1、必修二 遗传与进化“遗传的细胞学基础+表观遗传”教学建议教学建议及教学策略 1.1.贯穿生物科学史和科学本质的学习贯穿生物科学史和科学本质的学习 2.2.以大概念为核心组织教学内容以大概念为核心组织教学内容 3.3.组织以探究为特点的主动学习组织以探究为特点的主动学习 4.4.注重假说注重假说- -演绎推理的运用演绎推理的运用 5.5.重视模型运用重视模型运用 6.6.注重直观教学手段的运用注重直观教学手段的运用 注重生物科学史和科学本质的学习注重生物科学史和科学本质的学习基因的传递规律基因在哪里基因的本质是什么，怎样行使功能基因在行使功能时所受的影响基因在传递中的变化基因在进化中的变化 必修
2、二 遗传与进化 注重生物科学史和科学本质的学习注重生物科学史和科学本质的学习孟德尔的遗传实验遗传的细胞学基础遗传的物质基础基因表达的调控生物的变异生物的进化新课标具体的内容要求新课标具体的内容要求减数分裂与受精作用遗传的染色体学说性别决定与伴性遗传 以大概念为核心组织教学内容以大概念为核心组织教学内容减数分裂与受精作用遗传规律可遗传变异的来源遗传的稳定性 组织以探究为特点的主动学习组织以探究为特点的主动学习有丝分裂有丝分裂受精作用受精作用减数分裂减数分裂减数分裂减数分裂分化分化23对对 精子与卵细胞是如何产生的？德国生物学家魏斯曼提出假说-减数分裂德国科学家贝内登观察马蛔虫的细胞证实了魏斯曼的
3、假说 猜想： A：不复制，成对的染色体分开 B：复制一次，分裂两次，第一次姐妹染色单体分开，第二次成对的染色体分开 C：复制一次，分裂两次，第一次成对染色体分开，第二次姐妹染色单体分开减数分裂中的染色体数目如何减半？ 减数分裂：染色体复制一次，细胞连续分裂两次的细胞分裂方式。 减数第一次分裂：成对的染色体分开； 减数第二次分裂：姐妹染色单体分开 运用直观教学手段和模型解决减数分裂中染色体行为变化的难点运用直观教学手段和模型解决减数分裂中染色体行为变化的难点减减数数第第一一分分裂裂 减减数数分分裂裂的的过过程程减减数数第第二二分分裂裂间 期间 期前 期前 期中 期中 期后 期后 期末 期末 期前
4、 期前 期中 期中 期后 期后 期末 期末 期DNADNA复制，有关蛋白质合成复制，有关蛋白质合成同源染色体联会，出现四分体同源染色体联会，出现四分体同源染色体排列在细胞中央的赤道板上同源染色体排列在细胞中央的赤道板上同源染色体分离同源染色体分离着丝点分裂，着丝点分裂，染色单体分离染色单体分离，染色体，染色体加倍后平分加倍后平分染色体平分到两个子细胞中，减半染色体平分到两个子细胞中，减半同同源源染染色色体体分分离离姐妹染姐妹染色单体色单体分离分离减减数数第第一一分分裂裂 减减数数分分裂裂的的过过程程减减数数第第二二分分裂裂间 期间 期前 期前 期中 期中 期后 期后 期末 期末 期前 期前 期
5、中 期中 期后 期后 期末 期末 期DNADNA复制，有关蛋白质合成复制，有关蛋白质合成同源染色体联会，出现四分体同源染色体联会，出现四分体同源染色体排列在细胞中央的赤道板上同源染色体排列在细胞中央的赤道板上同源染色体分离，同源染色体分离，非同源染色体自由组合非同源染色体自由组合着丝点分裂，染色单体分离，染色体着丝点分裂，染色单体分离，染色体加倍后平分加倍后平分染色体平分到两个子细胞中，减半染色体平分到两个子细胞中，减半同同源源染染色色体体分分离离姐妹染姐妹染色单体色单体分离分离非同源染色体的自由组合增加了遗传的多样性减减数数第第一一分分裂裂 减减数数分分裂裂的的过过程程减减数数第第二二分分裂
6、裂间 期间 期前 期前 期中 期中 期后 期后 期末 期末 期前 期前 期中 期中 期后 期后 期末 期末 期DNADNA复制，有关蛋白质合成复制，有关蛋白质合成同源染色体联会，出现四分体，同源染色体联会，出现四分体，非姐非姐妹染色单体交叉互换妹染色单体交叉互换同源染色体排列在细胞中央的赤道板上同源染色体排列在细胞中央的赤道板上同源染色体分离，同源染色体分离，非同源染色体自由组合非同源染色体自由组合着丝点分裂，染色单体分离，染色体着丝点分裂，染色单体分离，染色体加倍后平分加倍后平分染色体平分到两个子细胞中，减半染色体平分到两个子细胞中，减半同同源源染染色色体体分分离离姐妹染姐妹染色单体色单体分
7、离分离非姐妹染色单体的交叉互换增加了遗传的多样性性原性原细胞细胞复制复制2个次级个次级性母细胞性母细胞联会（非姐妹染联会（非姐妹染色单体交叉互换）色单体交叉互换）同源染色体分离同源染色体分离非同源染色体自由组合非同源染色体自由组合初级性母初级性母细胞细胞4个性个性细胞细胞姐妹染色单体分开姐妹染色单体分开 注重假说注重假说- -演绎推理的运用演绎推理的运用项目项目基因基因染色体染色体存在特点存在特点“独立性，完整性独立性，完整性”独立性，在细胞分裂中保持一独立性，在细胞分裂中保持一定形态特征定形态特征体细胞中存在体细胞中存在成对，来自父、母成对，来自父、母成对，来自父、母成对，来自父、母减数分裂
8、形成配减数分裂形成配子过程中的行为子过程中的行为等位基因彼此分离；等位基因彼此分离；非等位基因自由组合非等位基因自由组合同源染色体彼此分离；同源染色体彼此分离；非同源染色体自由组合非同源染色体自由组合配子中存在配子中存在成单（等位基因中的一成单（等位基因中的一个）个）成单（同源染色体中的一成单（同源染色体中的一条）条）萨顿假说的提出萨顿假说的提出 根据基因的行为和染色体行为的一致性，你对基因与染色体的关根据基因的行为和染色体行为的一致性，你对基因与染色体的关系和何想法？系和何想法？ 类比推理（不可见的基因与可见的染色体）类比推理（不可见的基因与可见的染色体） 基因应在染色体上！基因应在染色体上
9、！ 遗传的染色体学说（萨顿假说）：细胞核中的染色体可能是基因遗传的染色体学说（萨顿假说）：细胞核中的染色体可能是基因的载体。的载体。摩尔根的果蝇杂交实验摩尔根的果蝇杂交实验假设二：控制眼色的基因在假设二：控制眼色的基因在X染色体上，而染色体上，而 Y上上含有含有它的等位基因。它的等位基因。总假设：控制眼色的基因在性染色体上。总假设：控制眼色的基因在性染色体上。假设一：控制眼色的基因是在假设一：控制眼色的基因是在Y染色体染色体上，上， 而而X染色体上没有它的等位基因。染色体上没有它的等位基因。假设三：控制眼色的基因在假设三：控制眼色的基因在X染色体上，染色体上，而而Y上上不含有不含有它的等位基因
10、。它的等位基因。分析：分析：假设一：控制眼色的基因在假设一：控制眼色的基因在Y染色体上染色体上亲本亲本 XX XYa配子配子 X X YaF1 XX XYa 配子配子 X X YaF2 XX ： XYa =1：1分析：分析：假设二：控制眼色的基因在假设二：控制眼色的基因在X染色体上，而染色体上，而Y上上含有含有它的等位基因。它的等位基因。亲本亲本 XAXA XaYa配子配子 XA Xa YaF1 XAXa XAYa 配子配子 XA Xa XA YaF2 XAXA XAYa XAXa XaYa3 ： 1假设三对实验一现象的假设三对实验一现象的解释解释亲本亲本 XAXA XaY配子配子 XA Xa
11、 YF1 XAXa XAY 配子配子 XA Xa XA YF2 XAXA XAY XAXa XaY假说二对实验二的解释假说二对实验二的解释:测交一亲本测交一亲本 XAXa XaYa 配子配子 XA Xa Xa Ya测交一后代测交一后代 XAXa XAY a XaXa XaYa预计结果：预计结果：红（红（ ）：红（）：红（ ）：白（）：白（ ）：白（）：白（ ）=1：1：1：1实验结果：实验结果： 126126：132132：120120：115115假说三对实验二的解释假说三对实验二的解释:测交一亲本测交一亲本 XAXa XaY 配子配子 XA Xa Xa Y测交一后代测交一后代 XAXa X
12、AY XaXa XaY预计结果：预计结果：红（红（ ）：红（）：红（ ）：白（）：白（ ）：白（）：白（ ）=1：1：1：1实验结果：实验结果： 126126：132132：120120：115115亲本亲本 红眼红眼 X 白眼白眼 野生型雄野生型雄 雌雌 后代后代 红眼雌：白眼雄红眼雌：白眼雄=1：1实验四 野生型野生型 XAYA XaXa（实验二得）（实验二得） 配子配子 XA YA Xa F1 XAXa XaYA 假设二：控制眼色的基因在假设二：控制眼色的基因在X染色体上，而染色体上，而Y上上含有含有它的等位基因。它的等位基因。F1雌雄都为红色，与实验结果（雄性都为白眼）雌雄都为红色，与
13、实验结果（雄性都为白眼）不符不符。分析：分析： 野生型野生型 XAY XaXa（实验二得）（实验二得） 配子配子 XA Y Xa F1 XAXa XaY 假设三：控制眼色的基因在假设三：控制眼色的基因在X染色体上，而染色体上，而Y上上含有含有它的等位基因。它的等位基因。实验结果实验结果 雌都为红色，雄性都为白眼雌都为红色，雄性都为白眼 相符相符结论：结论：控制果蝇眼色的基因只在控制果蝇眼色的基因只在X染色体上染色体上萨顿假说成立：基因在染色体上萨顿假说成立：基因在染色体上 遗传病遗传方式的判断： 结论：结论： 控制果蝇控制果蝇眼色遗传的基因位于眼色遗传的基因位于X性染色体性染色体上。上。 摩尔
14、根第一次将基因定位在染色体上，染色体就是基因的载体！摩尔根第一次将基因定位在染色体上，染色体就是基因的载体！摩尔根被尊为细胞遗传学的创始人，并于摩尔根被尊为细胞遗传学的创始人，并于1933年获得了诺贝尔生年获得了诺贝尔生理学或医学奖。理学或医学奖。 现代遗传学证明：基因在染色体上呈线性排列现代遗传学证明：基因在染色体上呈线性排列.现代分子技术将基因定位在在染色体上现代分子技术将基因定位在在染色体上果蝇某条染色体上的几个基因果蝇某条染色体上的几个基因 二、孟德尔定律的细胞学解释二、孟德尔定律的细胞学解释 核心内容：基因的位置与行为核心内容：基因的位置与行为 1.示范：等位基因的位置：？示范：等位
15、基因的位置：？ 位于同源染色体的相同位点上控制一对相对性状的基因位于同源染色体的相同位点上控制一对相对性状的基因 2.学生：非等位基因的位置：？学生：非等位基因的位置：？ 位于非同源染色体上位于非同源染色体上 位于同源染色体上位于同源染色体上 减数分裂产生配子过程中染色体、基因的行为？减数分裂产生配子过程中染色体、基因的行为？ 采用概念形成式教学采用概念形成式教学 表观遗传学是20世纪80年代逐渐兴起的一门学科，是在研究与经典的孟德尔遗传学遗传法则不相符的许多生命现象过程中逐步发展起来的。X X染色体的随机失活染色体的随机失活X-连锁的连锁的b基因控制橙色基因控制橙色(orange)毛皮，其毛
16、皮，其等位基因等位基因B是控制黑色的毛皮。带有是控制黑色的毛皮。带有b基基因的因的X染体若染体若失活失活，B基因表基因表达产生黑色毛斑，若带有达产生黑色毛斑，若带有B基基因的因的X染色体若失活，染色体若失活，b基因基因表达则产生橙黄色毛斑。表达则产生橙黄色毛斑。玳瑁猫玳瑁猫图4.9 玳瑁猫毛色的形成 思考： 玳瑁猫一般只出现在雌性中，但偶见一只雄性的玳瑁猫。请对这只雄性玳瑁猫形成的原因作合理的推测。 巴氏小体 人以及哺乳动物细胞中失活的X染色体被称之为巴氏小体。经染色处理后，巴氏小体的数目及形态可通过显微镜观察得知。 1949年，美国学者巴尔(M.L.Barr)等发现雌猫的神经细胞间期核中有一
17、个深染的小体而雄猫却没有。从人的口腔内刮取少许上皮细胞或取头发的发根，经染色处理后即可看到。巴氏小体直径约1微米，位于细胞核周缘部，略呈三角形、尖端向内。通过巴氏小体检查可确定胎儿性别和查出性染色体异常的患者，X-连锁的6-磷酸葡糖脱氧酶(G-6-PD)的测定也为莱昂假设提供了有力证据。女性虽然有二条X染色体，但其G-6-PD活性和男性的相同，表明其X染色体的总量有一半是失活的，这正好说明了剂量补偿作用。 思考： 通过观察细胞中巴氏小体，可用于性别的鉴定，试分析这种性别鉴定的依据是什么？某克氏（Klinefelters）综合征患者外貌为男性，但有一个巴氏小体，则其患病的原因可能是什么？如克氏(
18、Klinefelters)综合征患者外貌为男性，但有一个巴氏小体，可判定患者的核型是47，XXY;而外表为女性的特纳氏(Turners)综合征患者却无巴氏小体，故判断患者的核型是45，XO。其他性染色体异常的患者如XXY、XXYY有1个巴氏小体，而XXX、XXXY有2个巴氏小体等。巴氏小体的数目=X染色体数目-1。莱昂假说(Lyon hypothesis):(1)巴尔小体是一个失活的X染色体，失活的过程就称为莱昂化(lyonization);(2)在雌性哺乳动物，其体细胞中的两个X染色体中有一个X染色体在受精后的第16天(受精卵增殖到5000-6000，植入子宫壁时失活;(3)两条X染色体中哪
19、一条失活是随机的;(4)X染色体失活后，细胞继续分裂形成的克隆中，此条染色体都是失活的;(5)生殖细胞形成时失活的 X染色体可得到恢复的。1974年Lyon又提出了新莱昂假说，认为X染色体的失活是部分片段的失活。 思考： 色盲是X染色体上的隐性基因b控制的，女性中XBXb的色觉是否正常？某携带者的表现为色弱，其原因可能是与巴氏小体的形成相关，请就这一因果关系作出分析。人类有一种X-连锁的异常叫做无汗性外胚层发育不良(anhidrotic ectodermal dysplasia)，本病主要表现为毛发稀少，牙齿发育异常，无汗或少汗，以及表皮和附件异常。携带的(基因型为杂合子的)女性表现出来有齿和
20、无齿颚区的嵌镶以及有汗腺和无汗腺皮肤的嵌镶。这两种嵌镶的位置在个体之间明显不同，这是由于发育期一条X染色体随机失活所致。1974年Lyon又提出了新莱昂假说，认为X染色体的失活是部分片段的失活。图4.10 胞嘧啶的甲基化遗传印迹（基因组印迹）基因组印记是指来自父方和母方的等位基因在通过精子和卵子传递给子代时发生了修饰，使带有亲代印记的等位基因具有不同的表达特性，这种修饰常为DNA甲基化修饰，也包括组蛋白乙酰化、甲基化等修饰。在生殖细胞形成早期，来自父方和母方的印记将全部被消除，父方等位基因在精母细胞形成精子时产生新的甲基化模式，但在受精时这种甲基化模式还将发生改变；母方等位基因甲基化模式在卵子发生时形成，因此在受精前来自父方和母方的等位基因具有不同的甲基化模式。表观遗传学： 与基因碱基序列变化无关，能影响基因表达进而影响表型的现象叫做表观遗传。
