基因的显性与隐性(生物教案)

第七单元第二章第三节基因的显性和隐性

教案目标：

知识目标：相对性状与基因之间的关系；

控制相对性状的一对基因的传递特点；

近亲结婚的危害；

能力目标：能够根据基因型推断出相对性状；

情感、价值观：增强实事求是的科学态度和运用科学方法解释生命科学的有关问题；

教案重点：

基因的显性和隐性与性状之间的关系；

相对性状与基因之间的关系；

控制相对性状的一对基因的传递特点；

近亲结婚的危害；

教案难点：

基因的显性和隐性与性状之间的关系；

相对性状与基因之间的关系；

控制相对性状的一对基因的传递特点；

教案方法：

讲述法、讨论法；

教案准备：

多媒体电子课件；

课时安排：

1课时；

教案过程：

【复习上堂课内容】

师：基因与染色体的关系。

生：一条染色体携带多个基因；染色体在细胞核中成对存在，基因也成对存在。

师：基因在由体细胞传递到精子或卵细胞时，会发生何种变化？

生：染色体数目会减半，基因数目也会减半。

【新课讲授】

师：如果AA和aa基因，分别控制着能卷舌和不能卷舌这一对相对性状，那么，当受精卵的基因是Aa时，发育成的个体能卷舌吗？？为什么？

师：这类问题的解决，是由mendel最先通过实验来研究的。

附：

孟德尔：现代遗传学的奠基者

1822年，即拿破仑死后第二年，孟德尔生于当时奥地利西里西亚德语区一个贫穷的农民家庭。他幼年名叫约翰·孟德尔，是家中五个孩子中唯一的男孩。他的故乡素有“多瑙河之花”的美称，村里人都爱好园艺。一个叫施赖伯的人曾在他的故乡开办果树训练班，指导当地居民培植和嫁接不同的植物品种。孟德尔的超群智力给他留下深刻印象。他说服孟德尔的父母送这个男孩进入更好的学校继续其学业。1833年，孟德尔进入一所中学。1840年，考入一所哲学学院。在大学中，他几乎身无分文，不得不经常为求学的资金而奔波。1843年，大学毕业后，21岁的他进入了修道院，不是由于受到上帝的感召，而是由于他感到“被迫走上生活的第一站，而这样便能解除他为生存而做的艰苦斗争”。因此，对于孟德尔来说，“环境决定了他职业的选择”。

1849年他获得一个担任中学教师的机会。但在1850年的教师资格考试中，他的成绩很惨。为了“起码能胜任一个初级学校教师的工作”，他所在的修道院根据一项教育令把他派到维也纳大学，希望他能得到一张正式的教师文凭。

就这样，孟德尔被准许在维也纳大学学习，度过了从1851到1853年的四个学期。在此期间，他学习了物理学、化学、动物学、昆虫学、植物学、古生物学和数学。同时，他还受到杰出科学家们的影响，如多普勒，孟德尔为他当物理学演示助手；又如依汀豪生，他是一位数学家和物理学家；还有恩格尔，他是细胞理论发展中的一位重要人物，但是由于否定植物物种的稳定性而受到教士们的攻击。孟德尔也许从他那里学到了把细胞看作为动植物有机体结构的观点。恩格尔是孟德尔有史以来遇到的最好的生物学家。他对遗传的看法具体而实际：遗传规律不是用精神本质决定的，也不是由生命力决定的，而是通过真实的事实来决定的。孟德尔在这方面也受到了恩格尔的很大影响。

1853年，已经31岁的孟德尔重新回到布尔诺的修道院。同时有机会在布尔诺一所刚创建的技术学校教课。大约从这时起，孟德尔决定把他的一生贡献给生物学方面的具体实验。

1854年夏天，孟德尔开始用三十四个豌豆株系进行他的工作。1855年，继续实验它们在传递特性性状时的不变性。1856年，他开始了著名的一系列实验，八年实验的结果是产生了那篇在1865年“布隆自然历史学会”上宣读的论文。这篇论文1866年发表于该会的会议录上。就是这篇当时被完全忽视而日后被发掘出来的论文奠定了孟德尔遗传学史上的地位。

1868年，孟德尔被选为修道院院长，他的管理工作剥夺了他从事科学研究的时间和精力。在孟德尔的同代人眼中，这个有教养的老修士似乎是在用一些愚蠢的、但却也无害的方法来消磨时间。1884年6月6日，孟德尔死于慢性肾脏疾病。他的后继者烧毁了他的私人文件。因此我们几乎没有关于孟德尔的原始资料或灵感的直接知识。

下面，我们就转到这位被看作有些古怪的人所从事的古怪研究上来吧。

孟德尔先是收集了34个各自具有易于识别的形态

特性的豌豆品系。为了保证这些品系的独有特性

是稳定不变的（即是说每个品系自交繁殖的后代

具有一致的特性），他把这些品系先种植了两

年，最终挑选出22个有明显差异的纯种豌豆植株

品系。

在挑选出纯种豌豆后，孟德尔用它们进行杂

交，例如把长得高的同长得矮的杂交，把豆粒圆

的同皱的杂交，把结白豌豆的植株同结灰褐色豌

豆的植株杂交，把沿碗豆藤从下到上开花的植株

同只是顶端开花的植株杂交。他的实验目的就是

通过这种杂交，“观察每一对性状的变化情况，推

导出控制这些性状在杂交后代中逐代出现的规

律”。

八年时间中，孟德尔一共研究了28000株植

物，其中有12835株是经过“仔细修饰”的。通过

这些实验，孟德尔获得了大量的实验数据。

他发现如果把仅有一对性状的品系进行杂交，第一代杂种（F1）只出现亲本一方的性状。比如光滑的圆豆粒与皱的粗糙豆粒杂交，结果得到的完全是光滑的圆豆粒。如果让F1代自交，那么在得到的杂交第二代（F2）中就出现了两种情况：既有光滑的圆豆粒，也有粗糙的皱豆粒。他的一次实验结果是：5474个光滑种子，1850个粗糙种子。两者的比例约为2.96:1。这只是孟德尔

所研究的豌豆一种性状的实验结果。孟德尔一共研究了七种性状。孟德尔关于F2代的实验结果如下表：

可以发现，所有的实验都有相似的结果。在F1代只出现一种性状，而在F2代中亲本双方的性状都将出现，而且在F1代中出现过的性状与F1代中未出现过的性状之比例接近3：1。

孟德尔的实验并没有只停留在F2代上，某些实验继续了五代或六代。但在所有实验中，杂交种都产生3：1的比例。正是通过这些实验，孟德尔创立了著名的3：1比例。但如何解释这样的实验结果呢？

孟德尔的豌豆田

孟德尔引入了孟德尔因子。他假定豌豆的每个性状都有一对因子所控制。如对于纯种的光滑圆豌豆，可以假定它由一对RR因子决定；对于纯种的粗糙皱豌豆，假定它由一对rr因子决定。对于杂交一代来说，是从亲本中各获取一个因子，于是得到Rr。由于性状只是出现圆豆粒，因此就把这种F1中出现的性状称为显性性状，而F1中未出现的性状称为隐性性状。相应的，决定显性性状的因子称为显性因子，而决定隐性性状的因子称为隐性因子。而对于具有Rr因子的F1代而言，进行自交的结果就会出现四种结果：RR、Rr、Rr、rr。或者简单记作：RR＋2Rr＋rr。结合上显性、隐性，显然恰好会出现显性性状与隐性性状之比为3：1的结果。并且“杂种的后代，代代都发生分离，比例为2（杂）：1（稳定类型）：1（稳足类型）…”

于是，在孟德尔因子的假定下，实验结果得到了完美的解释。

以上只是单变化因子的实验。如果是多变化因子又如何呢？孟德尔对此也做了一些实验与研究。他做过两个双变化因子杂交和一个三变化因子杂交实验。结果与他根据上述理论的预测非常吻合。各种实验证明了他的理论假定是正确的。他已经解开了遗传之谜，得到了遗传的重要规

律。对孟德尔的发现，后人归纳为两条定律：（1）分离律：基因不融合，而是各自分开；如果双亲都是杂种，后代以3显性：1隐性的比例分离；（2）自由组合律：每对基因自由组合或分离，而不受其他基因的影响。

孟德尔的上述杰出研究成果都体现在他1865年的论文与1866年布隆会议录上。这一会议录曾寄给约120个图书馆，此外40本此论文的单行本也曾发给其他的植物学家们。然而，孟德尔的非凡工作除了被德国植物学家福克等个别人提到外，可以说在当时几乎没有产生任何反响，孟德尔的研究成果被完全忽视了。作为一个插曲，达尔文让提到孟德尔工作的福克的文章在眼皮下滑过：达尔文曾看过福克文章的目录，但没有去注意正文。如果达尔文能认真看一下正文，那结果会如何呢？我们无意做更多的历史遐想了。

这篇伟大的论文在被忽视了30多年后，于二十世纪初被三位植物学家各自独立地发现。于是，这位生前默默无闻的先驱获得了重新评价，他的论文也被公认为开辟了现代遗传学。1965年，英国一位进化论专家在庆祝孟德尔上述论文发表100周年的讲话中，说“一门科学完全诞生于一个人的头脑之中，这是唯一的一个例子”。在同年的另一次演讲中，他更明确地指出：“准确地说出一门科学分支诞生的时间和地点的事是稀奇的，遗传学是个例外，它的诞生归功于一个人：孟德尔。是他于1865年的2月8日和3月8日在布尔诺阐述了遗传学的基本规律。”

师：怎样解释这些奇妙的现象呢？经过深入的思考，mendel认为：

1、相对性状有显性性状和隐性性状之分。

2、在相对性状的遗传中，表现隐性性状的基因组成只有dd，表现为显性性状的基因组成有DD 和Dd两种。

3、基因组成是Dd的，虽然d控制的性状不表现，但d（隐性基因）并没有受D（显性基因）的影响，还会遗传下去。

师：这就是基因的显性和隐性。接着回答前面那个问题，Aa的受精卵发育成的个体可以卷舌吗？

为什么？

生：可以。因为a控制的性状不表现。

师：如果夫妻双方的基因组成都是Aa，其后代的基因组成可能有哪几种情况？你能对此做出预测吗？

学生讨论，教师指正：共AA，Aa，aa三种基因组成可能，两种性状表现可能。

师：请同学们做书P35练习1、2。

附：答案：

1.当惯用右手是显性性状时，孩子的细胞内有控制惯用左手的基因。当惯用左手是显性性状时，孩子的细胞内没有控制惯用左手的基因。

2.不能，决定无酒窝的基因为隐性基因d，所以无酒窝的夫妇决定有无酒窝的基因型都为dd，当亲代形成生殖细胞时只能将d传递给子代而不会出现显性基因D，所以，其子女是无酒窝的。

师：为什么要禁止近亲结婚呢？请同学们阅读P34最后一个自然段。想想，禁止近亲结婚的原因是什么？

生：如果同一个家族中曾经有过某种遗传病，或是携带有致病的基因，其后代携带该致病基因的可能性就大。如果有血缘关系得后代之间在婚配生育，这种遗传病出现的机会就会增加。师：禁止近亲结婚，有益于家庭幸福，民族兴旺！

师：做课后练习3。

附：答案：

3.不合适。宝玉和黛玉是表兄妹，属于三代以内的旁系血亲，按我国现行婚姻法规定是不能结婚

的。如果近亲结婚，其后代有害基因纯合的机会比随机婚配的后代要高许多倍。

师：下课。

附：白化病与苯丙酮尿症

酶是一种蛋白质，它是在特定的基因指导下合成的。基因决定酶的形成，酶控制生化反应，从而控制代谢。白化病与苯丙酮尿症均为与酶有关的先天性代谢缺陷病。

1.白化病皮肤色素的深浅，取决于黑色素的多少，黑色素有保护皮肤的作用。缺少黑色素，阳光里的紫外线会伤害细胞。酪氨酸酶与黑色素的产生有关，黑色素的前体是酪氨酸，酪氨酸在酪氨酸酶的作用下成为双羟苯丙氨酸，再逐步形成黑色素。若这种酶减少，就引起色素的产生发生障碍，进而出现白化病。此病的症状为不能合成或几乎不能合成黑色素。皮肤白，带粉红色，头发淡黄色，虹膜淡灰或淡红，怕光，视力也很差。白化病是一种遗传缺陷，是常染色体隐性遗传。如果我们把决定酪氨酸酶的基因称为A，则正常人的基因型是AA或Aa，而白化病人的是aa，白化病人没有A基因，就没有酪氨酸酶。

2.苯丙酮尿症此病是人类在出生数个月以后，出现以智力障碍、脑电波异常、头发细黄、皮肤色浅，尿有“发霉”臭味等主要病征的常染色体单基因隐性遗传病。

苯丙氨酸在正常人中可以在苯丙氨酸羟化酶的作用下转变为酪氨酸，酪氨酸再转化成黑色素。但在某些人中由于不能形成苯丙氨酸羟化酶，苯丙氨酸只能在苯丙氨酸转氨酶的作用下变为苯丙酮酸，由尿中排出。同时，血液中苯丙氨酸太多，抑制酪氨酸转变成黑色素。有此代谢障碍的人比正常人形成的色素少，但并不是一个完全的白化病人，因为这种人可以利用膳食中现成的酪氨酸转化为黑色素。

过多的苯丙氨酸在体内堆积，会损害中枢神经系统，引起严重的精神和智力发育迟缓症。据估计，精神病院中有千分之六的精神病患者是由此原因引起的。尿中有苯丙酮酸，可用化学方法测定出来。如果及早发现（出生时检查尿液），在患者的食物中减少苯丙氨酸的含量，可防止患者智力低下的出现。

直系血亲和旁系血亲

血亲是指有血缘关系的亲属。血亲又分为直系血亲和旁系血亲两种。直系血亲是指有直系关系的亲属，从自身往上数的亲生父母、祖父母（外祖父母）等均为长辈直系血亲。从自身往下数的亲生子女、孙子女、外孙子女均为晚辈直系血亲，是与自己同一血缘的亲属。而兄弟姐妹、伯伯、叔叔、姨母和侄、甥等这些平辈、长辈、晚辈，都是旁系血亲。

所谓三代内的旁系血亲，是指从自己上溯至同一血缘的亲属，再向下数三代。例如，计算男方本人同表妹属于第几代旁系血亲，可先由个人经过母亲上溯至与表妹同一个血缘的外祖父母。外祖父母为第一代，向下数至表妹的母亲，即本人的姨母，为第二代，再向下数至表妹，为第三代。男方本人与表妹即属三代以内的旁系血亲，依法禁止结婚。按此计算，凡兄弟姐妹、堂兄弟姐妹、表兄弟姐妹，以及姑侄舅甥女等均属三代以内旁系血亲，均禁止结婚。按照我国过去的传统习俗，上述三代以内的旁系血亲，除表兄弟姐妹外，一律不许结婚，所以当前特别要着重改变表兄弟姐妹可以结婚的传统习俗。

人类基因组计划

现代遗传学家认为，基因是DNA（脱氧核糖核酸）分子上具有遗传效应的特定核苷酸序列的总称，是具有遗传效应的DNA分子片段。基因位于染色体上，并在染色体上呈线性排列。基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代，还可以使遗传信息得到表达。如不同人种之间头发、肤色、眼睛、鼻子等不同，是基因差异所致。

人类只有一个基因组，大约有3～5万个基因。人类基因组计划是美国科学家于1985年率先提出的，旨在阐明人类基因组约30亿个碱基对的序列，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息，使人类第一次在分子水平上全面地认识自我。计划于1990年正式

启动，这一投资30亿美元的计划的目标是，为30亿个碱基对构成的人类基因组精确测序，从而最终弄清楚每种基因制造的蛋白质及其作用。打个比方，这一过程就好像以步行的方式画出从北京到上海的路线图，并标明沿途的每一座山峰与山谷。虽然很慢，但非常精确。

随着人类基因组逐渐被破译，一张生命之图将被绘就，人们的生活也将发生巨大变化。基因药物已经走进人们的生活，利用基因治疗更多的疾病不再是一个奢望。因为随着我们对人类本身的了解迈上新的台阶，很多疾病的病因将被揭开，药物就会设计得更好些，治疗方案就能“对因下药”，生活起居、饮食习惯有可能根据基因情况进行调整，人类的整体健康状况将会提高，二十一世纪的医学基础将由此奠定。

板书设计：

第三节基因的显性和隐性

一相对性状与基因之间的关系

1、相对性状有显性性状和隐性性状之分。

2、在相对性状的遗传中，表现隐性性状的基因组成只有dd，表现为显性性状的基因

组成有DD和Dd两种。

3、基因组成是Dd的，虽然d控制的性状不表现，但d（隐性基因）并没有受D（显

性基因）的影响，还会遗传下去。

二禁止近亲结婚

教案后记：