基因的显性和隐性
素材一 重难突破处理策略 [重难点一] 描述控制相对性状的一对基因的传递特点(重、难点) 重、难点分析:
学生通过前面的学习对生物的性状和生物的相对性状已形成了初步的概念,并了解基因控制性状。同时了解很多生物遗传的现象,所以,他们已经具备了达到本节教学目的的基本条件。但是由于他们的知识和能力有限,对“性状究竟是怎样遗传的?”充满好奇的同时又很陌生,本节内容相对比较抽象,具有一定的难度。
突破方案:
基因的传递是看不见摸不着的,比较抽象,而科学家对基因传递的研究都是通过对性状遗传规律的研究来推测的,所以,要让学生明白,想知道基因是怎么遗传的首先要知道性状是怎么遗传的,基因控制性状,基因怎么传递,表现在外在性状上就会显示一定的规律性。
[重难点二] 举例说出相对性状和基因的显隐性之间的关系(重点) 重点分析:
相对性状是同种生物同一性状的不同表现形式,为什么同种生物的同一性状会有不同的表现形式呢?在第一节“基因控制生物的性状”中只提到了相对性状的概念,而没有深度解释。
突破方案:
理解相对性状是了解基因显隐性的前提,同时掌握了基因的显性和隐性之后会更加深刻地理解生物的相对性状,正是因为基因有显隐性之分,所以,由基因控制的性状在表现上才有所不同,那相对性状和基因的显隐性到底是什么关系呢?因为隐性基因在和显性基因在一起时被隐藏了,其控制的性状表现不出来,也就是说隐性基因和显性基因在一起时只表现显性基因控制的性状,所以,成对的基因是显性纯合或者是杂合时,其控制的性状都表现为显性性状,只有两个基因都是隐性时,其控制的性状才表现为隐性性状。比如眼皮单双的问题,当两个基因都是控制双眼皮的或者是一个控制双眼皮一个控制单眼皮的表现出来的性状就都是双眼皮,只有两个基因都是控制单眼皮时才表现为单眼皮。
[重难点三] 说明近亲结婚的危害(难点) 难点分析:
有的学生只是听说过有关《婚姻法》中禁止近亲结婚的规定,但是“为什么禁止?”“近亲之间结婚会有什么危害?”大部分同学可能并不了解。
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突破方案:
当学生明白了显、隐性基因的传递特点后,再引出亲近结婚的问题,也就是说,如果人类的某种遗传病是一种隐性性状时,它就往往带有很大的隐蔽性,即看上去健康的一对夫妇却生下了患有遗传病的孩子。那什么样的夫妇容易生下患遗传病的孩子呢?当夫妇二人都携带共同的隐性致病基因时,两个隐性致病基因结合在一起的可能性就大,
后代患病的几率就高。而同家族中携带同样的隐性致病基因的可能性就很大,所以近亲结婚的危害很大,大到什么程度呢?教师拿出遗传病发病率的数据展示给学生看。我国的《婚姻法》规定禁止近亲结婚。
素材二 音视图资源 详见光盘内容 1.孟德尔简介 2.豌豆花实验 3.近亲结婚的危害
4.孟德尔豌豆杂交实验示意图 5.孟德尔豌豆杂交实验结果 6.豌豆的显性和隐性性状 7.基因组成与性状的关系 8.直系血亲和旁系血亲 9.白化病
10.单双眼皮的遗传 素材三 导入课堂 [设疑导入] 前两节课我们一起探究了基因控制生物的性状,基因在亲子间的传递。有的同学早想知道为什么父母都是双眼皮,可自己却是单眼皮,希望给予解释。要解决这些问题不能光靠推测,要像科学家一样进行实验。引导学生介绍孟德尔和孟德尔的豌豆杂交实验。
[调查导入] 父母都是双眼皮,子女会有可能是单眼皮吗?调查班上的同学的父母是双眼皮,而自己却是单眼皮的数量。(每班均有为数不多的几个)为什么出现这种现象?学了今天的生物学知识就能帮你解开这个秘密。
[视频导入] 播放一段孟德尔进行豌豆杂交实验的视频资料,师生共同欣赏,然后提出设问:为什么高茎豌豆和矮茎豌豆杂交后获得的种子,种植下去都表现为高茎?
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素材四 拓展材料 1.孟德尔的豌豆实验
孟德尔开始进行豌豆实验时,达尔文进化论刚刚问世。他仔细研读了达尔文的著作,从中吸收丰富的营养。保存至今的孟德尔遗物之中,就有好几本达尔文的著作,上面还留着孟德尔的手批,足见他对达尔文及其著作的关注。
起初,孟德尔豌豆实验并不是有意为探索遗传规律而进行的。他的初衷是希望获得优良品种,只是在试验的过程中,逐步把重点转向了探索遗传规律。除了豌豆以外,孟德尔还对其他植物作了大量的类似研究,其中包括玉米、紫罗兰和紫茉莉等,以期证明他发现的遗传规律对大多数植物都是适用的。
从生物的整体形式和行为中很难观察并发现遗传规律,而从个别性状中却容易观察,这也是科学界长期困惑的原因。孟德尔不仅考察生物的整体,更着眼于生物的个别性状,这是他与前辈生物学家的重要区别之一。孟德尔选择的实验材料也是非常科学的。因为豌豆属于具有稳定品种的自花授粉植物,容易栽种,容易逐一分离计数,这对于他发现遗传规律提供了有利的条件。
孟德尔清楚自己的发现所具有的划时代意义,但他还是慎重地重复实验了多年,以期更加臻于完善、1865年,孟德尔在布鲁恩科学协会的会议厅,将自己的研究成果分两次宣读。第一次,与会者礼貌而兴致勃勃地听完报告,孟德尔只简单地介绍了试验的目的、方法和过程,为时一小时的报告就使听众如坠入云雾中。 2.孟德尔试验成功因素
1.正确选用实验材料。豌豆是严格的自花授粉植物,在花开之前即完成授粉过程,避免了外来花粉的干扰。豌豆具有一些稳定的、容易区分的性状,所获实验结果可靠。 2.应用统计学方法分析实验结果。
3.从单因子到多因子的研究方法。对生物性状进行分析时,孟德尔开始只对一对性状的遗传情况进行研究,暂时忽略其他性状,明确一对性状的遗传情况后再进行对2对、3对甚至更多对性状的研究。
3.人类基因组计划编辑
人类基因组计划(human genome project, HGP)是由美国科学家于1985年率先提出,于1990年正式启动的。美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同参与了这一预算达30亿美元的人类基因组计划。按照这个计划的设想,在2005年,要把人体内约2.5万个基因的密码全部解开,同时绘制出人类基因的谱图。换句话说,就是要揭开组成人体2.5万个基因的30亿个碱基对的秘密。人类基因组计划与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划。被誉为生命科学的“登月计
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划”。
人类基因组计划(英语:Human Genome Project, HGP)是一项规模宏大,跨国跨学科的科学探索工程。其宗旨在于测定组成人类染色体(指单倍体)中所包含的30亿个碱基对组成的核苷酸序列,从而绘制人类基因组图谱,并且辨识其载有的基因及其序列,达到破译人类遗传信息的最终目的。基因组计划是人类为了探索自身的奥秘所迈出的重要一步,是继曼哈顿计划和阿波罗登月计划之后,人类科学史上的又一个伟大工程。截止到2005年,人类基因组计划的测序工作已经完成。其中,2001年人类基因组工作草图的发表(由公共基金资助的国际人类基因组计划和私人企业塞雷拉基因组公司各自独立完成,并分别公开发表)被认为是人类基因组计划成功的里程碑。 4.近亲结婚
指人类中血缘相近的个体间的通婚。所谓近亲是指在3~4代以内有共同祖先的两个人。近亲结婚可导致基因纯合化,使不良隐性状得以表现或使遗传病的发生率增加。因为近亲间往往有某些基因相同,例如表兄妹有1/8的可能带有相同的基因。其理由如下:已知子女的基因有一半来自父亲,另一半则来自母亲。所以子女与父亲(或母亲)之间有1/2的可能带有相同的基因。
亲兄妹间有1/2的可能带有相同的基因。表兄妹之间有1/8的可能带有相同的基因。人类有许多遗传病是由隐性基因控制的。患者都是隐性纯合体,一般患病率都很低,但致病基因的携带者却相当多。在随机婚配下,配偶都为隐性致病基因的携带者的机会是不多的,但在近亲结婚时,由于他们常有相同的基因,两个致病基因相遇的机会就多了。例如半乳糖血症,在一般群体中约每150人中有1人为该病的隐性基因的携带者,在随机婚配时,两个人均为携带者的婚配概率为1/150×1/150=l/22500,他们所生子女的发病率为1/4,因此,子女发病的危险率为1/22500×1/4=l/90000;但表兄妹结婚时,因他们共同携有同一隐性基因的概率为1/8,所以其子女发病危险率为1/150×1/8×1/4=1/4800,为随机婚配(非近亲结婚)的19倍。如果家族中已发现有隐性遗传病患者,近亲结婚的危害性就更为明显。例如,某女人的叔父为先天性聋哑病患者,如果她与姑表兄结婚,其危害性可通过以下分析得知:因她的叔父为患者,可知其祖父、母均为致病基因的携带者,因而她的父亲和姑母都各有2/3的概率是致病基因的携带者,而他们将致病基因传递给子女的概率为1/2,所以该女人和她的表兄各有2/3×1/2=l/3的可能为携带者,她俩婚配,所生子女的发病率应为1/3×1/3×1/4=1/36;但若她俩各自随机婚配,子女发病率为1/3×l/50×1/4=1/600这里假定人群中先天性聋哑致病基因携带者出现的概率为1/50)。总之,近亲结婚增加了男女双方的隐性有害基因相遇的机会,使子女中常染色体隐性遗传病发生率显著增加,同时流产率、死胎率、儿童早期死亡率、先天畸形率等也有增加。现列出两种婚配情况下的遗传病发病率的比较:
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