“伴性遺傳”一節(jié)基于實(shí)踐的教學(xué)設(shè)計(jì)

羊垂功 鄒家位

(廣東省開(kāi)平市開(kāi)僑中學(xué) 529300)

1 教材分析

“伴性遺傳”是人教版高中生物學(xué)教材必修2《遺傳與變異》第2章“基因和染色體的關(guān)系”第3節(jié)內(nèi)容，包括“伴性遺傳概念”“伴X染色體隱性遺傳”“伴 X 染色體顯性遺傳”“伴Y染色體遺傳”及“伴性遺傳在實(shí)踐中的應(yīng)用”五部分內(nèi)容。這部分內(nèi)容是在學(xué)習(xí)“孟德?tīng)栠z傳定律”“減數(shù)分裂”與“基因在染色體上”基礎(chǔ)上，進(jìn)一步了解基因在性染色體上的遺傳規(guī)律、遺傳特點(diǎn)，其編排目的是為了使學(xué)生對(duì)真核細(xì)胞的遺傳規(guī)律認(rèn)識(shí)更加完整。本節(jié)教學(xué)重、難點(diǎn)是“人類紅綠色盲癥”這一“伴X染色體隱性遺傳病”，只要學(xué)生理解該癥遺傳方式、遺傳特點(diǎn)，具備信息處理、邏輯推理等能力基礎(chǔ)，自然能理解抗維生素D佝僂病的遺傳方式、遺傳特點(diǎn)及伴性遺傳在實(shí)踐中的應(yīng)用。

2 教學(xué)目標(biāo)

2.1 知識(shí)目標(biāo) 概述伴性遺傳的特點(diǎn)；了解伴性遺傳規(guī)律；舉例說(shuō)明伴性遺傳在實(shí)踐中的應(yīng)用。

2.2 能力目標(biāo) 運(yùn)用資料分析的方法，總結(jié)人類紅綠色盲癥的遺傳規(guī)律，培養(yǎng)邏輯推理和綜合分析能力。

2.3 情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo) 對(duì)人類遺傳病患者和性別決定有正確認(rèn)識(shí)。

3 教學(xué)過(guò)程

3.1 伴性遺傳概念與紅綠色盲癥的發(fā)現(xiàn) 教師創(chuàng)設(shè)問(wèn)題串，引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生回顧摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)，了解伴性遺傳概念、導(dǎo)入新課：因?yàn)榭刂乒壯凵幕蛟谛匀旧w上，所以導(dǎo)致其眼色遺傳總與性別相關(guān)聯(lián)，這種現(xiàn)象叫做“伴性遺傳”。果蠅中存在伴性遺傳現(xiàn)象，人類中存不存在伴性遺傳現(xiàn)象？伴性遺傳有哪些遺傳方式、遺傳特點(diǎn)以及伴性遺傳在實(shí)踐中有什么應(yīng)用？這是本節(jié)課要解決的問(wèn)題，引出課題“伴性遺傳”。教師給學(xué)生時(shí)間閱讀教材，了解人類紅綠色盲癥發(fā)現(xiàn)過(guò)程并創(chuàng)設(shè)問(wèn)題串，營(yíng)造教學(xué)懸念，引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入人類紅綠色盲癥遺傳方式、遺傳特點(diǎn)學(xué)習(xí)：①道爾頓的母親不患色盲，為什么道爾頓與他弟弟患色盲？其母親的基因型是什么？②倘若知道道爾頓父親也是色盲癥患者，道爾頓有一個(gè)妹妹，請(qǐng)您預(yù)設(shè)她是否會(huì)患色盲，為什么？

3.2 人類紅綠色盲癥遺傳方式 教師展示典型的紅綠色盲家系圖(圖1)，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題串，引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生交流、討論：①控制人類紅綠色盲的基因是顯性基因，還是隱性基因？為什么？②控制人類紅綠色盲基因位于常染色體上，還是位于性染色體上？如果在性染色體上，是在X染色體上還是在Y染色體上？為什么？學(xué)生相互補(bǔ)充、完善：①第Ⅱ代3號(hào)和4號(hào)個(gè)體無(wú)病，但第Ⅲ代6號(hào)個(gè)體有病，得出紅綠色盲是由隱性基因控制的遺傳病；②因?yàn)檎麄€(gè)家系圖三代中只有男性患者，沒(méi)有女性患者即紅綠色盲這一癥狀始終與性別相關(guān)，因此控制紅綠色盲的基因在性染色體上(家系圖中沒(méi)有給出女性患者，學(xué)生依據(jù)摩爾根果蠅眼色雜交實(shí)驗(yàn)等原有認(rèn)知很容易陷入這種不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评磉^(guò)程)。教師展示2010—2015年這六年以來(lái)某中學(xué)患紅綠色盲癥學(xué)生的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，以矯正學(xué)生認(rèn)知錯(cuò)誤，即我們是依據(jù)男性患者多于女性患者，推導(dǎo)出控制色盲的基因在性染色體上，而不是依據(jù)家系圖中只有男性患者推導(dǎo)出控制色盲的基因在性染色體上。因?yàn)榻y(tǒng)計(jì)個(gè)體數(shù)量不夠大時(shí)，常染色體隱性遺傳病的家系圖中也會(huì)出現(xiàn)全部是男性患者的現(xiàn)象。以使學(xué)生明確研究人類遺傳病，不能像果蠅那樣做遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)，只能在人群中通過(guò)調(diào)查其發(fā)病率的方式進(jìn)行；因?yàn)楦赣H只能將Y染色體傳給兒子，倘若控制色盲的基因在Y染色體上，家系圖中第1代1號(hào)個(gè)體患病，第Ⅱ代2號(hào)個(gè)體理應(yīng)患病。但事實(shí)是第Ⅱ代2號(hào)個(gè)體不患病，進(jìn)而可以否定紅綠色盲基因在Y染色體上這一假設(shè)，確定紅綠色盲是一種伴X染色體隱性遺傳病。

3.3 人類紅綠色盲癥的遺傳特點(diǎn) 先引導(dǎo)學(xué)生掌握紅綠色盲患者與正常色覺(jué)者基因型的表示方法，然后在小組交流、討論基礎(chǔ)上，安排四個(gè)小組學(xué)生代表上黑板分別展示相應(yīng)的遺傳圖解并闡述其遺傳特點(diǎn)，小組之間再相互補(bǔ)充、完善：①女性正常(XBXB)與男性色盲(XbY)這一婚配組合中，父親攜帶有色盲基因、母親不攜帶有色盲基因，父親的致病基因只能隨X染色體傳遞給女兒、不能傳遞給兒子，母親的基因既可以隨X染色體傳遞給女兒也可以隨X染色體傳遞給兒子，所以他們后代中兒子和女兒色覺(jué)都正常，但由于女兒從父親那里得到了一個(gè)紅綠色盲基因，因此她是紅綠色盲的攜帶者；②女性攜帶者 (XBXb)與男性正常 (XBY )這一婚配組合中，母親攜帶有一個(gè)色盲基因、父親不攜帶有色盲基因，所以他們的后代中兒子有1/2正常，

圖1 典型紅綠色盲家系圖

1/2為紅綠色盲，女兒都不患色盲，但有1/2為紅綠色盲攜帶者；③女性攜帶者(XBXb)與男性色盲(XbY)這一婚配組合中，由于雙親都攜帶有一個(gè)色盲基因，所以他們的后代中兒子有1/2正常，1/2為紅綠色盲，女兒有1/2為色盲攜帶者，1/2為紅綠色盲；④女性色盲(XbXb)與正常男性 (XBY)這一婚配組合中，由于母親攜帶有兩個(gè)色盲基因，父親不攜帶色盲基因，所以他們的后代中女兒全部為色盲攜帶者，兒子全部為色盲。

教師矯正學(xué)生表述、書(shū)寫(xiě)錯(cuò)誤并與學(xué)生歸納、總結(jié)遺傳圖解的規(guī)范書(shū)寫(xiě)步驟和注意事項(xiàng)，然后要求學(xué)生將以上四個(gè)遺傳圖解整合成遺傳家系圖(圖2)，分析、理解紅綠色盲癥的遺傳特點(diǎn)：①男性患者多于女性患者(男性只要含有一個(gè)紅綠色盲基因就會(huì)表現(xiàn)為色盲，而女性必須同時(shí)含有兩個(gè)紅綠色盲基因才能表現(xiàn)為色盲)；②存在隔代遺傳現(xiàn)象：由于女性攜帶一個(gè)紅綠色盲基因不患色盲癥，男性攜帶一個(gè)紅綠色盲基因都患色盲癥，所以存在隔了一代才患紅綠色盲癥現(xiàn)象，即外祖父(患紅綠色盲癥，第Ⅰ代2號(hào))將紅綠色盲基因傳遞給女兒→女兒(第Ⅱ代2號(hào)，紅綠色盲攜帶者)將紅綠色盲基因傳遞給兒子→外孫患紅綠色盲癥(第Ⅲ代3號(hào))；③存在交叉遺傳：即兒子(第Ⅲ代3號(hào))紅綠色盲基因只能從其母親(第Ⅱ代2號(hào))那里傳來(lái)，以后只能傳給他的女兒(第Ⅳ代2、3號(hào))；④母(第Ⅳ代3號(hào))患子(第Ⅴ代3號(hào))必患，女(第Ⅳ代3號(hào))患父(第Ⅲ代3號(hào))必患(因?yàn)榕畠夯蚰赣H含有兩個(gè)紅綠色盲基因，必定有一個(gè)來(lái)自其父親或有一個(gè)傳遞給其兒子，而男性只要含有一個(gè)紅綠色盲基因都患色盲癥)。

圖2 人類紅綠色盲家系圖

3.4 其他伴性遺傳病的遺傳特點(diǎn) 教師展示人類抗維生素D佝僂病家系圖，組織學(xué)生分析其遺傳方式、遺傳特點(diǎn)。因?yàn)樵撨z傳病不符合伴X染色體隱性遺傳的特點(diǎn)，進(jìn)而推斷其屬于伴X染色體顯性遺傳病，再展示相應(yīng)表格,學(xué)生交流、討論，相互補(bǔ)充、完善(表1)。最后展示人類外耳道多毛癥的遺傳系譜圖，學(xué)生分析、總結(jié)其特點(diǎn)：傳男不傳女。

表1 抗維生素D佝僂病的遺傳特點(diǎn)分析

3.5 伴性遺傳在實(shí)踐中的應(yīng)用 引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用伴性遺傳知識(shí)解釋道爾頓癥：①道爾頓母親是紅綠色盲基因攜帶者，可以將紅綠色盲基因傳遞給道爾頓及其弟弟；②倘若道爾頓母親將正常基因傳遞給其妹妹，則其妹妹為紅綠色盲的攜帶者，倘若道爾頓母親將紅綠色盲基因傳遞給其妹妹，則其妹妹為紅綠色盲癥患者；學(xué)生閱讀教材了解另一種伴性遺傳類型及其在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用。

教師展示相關(guān)試題深化學(xué)生邏輯推理能力、綜合分析能力：雞的性別決定方式屬于ZW型，現(xiàn)有一只純種雌性蘆花雞與一只純種雄性非蘆花雞交配多次，F(xiàn)1中雄雞均為蘆花形，雌雞均為非蘆花形。據(jù)此推測(cè)錯(cuò)誤的是( C )。

A．控制蘆花和非蘆花性狀的基因在Z染色體上， 而不可能在W染色體上

B．雄雞中蘆花雞所占比例比雌雞中的相應(yīng)比例大

C．讓F1中的雌雄雞自由交配，產(chǎn)生的F2中雄雞表現(xiàn)型有一種，雌雞有兩種

D．讓F2中的雌雄蘆花雞交配，產(chǎn)生的F3中蘆花雞占3/4

4 教學(xué)反思

本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)依據(jù)學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)、教材編寫(xiě)意圖，以“設(shè)置情境—提出問(wèn)題—解決問(wèn)題—實(shí)踐應(yīng)用”為主線，將培養(yǎng)學(xué)生思維能力貫穿教學(xué)始終，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。在本節(jié)課的教學(xué)與學(xué)習(xí)中還要避免兩個(gè)知識(shí)誤區(qū)，即“將隔代遺傳與交叉遺傳等同”“將交叉遺傳作為伴X染色體隱性遺傳特點(diǎn)”。其實(shí)兩者存在本質(zhì)區(qū)別：隔代遺傳表示的是伴X染色體隱性遺傳的一種遺傳現(xiàn)象，其得以體現(xiàn)的基礎(chǔ)是女性存在攜帶者，與其相對(duì)應(yīng)的是伴X染色體顯性遺傳中的連續(xù)遺傳現(xiàn)象(女性不存在攜帶者)；交叉遺傳表示的是X染色體的傳遞規(guī)律即男性X染色體只能來(lái)自母親并傳遞給女兒，因此無(wú)論是伴X染色體隱性遺傳還是伴X染色體顯性遺傳都存在交叉遺傳。