“伴性遗传”一节基于实践的教学设计

羊垂功 邹家位

(广东省开平市开侨中学 529300)

1 教材分析

“伴性遗传”是人教版高中生物学教材必修2《遗传与变异》第2章“基因和染色体的关系”第3节内容，包括“伴性遗传概念”“伴X染色体隐性遗传”“伴 X 染色体显性遗传”“伴Y染色体遗传”及“伴性遗传在实践中的应用”五部分内容。这部分内容是在学习“孟德尔遗传定律”“减数分裂”与“基因在染色体上”基础上，进一步了解基因在性染色体上的遗传规律、遗传特点，其编排目的是为了使学生对真核细胞的遗传规律认识更加完整。本节教学重、难点是“人类红绿色盲症”这一“伴X染色体隐性遗传病”，只要学生理解该症遗传方式、遗传特点，具备信息处理、逻辑推理等能力基础，自然能理解抗维生素D佝偻病的遗传方式、遗传特点及伴性遗传在实践中的应用。

2 教学目标

2.1 知识目标 概述伴性遗传的特点；了解伴性遗传规律；举例说明伴性遗传在实践中的应用。

2.2 能力目标 运用资料分析的方法，总结人类红绿色盲症的遗传规律，培养逻辑推理和综合分析能力。

2.3 情感态度与价值观目标 对人类遗传病患者和性别决定有正确认识。

3 教学过程

3.1 伴性遗传概念与红绿色盲症的发现 教师创设问题串，引导、启发学生回顾摩尔根果蝇杂交实验，了解伴性遗传概念、导入新课：因为控制果蝇眼色的基因在性染色体上，所以导致其眼色遗传总与性别相关联，这种现象叫做“伴性遗传”。果蝇中存在伴性遗传现象，人类中存不存在伴性遗传现象？伴性遗传有哪些遗传方式、遗传特点以及伴性遗传在实践中有什么应用？这是本节课要解决的问题，引出课题“伴性遗传”。教师给学生时间阅读教材，了解人类红绿色盲症发现过程并创设问题串，营造教学悬念，引领学生进入人类红绿色盲症遗传方式、遗传特点学习：①道尔顿的母亲不患色盲，为什么道尔顿与他弟弟患色盲？其母亲的基因型是什么？②倘若知道道尔顿父亲也是色盲症患者，道尔顿有一个妹妹，请您预设她是否会患色盲，为什么？

3.2 人类红绿色盲症遗传方式 教师展示典型的红绿色盲家系图(图1)，创设问题串，引导、启发学生交流、讨论：①控制人类红绿色盲的基因是显性基因，还是隐性基因？为什么？②控制人类红绿色盲基因位于常染色体上，还是位于性染色体上？如果在性染色体上，是在X染色体上还是在Y染色体上？为什么？学生相互补充、完善：①第Ⅱ代3号和4号个体无病，但第Ⅲ代6号个体有病，得出红绿色盲是由隐性基因控制的遗传病；②因为整个家系图三代中只有男性患者，没有女性患者即红绿色盲这一症状始终与性别相关，因此控制红绿色盲的基因在性染色体上(家系图中没有给出女性患者，学生依据摩尔根果蝇眼色杂交实验等原有认知很容易陷入这种不严谨的推理过程)。教师展示2010—2015年这六年以来某中学患红绿色盲症学生的统计结果，以矫正学生认知错误，即我们是依据男性患者多于女性患者，推导出控制色盲的基因在性染色体上，而不是依据家系图中只有男性患者推导出控制色盲的基因在性染色体上。因为统计个体数量不够大时，常染色体隐性遗传病的家系图中也会出现全部是男性患者的现象。以使学生明确研究人类遗传病，不能像果蝇那样做遗传学实验，只能在人群中通过调查其发病率的方式进行；因为父亲只能将Y染色体传给儿子，倘若控制色盲的基因在Y染色体上，家系图中第1代1号个体患病，第Ⅱ代2号个体理应患病。但事实是第Ⅱ代2号个体不患病，进而可以否定红绿色盲基因在Y染色体上这一假设，确定红绿色盲是一种伴X染色体隐性遗传病。

3.3 人类红绿色盲症的遗传特点 先引导学生掌握红绿色盲患者与正常色觉者基因型的表示方法，然后在小组交流、讨论基础上，安排四个小组学生代表上黑板分别展示相应的遗传图解并阐述其遗传特点，小组之间再相互补充、完善：①女性正常(XBXB)与男性色盲(XbY)这一婚配组合中，父亲携带有色盲基因、母亲不携带有色盲基因，父亲的致病基因只能随X染色体传递给女儿、不能传递给儿子，母亲的基因既可以随X染色体传递给女儿也可以随X染色体传递给儿子，所以他们后代中儿子和女儿色觉都正常，但由于女儿从父亲那里得到了一个红绿色盲基因，因此她是红绿色盲的携带者；②女性携带者 (XBXb)与男性正常 (XBY )这一婚配组合中，母亲携带有一个色盲基因、父亲不携带有色盲基因，所以他们的后代中儿子有1/2正常，

图1 典型红绿色盲家系图

1/2为红绿色盲，女儿都不患色盲，但有1/2为红绿色盲携带者；③女性携带者(XBXb)与男性色盲(XbY)这一婚配组合中，由于双亲都携带有一个色盲基因，所以他们的后代中儿子有1/2正常，1/2为红绿色盲，女儿有1/2为色盲携带者，1/2为红绿色盲；④女性色盲(XbXb)与正常男性 (XBY)这一婚配组合中，由于母亲携带有两个色盲基因，父亲不携带色盲基因，所以他们的后代中女儿全部为色盲携带者，儿子全部为色盲。

教师矫正学生表述、书写错误并与学生归纳、总结遗传图解的规范书写步骤和注意事项，然后要求学生将以上四个遗传图解整合成遗传家系图(图2)，分析、理解红绿色盲症的遗传特点：①男性患者多于女性患者(男性只要含有一个红绿色盲基因就会表现为色盲，而女性必须同时含有两个红绿色盲基因才能表现为色盲)；②存在隔代遗传现象：由于女性携带一个红绿色盲基因不患色盲症，男性携带一个红绿色盲基因都患色盲症，所以存在隔了一代才患红绿色盲症现象，即外祖父(患红绿色盲症，第Ⅰ代2号)将红绿色盲基因传递给女儿→女儿(第Ⅱ代2号，红绿色盲携带者)将红绿色盲基因传递给儿子→外孙患红绿色盲症(第Ⅲ代3号)；③存在交叉遗传：即儿子(第Ⅲ代3号)红绿色盲基因只能从其母亲(第Ⅱ代2号)那里传来，以后只能传给他的女儿(第Ⅳ代2、3号)；④母(第Ⅳ代3号)患子(第Ⅴ代3号)必患，女(第Ⅳ代3号)患父(第Ⅲ代3号)必患(因为女儿或母亲含有两个红绿色盲基因，必定有一个来自其父亲或有一个传递给其儿子，而男性只要含有一个红绿色盲基因都患色盲症)。

图2 人类红绿色盲家系图

3.4 其他伴性遗传病的遗传特点 教师展示人类抗维生素D佝偻病家系图，组织学生分析其遗传方式、遗传特点。因为该遗传病不符合伴X染色体隐性遗传的特点，进而推断其属于伴X染色体显性遗传病，再展示相应表格,学生交流、讨论，相互补充、完善(表1)。最后展示人类外耳道多毛症的遗传系谱图，学生分析、总结其特点：传男不传女。

表1 抗维生素D佝偻病的遗传特点分析

3.5 伴性遗传在实践中的应用 引导学生运用伴性遗传知识解释道尔顿症：①道尔顿母亲是红绿色盲基因携带者，可以将红绿色盲基因传递给道尔顿及其弟弟；②倘若道尔顿母亲将正常基因传递给其妹妹，则其妹妹为红绿色盲的携带者，倘若道尔顿母亲将红绿色盲基因传递给其妹妹，则其妹妹为红绿色盲症患者；学生阅读教材了解另一种伴性遗传类型及其在生产实践中的应用。

教师展示相关试题深化学生逻辑推理能力、综合分析能力：鸡的性别决定方式属于ZW型，现有一只纯种雌性芦花鸡与一只纯种雄性非芦花鸡交配多次，F1中雄鸡均为芦花形，雌鸡均为非芦花形。据此推测错误的是( C )。

A．控制芦花和非芦花性状的基因在Z染色体上， 而不可能在W染色体上

B．雄鸡中芦花鸡所占比例比雌鸡中的相应比例大

C．让F1中的雌雄鸡自由交配，产生的F2中雄鸡表现型有一种，雌鸡有两种

D．让F2中的雌雄芦花鸡交配，产生的F3中芦花鸡占3/4

4 教学反思

本节教学设计依据学生原有认知结构、教材编写意图，以“设置情境—提出问题—解决问题—实践应用”为主线，将培养学生思维能力贯穿教学始终，激发学生学习兴趣、提升学生科学素养。在本节课的教学与学习中还要避免两个知识误区，即“将隔代遗传与交叉遗传等同”“将交叉遗传作为伴X染色体隐性遗传特点”。其实两者存在本质区别：隔代遗传表示的是伴X染色体隐性遗传的一种遗传现象，其得以体现的基础是女性存在携带者，与其相对应的是伴X染色体显性遗传中的连续遗传现象(女性不存在携带者)；交叉遗传表示的是X染色体的传递规律即男性X染色体只能来自母亲并传递给女儿，因此无论是伴X染色体隐性遗传还是伴X染色体显性遗传都存在交叉遗传。