第一篇：Y染色體的故事

Y染色體的故事——Y染色體傳遞著姓氏的信息

Y染色體傳遞著姓氏的信息，這種看不見的傳遞比姓氏本身的傳遞要精確得多，因為姓氏傳遞有時有變數。比如有人中途改姓、有人被別人賜姓、孤兒隨繼養者姓、偶爾有人隨了母親的姓等等。當皇帝賜給功臣們自己的姓時，受賜者棄掉祖宗的姓后，還要感恩戴德。更常見的恐怕是隱匿發生的綠帽子事件，這類事很難記載，因而更難琢磨。據說在美國，約有10~15%的父親養的不是自己的孩子，而他們并不知情。相比之下，Y染色體的遺傳則穩定得多，因此可以用Y染色體的信息修正姓氏的傳遞差錯。

不過，Y染色體DNA序列也不是絕對穩定的，也會緩慢地變化。這種變化叫基因突變，即DNA序列的改變。我們知道，祖宗的Y染色體并不直接給我們，而是給我們一個拷貝，我們生兒育女時再次復制，這樣一代代向下傳。經過n次復制后，如果再和原始拷貝比較，出些錯是難免的。好在DNA的復制足夠精確，一般在幾百年內不致有什么大的不同，至少在可追蹤姓氏的年代里Y染色體還是穩定的。但如果時間延長到幾千幾萬年，就會出現不同了。假如在所檢測的Y染色體片斷上男人甲和男人乙有一個堿基不同、和男人丙有兩個堿基的差別，這能說明什么？如果考慮到堿基替換率的相對恒定性，則我們可以較有把握地說，甲和乙的血緣關系比甲和丙近一些；或者說甲和乙的祖先在歷史的某個時期曾經擁有同樣的Y染色體，而甲和丙則可能是更早時期的祖先共有一條Y染色體。

如果一直這樣追蹤，關系越來越遠的親屬也會不斷地加入到這個家族體系中，直至把全人類的男人都包括進去為止。其結果是世界上所有男人（當然，他們身邊還有女人）在遠古時期只有一個老祖宗，他的Y染色體傳遞給了所有男人。這可能嗎？完全可能。進化生物學家已經計算出，這個男性祖先生活在距今12~20萬年前的非洲，叫做Y染色體亞當（Y-chromosomal Adam）。這是借用了圣經故事中上帝創造的第一個男人的名字。不過這個“亞當”比那個亞當靠譜，起碼我們能斷定他存在過。

看到這兒，很多人可能會迷惑了：難道人類真有一個唯一的男性祖先存在嗎？那他有若干女人，還是只有一個“夏娃”？這個男性祖先的父親又是誰，是不是還算作“人”？其實，之所以產生這類問題，都是被我們固有的錯誤思維方式誤導啦。在任何時候，不管是古人類時期還是古猿類時期，任何物種要想延續都需要一個起碼的種群數量，孤零零的個體是難以為繼的。人類進化的歷史延續了幾百萬年，Y染色體亞當只是生活在這緩慢變化的時間長河中無甚特殊的時期的一個無甚特殊的個體。他周圍有許多和他相似的男人，以及大致同等數量的女人。據估計，在人類走出非洲之前曾長期維持在一萬左右的人口規模。人口最少的時候發生在約七萬年前，估計只剩下兩千人。任何物種，如果數目低到這樣一個水平時，差不多就算是瀕危物種了。要知道野生大熊貓目前還有1000只左右呢，已經讓我們神經兮兮的了，人類的某一個時期跟這也差得不遠啦。但即使在只有兩千人的時期，也還是有一千左右的男人，他們的后代都哪去了？假定他們每個人都有自己的一條獨特的Y染色體，這些Y染色體的繼承者呢？我們只能斷定，很遺憾，他們都失傳了。

整個物種的其他Y染色體都失傳，只有一條傳到現在，這可能嗎？

完全可能，而且看來就是這樣。其實，一條Y染色體能一直傳下來是非常不易的事，它要求在成千上萬代的傳遞鏈中，每次都必須生下能繼續生育的男孩。如果某個男人沒生男孩，或他生下的男孩沒有再生育，那么他的Y染色體就算是走到了死胡同。絕大多數時候并不是這條Y染色體有什么不好，僅僅是命不好罷了。我們周圍這種情況比比皆是。一對夫妻如果生下一個、兩個，或三個孩子，其中沒一個男孩的可能性分別是1/

2、1/

4、1/8。試想，一個家族的Y染色體如果想在成千上萬次傳遞中永遠不落入倒霉的終端，這該有多難？由于每個基因有1/2的概率被傳遞到后代，所以后代中該基因的比例就會有一定隨機性，而這種隨機性會造成這個基因的群體頻率產生隨機增減，這種現象在遺傳學上叫做遺傳漂變。其實，Y染色體以及姓氏的傳遞在很大程度上都遵循著遺傳漂變的原則。這個原則告訴我們，在傳遞過程中不時會有一些倒霉者在中途消失。最初存在的Y染色體的數量只會越來越少。

人類直到現代才知道Y染色體，但歷史上一直有姓氏的記載。如果不添加姓氏，姓氏是否會越來越少呢，似乎有這樣的趨勢。拿中國的姓氏來說，歷史上記載的姓氏據說達兩萬個以上，那現在人口普查能查出多少姓呢？也就幾千個吧。還有一萬多個姓去哪了呢？只能推斷它們在某一時期消失了，所遵循的也是遺傳漂變的原理。中國的姓氏產生得較早，有幾千年的歷史，與此相對應的就是明顯的大姓現象，排名前十的大姓即可占據中國近半數的人口。排名前三的王、李、張所占人口的比例都超過了7%，這就是長期漂變的結果，這在世界上其他民族中是很少見的。例如，德國第一大姓Müller只占德國人的0.95%，英國第一大姓Smith只占1.15%，挪威第一大姓Hansen占1.31%，等等。這與這些國家姓氏產生時間較短，只有幾百年的歷史有關。我們的近鄰日本，多數人在一百多年前才開始有姓，他們的姓氏數多達12萬，遠多于現代中國人的姓氏數?？偨Y這些，我們是否可以得出一個民族的姓氏史越久、姓氏就越少、姓氏分布就越集中的結論呢？按照這個趨勢，會不會有一天，所有中國人只剩下一個姓呢？假如我們不創造新的姓，這種結局幾乎是一定會到來的。Y染色體就經歷了這樣的路程。

現在該明白為什么現在全人類男人都只有亞當Y染色體了吧，那是因為與Y染色體的亞當同時代的那些男人，他們的Y染色體陸續在人類史的某些時期絕種了。不過，你要說這些男人的基因都沒有傳下來，那又大錯特錯了。根據孟德爾的自由組合律，不同的染色體向后代的傳遞是互不影響的，Y染色體傳不下來不等于其他染色體的片段傳不下來。在《Y染色體的故事

（一）》中談到，即使孔子的家譜記錄正確無誤，那些孔子的傳人能確實得到的也只是孔子的Y染色體，這一點也適合于Y染色體亞當——這位“亞當”能留給當今男人的恐怕主要也就是這條本身沒有多少基因的Y染色體了。對于人類99%以上的其他基因來說，與Y染色體亞當同時代的很多男人和女人都是貢獻者，只不過他們不貢獻Y染色體罷了。

有沒有可能知道這個Y染色體亞當那時生活在哪兒呢？可以的。方法是比較這條Y染色體的各種變異類型在全球各地的分布。結果發現，在非洲的東部和中部地區具有最豐富的Y染色體變異類型，而在非洲的其他地方和其他大洲的變異類型就少得多。我們考慮到在人的一生中，大部分人主要還是留在原地生活，只有少數的人遷徙到其他地方；歷史上Y染色體亞當的子孫們也大致如此，他們多數留在了原地，少數跑得很遠，與此相隨的是多數發生了一定變異的Y染色體也會留在原地，所以我們會在原地檢測到較多的Y染色體變異。這個“原地”就應該是現在的東非或南非，這就是 “亞當”當年可能生活的地方。目前非洲人口相對于其他大洲并不算多，這是由于到達其他地方的“移民”們生育并存活的子孫相對較多所致。他們現在人多，但在幾萬年前他們的祖先數量并不多，所以他們之間共享相同的、或近緣的Y染色體的時候也較多。而非洲人盡管人口較少，但他們之間在親緣關系上差別卻相對較大。

到此為止，我們一直在談論作為全男性遺傳的Y染色體，有沒有只經過母系傳遞的遺傳物質呢？還真有。但這不是某條染色體，而是位于細胞核之外的、線粒體中的DNA。在受精的時候，精子中只有細胞核有資格進入卵子；細胞質中的其他成分包括線粒體，都被排除在卵細胞膜之外。這樣，受精卵里就只有來自母親的線粒體；所以經過胚胎發育出來的所有細胞中的線粒體DNA，都來自母親。這些線粒體DNA只能再通過女兒傳給她們的兒女。線粒體DNA如果傳到了兒子那兒，它們只能自認倒霉，因為它們再也沒有向后代傳遞的機會，就像一個男人沒法向女兒傳遞Y染色體一樣。于是，我們就有了經過母系傳遞的遺傳物質標簽：線粒體DNA。

像Y染色體DNA一樣，線粒體DNA也可以用于追蹤人類祖先的遺跡。我們每個人的親屬可以分成兩個部分，父親那邊的親戚和母親那邊的親戚。線粒體DNA用于標記母親那邊的親戚，這些親戚包括外婆、舅舅、姨媽及其子女之類，他們的共同遺傳標記就是某條線粒體DNA。這個母系家族也可以不斷擴大，做成家譜，包含進越來越多的遠房表親，這些母系的表親都共有某條線粒體DNA。仿照對Y染色體DNA進行追蹤的做法一直做下去，最終也會找到所有的人類線粒體的共同祖先。這是一個女人，我們管她叫做線粒體夏娃（Mitochondrial Eve）。與Y染色體亞當只提供了所有男人Y染色體相似，這個線粒體夏娃只提供給全人類的線粒體，而不是其他任何基因。我們也可以根據線粒體DNA的突變率和世界不同地區線粒體變異的豐富程度，去推算線粒體夏娃生活的年代和地區。其結果和Y染色體亞當基本一致，她大約生活在20萬年前的非洲。

這樣，人類遺傳學家就有了兩套遺傳標簽：Y染色體DNA和線粒體DNA。分別用它們去追蹤人類的父系祖先和母系祖先，追蹤這些DNA在這個星球上各自走過的痕跡，結果得到了相當豐富、驚人的發現。

第二篇：染色體變異教案

教學目標

1、說出染色體結構變異的基本類型。

2、說出染色體數目的變異。

3、進行低溫誘導染色體數目變化的實驗。教學重點：染色體數目的變異。教學難點

⑴染色體組的概念。

⑵二倍體、多倍體和單倍體的概念及其聯系。⑶低溫誘導染色體數目變化的實驗。課時：2課時。

教學方法：直觀教學法、實驗法。教學程序 第1課時

導入：基因突變導致生物變異的原因是什么？ 基因能夠發生突變，那么染色體能不能發生變化呢？如果 染色體發生變化，它會發生什么樣的變化呢？生物的性狀又會發生什么樣的變化呢？

一、染色體結構的變異

1.出示投影片:貓叫綜合征幼兒照片。

2.讓學生觀察:患兒的征狀---兩眼較低、耳位低下，存在著嚴重的智力障礙。教師補充說:患兒哭聲輕、音調高，很像貓叫。3.投影片放映:病因---染色體缺失圖，包括：

在自然條件或人為因素的影響下，染色體發生的結構變異主要有4種： ①染色體缺失某一片斷（上圖1）； ②染色體增加某一片斷（上圖2）；

③染色體某一片斷位置顛倒1800（上圖3）；

4.講述:貓叫綜合征的病因是病兒第5號染色體部分缺失，這屬于染色體結構變異。5.染色體結構變異，為何能導致生物性狀的變異呢? 教師引導學生從染色體結構的變化會引起染色體上的基因數目和排列順序的改變等方面來加以思考。

二、染色體數目變異

1.我們已經知 道染色體結構變異會導致生物性狀的變異，那么染色體數目發生改變會不會引起生物的變 異呢?(回答:會)染色體數目會如何改變呢?(回答:可增加，也可減少)。

2.前面所說的僅是染色體“個別數目”的增加或減少，它只是染色體數目變異的一種類型。例如，人類有一種叫“21-三體綜合征”的遺傳病，患者比正常人多一條染色體---21號染色體是三條，其征狀表現為智力低下，身體發育緩慢等；

再如，人類的另一種遺傳病叫“ 性腺發育不良(turner綜合征)”，患者少了一條x染色體，外觀表現為女性，但性腺發育不良，沒有生育能力。

染色體數目變異的另一種類型是染色體數目以“染色體組”為單位成倍增加或減少，這種類型的變異在實踐中的應用更為普遍。因此，我們重點介紹后一種類型的染色體數目變異。3.首先我們要了解什么是“染色體組” 放 映:動物精子形成過程圖 組織學生觀察、歸納、總結:(1)在減數分裂過程中，染色體復制一次細胞分裂二次，結果生殖細胞中的染色體數減少了一半。

出示:雄果蠅染色體的活動投影片。

投影玉米體細胞圖觀察:玉米體細胞中20條染色體，其生殖細胞內有10條大小、形狀各不相同的染色體。這10條染色體組成了一個染色體組。同樣，人的一個染色體組中有23條染色體。

4.教師講述:人、果蠅、玉米體細胞中各含兩個染色體組，都屬于二倍體。在自然界中，幾乎全部的動物和過半數的高等植物均是二倍體。那么，該如何給二倍體下定義呢? 回答:二倍體指的是體細胞中含有兩個染色體組的個體。

依此類推，體細胞中含三個染色體組的個體該稱為三倍體，如香蕉、無籽西瓜等；體細胞中含四個染色體組的個體被稱為四倍體，如馬鈴薯。

我們把體細胞中含三個或三個以上染色體組的個體稱為多倍體。三倍體、四倍體都屬于多倍體。

多倍體個體在植物中廣泛存在，動物中較少見。

5.多倍體是生物以“染色體組”為單位成倍地增加而致。

在生物的體細胞中，染色體數目不僅可以成倍增加，也可以成倍減少。

例如，我們在初中生物中學過蜜蜂中的工蜂和蜂王由受精卵發育而成，而雄蜂由未受精卵直接發育而成。因此，雄蜂體細胞中的染色體數是工蜂 和蜂王的一半。像這樣，體細胞中含有本物種配子染色體數目的個體，稱為單倍體。

玉米是二倍體，20條染色體。由玉米花粉直接發育成的個體中含有10條染色體，是一個染色體組，我們稱之為單倍體。

普通小麥是六倍體，體細胞中有六個染色體組。其配子中有三個染色體組。而由其配子發育而成的含有三個染色體組的個體也叫單倍體，不能被稱為三 倍體。因為由配子發育成的小麥，其體細胞中的染色體數同本物種配子中的染色體數相 同。

教師總結: 可見，二倍體、多倍體和單倍體的劃分依據是不同的。二倍體、多倍體以含染色體組的數目來劃分；單倍體則只要含有本物種體細胞染色體數目的一半即是，與含染色體組的數目多少沒有關系。第2課時

提問:多倍體的自然成因是什么? 具有什么特點?(回答:略)投影展示:二倍體草莓、多倍 體草莓的圖片?？磮D可知，多倍體植物各器官均較

二倍體大，果實中含營養物質多。如四倍體水稻的干粒重是二倍體水稻的二倍，蛋白質含量提高了5％～15％，可見多倍體有較高的應 用價值。

下面，我們以“三倍體西瓜的培育過程”為例，學習多倍體在實踐中的應用。師生根據p49圖示學習、討論三倍體無籽西瓜的培育過程。板書培育過程

剛才，我們歸納了“多倍體”的有關知識，明確了采用人工誘導多倍體來獲得多倍體，可以應用在育種上培育新品種。

那么，單倍體的情況又是怎樣的呢? 請同學們思考以下問題:（1）單倍體的概念。

（2）一倍體一定是單倍體嗎？單倍體一定是一倍體嗎？（一倍體一定是單倍體；單倍體不一定是一倍體。）

（3）二倍體物種所形成的單倍體中，其體細胞中只含有一個染色體組，這種說法對嗎？為什么？

（4）如果是四倍體、六倍體物種形成的單倍體，其體細胞中就含有兩個或三個染色 體組，我們可以稱它為二倍體或三倍體，這種說法對嗎？

（答：不對，盡管其體細胞中含有兩個或三個染色體組，但因為是正常的體細胞的配子所形成的物種，因此，只能稱為單倍體。）

（5）單倍體中可以只有一個染色體組，但也可以有多個染色體組，對嗎？

（答：對，如果本物種是二倍體，則其配子所形成的單倍體中含有一個染色體組；如果本物種是四倍體，則其配子所形成的單倍體含有兩個或兩個以上的染色體組。）（6）單倍體植株有何特 點？

2.在學生閱讀、思考、討論的基礎上根據大綱歸納總結單 倍體的有關知識:

講述:多倍體和單倍體在人工誘導育種上都有很重要的意義，目前許多國家利用多倍體和單倍體育種方面均取得很大的成果。

第三篇：染色體變異教案

染色體變異教案

【教學目標】

1、說出染色體結構變異的基本類型。

2、說出染色體數目的變異。

【教學重點和難點】

1、教學重點

染色體數目的變異。

2、教學難點

（1）染色體組的概念。

（2）二倍體、多倍體的概念及其聯系。

【教學過程】

一、復習提問：

1.生物變異的類型有哪幾種？可遺傳變異的來源有幾種？ 2.基因能夠發生突變，那么染色體能不能發生變化呢？如果染色體發生變化，它會發生什么樣的變化呢？生物的性狀又會發生什么樣的變化呢？從而引出染色體變異包括染色體結構的變異和染色體數目的變異。

二、染色體變異：

染色體變異包括染色體結構的變異和染色體數目的變異。

（一）染色體結構的變異

人類的許多遺傳病是由染色體結構改變引起的。

在自然條件或人為因素的影響下，染色體發生的結構變異主要有4種：（課本P47）

1.缺失 染色體中某一片段的缺失 例如，貓叫綜合征是人的第5號染色體部分缺失引起的遺傳病，因為患病兒童哭聲輕，音調高，很像貓叫而得名。貓叫綜合征患者的兩眼距離較遠，耳位低下，生長發育遲緩，而且存在嚴重的智力障礙。2.重復 染色體增加了某一片段

3.倒位 染色體某一片段的位置顛倒了180度，造成染色體內的重新排列 4.易位 染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上或同一條染色體上的不同區域。

（二）染色體數目的變異

染色體數目的變異可以分為以下兩類：個別染色體數目的增加或減少，另一類是細胞內的染色體數目以染色體組的形式成倍的增加或減少。1.個別染色體數目的增加或減少

21三體綜合癥;特納氏綜合癥（課本P53）

2.細胞內的染色體數目以染色體組的形式成倍的增加或減少

觀察教科書P48圖6-41雌雄果蠅體細胞的染色體和圖6-42雄果蠅的染色體組，回答下列問題。

(1)果蠅體細胞有幾條染色體？幾對常染色體？（答：8條；3對。）(2)Ⅱ號和Ⅱ號染色體是什么關系？Ⅲ號和Ⅳ號染色體是什么關系？（答：同源染色體；非同源染色體。）(3)雄果蠅的體細胞中共有哪幾對同源染色體？（答：Ⅱ和Ⅱ，Ⅲ和Ⅲ，Ⅳ和Ⅳ，X和Y。）

(4)果蠅的精子中有哪幾條染色體？這些染色體在形態、大小和功能上有什么特點？這些染色體之間是什么關系？它們是否攜帶著控制生物生長發育的全部遺傳信息？

（答：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y；這些染色體在形態、大小和功能上各不相同；它們是非同源染色體；它們攜帶著控制生物生長發育的全部遺傳信息。）如果將果蠅的精子中的染色體看成一組，那么果蠅的體細胞中有幾組染色體？（答：兩組。）

從中得出染色體組的概念：像雄果蠅的精子中的4條染色體這樣，一個生殖細胞中的全部染色體，在形態和功能上各不相同，但是包含了控制生物體生長發育、遺傳和變異的全部信息，這樣的一組完整的非同源染色體色休，叫一個染色體組。

二倍體：體細胞中含有兩個染色體組的個體叫二倍體，如人、玉米、果蠅等。幾乎全部的動物和過半數的高等植物都是二倍體。

多倍體：體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體叫多倍體，其中體細胞中含有三個染色體組的個體叫三倍體。比如香蕉。體細胞中含有四個染色體組的個體叫四倍體。比如馬鈴薯。

三、課堂練習

P50第一題，P51第三題

四、小結

本節課重點講述染色體組的概念

五、作業

第四篇：染色體教學反思

最初我讓學生從觀察色盲檢查圖中導入新課，但是覺得后邊提出常染色體和性染色體的概念會比較突然，而且過渡的也不是自然，所以在一開始就給同學們兩個思考題，不多，但是能很好地幫助同學們回憶之前學過的知識為性染色體的提出做鋪墊。

接著通過讓同學們觀察色盲檢查圖中顯示的數字和圖案，同學們非常感興趣，然后引出紅綠色盲是一種人類常見的遺傳病。根據社會調查結果，向同學們提出疑。讓同學們分析紅綠色盲遺傳病的遺傳規律。

在總結遺傳規律的時候，我有意寫錯一個遺傳規律，想讓同學們經過思考發現，讓同學們對此遺傳規律有深刻印象。但是由于經驗不足，沒能重點突出學生的思考過程以及學生對錯誤知識點的辯證過程，希望自己在以后的教學過程中能吸取一些經驗，給學生更多思考和討論以及發現問題的時間，讓課堂更加完美。

在講解的過程中，我發現學生們關于討論色盲、佝僂病以及外耳道多毛癥這些伴性遺傳病的表現型和致病原因時，討論激烈，發言非常踴躍，證明大家對在自己身邊存在的遺傳疾病比較關心。所以可以在適當的時間之內，給同學們講述一些遺傳疾病的病因和發病的原因，讓大家對此有更廣泛的了解。

第五篇：《染色體變異》教學反思

《染色體變異》教學反思

廣州市禺山高級中學 梁焯華

上星期5在4中上完染色體變異以后，感覺既有閃光點，又有很明顯的不足。從整體上講這節課前復習和后新授銜接，整體思路明確，教學設計合理；重難點突出，時間分配合理。講解過程中，采用設疑和談話式教學，充分調動學生的積極性，課堂氣氛活躍，語言精練和準確。

本節教學通過設置問題情景，讓學生觀察、動手、思考和討論，不僅可以讓學生構建生物學的有關知識網絡，而且可以激發學生學習生物科學的興趣和發展探究學習的能力。細節問題上，處理較好的是染色體組的概念。摒棄了老師干講的單一教學，大膽的組織學生演示，形象生動的學習了染色體組的概念。采用實例入手，導入了染色體結構變異和數目變異，而在染色體數目變異了，直接了介紹了分類（個別染色體的增加或減少，以染色體組的形式成倍的增加或減少），簡潔和多樣化的處理；在重難點設疑時給予學生一定的時間思考，充分發揮學生的主動學習的能力。另外，本節內容還與前面的幾個一個重點內容——“減數分裂”、“基因突變和基因重組”、人類遺傳病等知識相關聯，老師要利用本節課加深學生對已學知識的理解，使學生對前后知識脈絡清晰，覺得學有所悟，對生物學有一種撥開云霧見青天感覺，從而增加學習積極性。

不足之處也很多。最明顯的就是因為時間的制約，教師在講染色體個別增減時沒有把減數分裂的知識做一個充分的拓展，如果夠時間的話，教師可讓學生到黑板畫一下一對同源染色體在減數分裂過程中不正常的變化（包括同源染色體沒有分離和姐妹染色單體沒有分到兩極）。這樣，學生就可以更加理解21三體綜合征產生的原因。另外，染色體組的概念可以加深一些，也可以通過更多的練習來拓展。

總之這節課處理的還可以，方法比較新穎，這是優點。在重難點比較突出處，語言準確，但個別難點要加深，這主要是備課時間不充分引起的，也是能改的毛病，以后給自己規定，最少要在講課的前一天處理好課。必須達到隨時上課都很流暢的地步。