对初中“人的性别遗传”一节案例分析

李丽娟,北京市第二十二 中学 (北京 100007)。 八年级《生物学》下册第七单元“生物圈中生命的延续和发展”中第二章“生物的遗传和变异”中“人的性别遗传”一节属于遗传部分的 教学 内容。性别作为一种重要的性状,学生对此非常感兴趣。学习本节对于学生理解性别决
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李丽娟,北京市第二十二中学(北京 100007)。


八年级《生物学》下册第七单元“生物圈中生命的延续和发展”中第二章“生物的遗传和变异”中“人的性别遗传”一节属于遗传部分的教学内容。性别作为一种重要的性状,学生对此非常感兴趣。学习本节对于学生理解性别决定和性别比,破除封建迷信,认同男女平等都有重要意义。
一、对本节的引入
(1)可以播放小品《超生游击队》片段或编排相关情景剧,通过设置的情境提出问题引入该节内容。小品是生活的体现,《超生游击队》的故事让人捧腹大笑,但他们的第四个孩子一定会是男孩吗?生男生女是由什么决定的呢?再如自编的情景剧《产房门前》表现对儿媳妇生男孩和生女孩后婆婆的不同态度,请同学们思考如何对待生男生女?把生男生女的责任都推给女性这公平吗?通过所述情境引入该节内容可让学生参与课堂,吸引学生注意力,但《超生游击队》耗时太长,可以节选其中的片段播放或是课下让学生观看。
(2)通过课前布置调查作业,让学生调查班级、年级、全校的男女同学总数从而发现问题,为什么随着调查人数的增加,男女比例接近于1∶1?生男生女的奥秘在哪里呢?自然引出该节内容,并可提高学生的调查统计能力。
(3)可建构该节内容与所学知识的联系引入该节内容,例如用一张可爱的小孩儿照片设置情境,十月怀胎,一朝分娩,孩子出生后人们最常问的“这是个男孩儿还是女孩儿?”以人们很关心孩子性别的常见现象提出问题,性状是生物体所有特征的总称,那么性别是不是一种性状?(是)性状是由什么控制的?(基因)基因存在于什么上?(染色体上)通过设置一系列问题,展示概念图(图1),联系前面所学到的知识,指出性别这种特殊的性状与基因、DNA、染色体密切相关,而染色体是人们最先发现并可以较容易观察的,所以人们把注意力集中在对男女染色体的观察上,他们发现男性和女性的染色体存在着差异。通过这条线索来引出该节内容,既不突兀,学生接受起来也容易。
(4)也可先让学生判断几幅照片中人的性别,轻松地说出性别并指出其判断的依据,如通过头发、穿着、神态等来区分。也可以再出示几张小孩子的背部照片,让学生说出性别。学生不能通过外貌来加以区分,会想到通过依据生殖器官来判定。此时教师引导学生进行讨论,得出目前依据生殖器官来判定性别不完全准确,因为也有通过变性手术来改变性别的情况。引导学生得出通过基因来区分男女性别的结论。教师可因势利导:决定性别的基因确实有所不同,但这是近几年才被发现和证实的,而这项研究是从发现男女染色体的不同开始的,从而引入“男女染色体的差异”这部分内容。

(5)还可通过介绍科学史的方法来引入性别的决定。对于新生儿的性别决定机制在古希腊时代人们就开始思考了。亚里士多德认为,生男生女是由父母的公平竞争来决定的,父母的“精液”在母亲的子宫内混合,如果父亲的“精液”占优势,则生男孩,如果母亲的“精液”占优势,则生女孩;而古希腊另一位哲学家阿那柯萨哥拉则认为,孩子的性别完全取决于父亲,母亲只不过是为孩子的发育提供了一个场所;以另外一位科学家恩培多柯勒为代表的哲学家们则认为在怀孕时无性别之分,环境决定了生男生女,如果子宫温暖会生男孩,反之则生女孩。那究竟生男生女是由父亲、母亲,还是环境决定的呢?2000多年来,人们一直争论着,直到人们发现了性别与染色体相关,才最终解决了这些问题。虽然这种方法让学生了解科学的发展过程,掌握一些思考问题的方法,但在进行课堂教学时,都有先入为主的观念,容易让学生对错误观念记忆更深刻,所以使用这种方法时要注意。
二、教学中需要注意的问题
(1)关于性别的染色体组成机制的发现:性别决定法则的获得是经典遗传学不断发展的结果。1891年德国科学家亨金首先发现了X染色体,但未将其与性别相联系。直到1902年麦克郎对蝗虫进行研究时第一次将X染色体与昆虫的性别决定联系起来。此后,科学家威尔逊对昆虫进行了广泛的研究,在1905年证明,在半翅目和直翅目的许多昆虫中,雌性个体具有两套常染色体和两条X染色体,雄性个体具有两套常染色体和一条X染色体。1905年,斯特蒂文特在对低等的拟步甲科虫染色体的研究中发现了更为微小的Y染色体,并得出了性别的染色体组成:雄性的性染色体组成为XY,雌性的性染色体组成为XX。瑞典Tjio Levan发现人类有23对染色体,在1960年确定了一对性染色体X和Y。
(2)性别决定只与性染色体相关吗?人类的性别是一种特殊的性状,它最终是由基因决定的。在临床上发现0.005%的婴儿与性别确定法则明显相悖,即性染色体组成为XY的女性和性染色体组成为XX的男性。科学家对其染色体进行研究,发现性染色体组成为XY的女孩其Y染色体缺失了一段区域导致胚胎发育成女婴,性染色体组成为XX的男孩其X染色体则增加了一段区域继而使胚胎脱离预定轨道,更为有趣的是两段区域非常类似。在1990年,科学家发现Y染色体上该段区域的SRY基因对男性性别起决定作用。科学家证明,如果破坏雄性老鼠胚胎中的该基因,在胚胎出生时外观表现为雌性小鼠,如果在雌鼠的染色体中添加该基因,那么胚胎出生后,外观则酷似雄鼠;继续研究显示,SRY基因启动Sax9基因的表达,继续启动MIS基因的活动,从而促使睾丸的发育,继而胚胎会分泌各种激素,如缪勒抑制剂、类胰岛素激素3、睾丸素等,从而使胚胎发育成男性。雄性激素的分泌则使男孩儿出现第二性征。
多年来已相继发现了很多与性别相关的基因,如在X染色体上发现了与女性性别相关的几个基因,但与性别相关的基因并不都存在于性染色体上。同时,与性别相关仅只是某些基因的“职能”之一,他们还有其他功能。对性别决定相关基因的研究目前仍在继续进行之中。
(3)性染体上只有与性别相关的基因吗?人体46条染色体涵盖了大约3万个基因,性染色体上不仅有与性别相关的基因,还有其他基因,如控制红绿色盲的基因、控制血友病的基因、控制进行性肌营养不良的基因都存在于X染色体。目前发现,大约有132种疾病的基因在X染色体上,控制多毛症的基因则存在于Y染色体上。
(4)女性只产生一种卵细胞吗?由于女性两条X染色体对性别决定的作用相 同,就性染色体决定性别的角度可以视卵细胞为一种,但实际上两条X染色体一条来自母方,一条来自父方,所含有的基因并不完全相同。另外,人体有23对染色体,所以卵细胞的种类理论上可达到223种。
(5)性别决定的不同方式:①染色体决定。人等真兽亚纲(有胎盘类)生物及以某些两栖类、鱼类和昆虫,以及很多雌雄异株植物的性别决定方式是XY型。即同型配子(XX)决定雌性,异型配子(XY)决定雄性性别。但需要进一步研究的,如蝇类与人类的性别决定方式相同,但染色体数目异常的果蝇在与人类性染色体数量和类别都相同的情况下,其性别却与人类在此条件下产生的性别不同。蝇类XXY性别表现为雌性;X—表现为雄性,而人类XXY性别表现为男性,X—性别表现为女性;鸟类、某些两栖类、爬行类和鳞翅目昆虫的性别决定方式为ZW型,同型配子(ZZ)决定雄性,异型配子(ZW)决定雌性;蜜蜂则是利用染色体组的不同来决定性别,单倍体蜜蜂发育成雄性,二倍体蜜蜂根据所摄取的营养成分不同发育成蜂王(雌蜂)和工蜂(没有繁殖能力);很多直翅目昆虫如蝗虫、蟋蟀、蟑螂等却是利用X染色体的数量来决定性别的,分别为XX雌性和X——雄性,蛔虫也同样如此。而哺乳动物中的原兽亚纲动物和后兽亚纲(有袋类)动物等的性别决定方式也有待进一步研究。②环境决定。后螠对性别的选择则根据周围环境而定:受精卵刚孵化出的幼虫不分性别,如果幼虫栖于海底没有同类的地方,它将发育成雌虫;如果幼虫落在雌虫的吻上,它将发育成雄性。这类方式能使每个个体尽量地具有生育幼虫的机会。③温度决定。鳄鱼、海龟等爬行动物利用温度高低来决定性别,温度决定性别是避免近亲繁殖的有效手段,也可使幼体与其生活环境相匹配,提高对环境的适应。但无论是哪一种性别决定方式,都在为有性生殖打下基础,从而增加子代适应自然选择的能力,为该物种的繁衍奠定基础

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