意。D．细胞质是细胞代谢的主要场所，不含遗传物质的主要载体，无法控制面部特征等核心遗传性状，故D不符合题意。故选B。8．根据如图所示的各种细胞的关系，判断人类的体细胞、精子、卵细胞、受精卵中染色体数目依次为（）A．46条、23条、46条、46条B．46条、46条、46条、92条C．46条、23条、23条、46条D．46条、46条、46条、46条【答案】C【分析】（1）体细胞中染色体是成对存在，在形成精子和卵细胞的细胞分裂过程中，染色体都要减少一半，而且不是任意的一半，是每对染色体中各有一条进入精子和卵细胞。（2）生殖细胞中的染色体数是体细胞中的一半，成单存在。当精子和卵细胞结合形成受精卵时，染色体又恢复到原来的水平，一条来自父方，一条来自母方。（3）人的体细胞中都有23对染色体。在形成精子或卵细胞的细胞分裂过程中，染色体要减少一半，而且不是任意的一半，是每对染色体中的一条分别进入不同的精子或卵细胞中。【详解】结合分析可知，人类体细胞中染色体数目是46条（23对）；在形成精子和卵细胞的过程中，染色体数目减半，所以精子和卵细胞中的染色体数目是23条；当精子和卵细胞结合形成受精卵时，染色体又恢复到原来体细胞的水平，即46条，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。二、综合题9．如图是染色体和DNA的关系图，分析回答下列问题。(1)图中[a]存在于细胞的(填结构名称)中。(2)从图上可以看出染色体主要由[b]和[c]组成。(3)一般情况下，在生物的体细胞中，染色体和DNA是存在的。比如人的一个体细胞中有23对染色体，则就有个DNA分子。(4)请简要概括基因、染色体和DNA的关系:。【答案】(1)细胞核(2)DNA蛋白质(3)成对46(4)基因是染色体上具有遗传效应的DNA片段【分析】遗传物质存在于细胞核里，染色体是细胞核内的容易被碱性染料染成深色的物质，由DNA和蛋白质组成，DNA是生物的主要遗传物质。图中a染色体、bDNA、c蛋白质。【详解】（1）图中a染色体，染色体是细胞核内的容易被碱性染料染成深色的物质。（2）染色体由DNA和蛋白质组成。图中a染色体，bDNA，c蛋白质。（3）一般情况下，在生物的体细胞中，染色体是成对存在的。DNA是遗传物质的载体，它的结构像一个螺旋形的梯子，即双螺旋结构；DNA分子上具有特定遗传信息，每一条染色体上有1个DNA分子，例如人的一个体细胞中有23对染色体，则就有46个DNA分子。（4）染色体是指细胞核中容易被碱性染料染成深色的物质，由DNA和蛋白质两种物质组成，遗传信息在DNA上，DNA是主要的遗传物质，一条染色体上包含一个DNA分子，一个DNA分子上包含有多个基因，基因是染色体上具有控制生物性状的DNA片段，细胞核、染色体、DNA、基因四者在概念上的大小关系如图所示：三、资料分析题10．阅读以下三段材料，分析并回答问题。材料一：研究结果表明，每一个染色体含有一个脱氧核糖核酸（DNA）分子，每个DNA分子含有很多个基因，一个基因是DNA分子的一部分。现代遗传学认为，基因是具有遗传效应的DNA分子片段。材料二：通常说，遗传是由基因决定的。当细胞分裂时，核内的染色体能准确无误地复制出一套新的染色体，其脱氧核苷酸排列顺序、结构和母细胞的完全相同，所以父母的遗传信息全盘且正确地传递至子代。材料三：青霉菌能产生青霉素，人们把青霉菌中有关的基因切下来，用生物技术转入大肠杆菌中，依靠大肠杆菌的快速繁殖产生大量的青霉素。(1)阅读材料一，把染色体、基因、DNA所含的信息量按从大到小排序：。(2)我们知道，细胞分裂后子细胞和母细胞中的染色体形态和数目，阅读材料二后可知这是染色体的缘故。(3)材料三说明：“大肠杆菌产生青霉素”应用的是技术，由此可以说明基因与性状的关系是。【答案】(1)染色体、DNA、基因(2)不变复制和均分(3)转基因基因控制生物的性状【分析】染色体是由DNA和蛋白质组成，DNA是主要的遗传物质，基因是有遗传效应的DNA片段。染色体、DNA和基因都携带遗传信息，它们之间存在包含关系，信息量的大小与这种包含关系相关。细胞分裂时，染色体先进行复制加倍，然后均分成完全相同的两份，分别进入两个新细胞中。这使得新细胞与原细胞所含的遗传物质是一样的，保证了遗传的稳定性。转基因技术是把一种生物的某个基因，用生物技术的方法转入到另一种生物的基因组中，培育出的转基因生物，就有可能表现出转入基因所控制的性状。这表明基因能够控制生物的性状。【详解】（1）从材料一可知，染色体包含DNA，一个DNA分子又包含很多个基因。所以从包含关系上看，染色体所含信息量最大，因为它包含了DNA及相关蛋白质；DNA次之，它包含众多基因；基因信息量最小，它是DNA分子的片段。故按从大到小排序为染色体、DNA、基因。（2）细胞分裂的重要特征就