Y染色体的故事

第一篇：Y染色体的故事

Y染色体的故事——Y染色体传递着姓氏的信息

Y染色体传递着姓氏的信息，这种看不见的传递比姓氏本身的传递要精确得多，因为姓氏传递有时有变数。比如有人中途改姓、有人被别人赐姓、孤儿随继养者姓、偶尔有人随了母亲的姓等等。当皇帝赐给功臣们自己的姓时，受赐者弃掉祖宗的姓后，还要感恩戴德。更常见的恐怕是隐匿发生的绿帽子事件，这类事很难记载，因而更难琢磨。据说在美国，约有10~15%的父亲养的不是自己的孩子，而他们并不知情。相比之下，Y染色体的遗传则稳定得多，因此可以用Y染色体的信息修正姓氏的传递差错。

不过，Y染色体DNA序列也不是绝对稳定的，也会缓慢地变化。这种变化叫基因突变，即DNA序列的改变。我们知道，祖宗的Y染色体并不直接给我们，而是给我们一个拷贝，我们生儿育女时再次复制，这样一代代向下传。经过n次复制后，如果再和原始拷贝比较，出些错是难免的。好在DNA的复制足够精确，一般在几百年内不致有什么大的不同，至少在可追踪姓氏的年代里Y染色体还是稳定的。但如果时间延长到几千几万年，就会出现不同了。假如在所检测的Y染色体片断上男人甲和男人乙有一个碱基不同、和男人丙有两个碱基的差别，这能说明什么？如果考虑到碱基替换率的相对恒定性，则我们可以较有把握地说，甲和乙的血缘关系比甲和丙近一些；或者说甲和乙的祖先在历史的某个时期曾经拥有同样的Y染色体，而甲和丙则可能是更早时期的祖先共有一条Y染色体。

如果一直这样追踪，关系越来越远的亲属也会不断地加入到这个家族体系中，直至把全人类的男人都包括进去为止。其结果是世界上所有男人（当然，他们身边还有女人）在远古时期只有一个老祖宗，他的Y染色体传递给了所有男人。这可能吗？完全可能。进化生物学家已经计算出，这个男性祖先生活在距今12~20万年前的非洲，叫做Y染色体亚当（Y-chromosomal Adam）。这是借用了圣经故事中上帝创造的第一个男人的名字。不过这个“亚当”比那个亚当靠谱，起码我们能断定他存在过。

看到这儿，很多人可能会迷惑了：难道人类真有一个唯一的男性祖先存在吗？那他有若干女人，还是只有一个“夏娃”？这个男性祖先的父亲又是谁，是不是还算作“人”？其实，之所以产生这类问题，都是被我们固有的错误思维方式误导啦。在任何时候，不管是古人类时期还是古猿类时期，任何物种要想延续都需要一个起码的种群数量，孤零零的个体是难以为继的。人类进化的历史延续了几百万年，Y染色体亚当只是生活在这缓慢变化的时间长河中无甚特殊的时期的一个无甚特殊的个体。他周围有许多和他相似的男人，以及大致同等数量的女人。据估计，在人类走出非洲之前曾长期维持在一万左右的人口规模。人口最少的时候发生在约七万年前，估计只剩下两千人。任何物种，如果数目低到这样一个水平时，差不多就算是濒危物种了。要知道野生大熊猫目前还有1000只左右呢，已经让我们神经兮兮的了，人类的某一个时期跟这也差得不远啦。但即使在只有两千人的时期，也还是有一千左右的男人，他们的后代都哪去了？假定他们每个人都有自己的一条独特的Y染色体，这些Y染色体的继承者呢？我们只能断定，很遗憾，他们都失传了。

整个物种的其他Y染色体都失传，只有一条传到现在，这可能吗？

完全可能，而且看来就是这样。其实，一条Y染色体能一直传下来是非常不易的事，它要求在成千上万代的传递链中，每次都必须生下能继续生育的男孩。如果某个男人没生男孩，或他生下的男孩没有再生育，那么他的Y染色体就算是走到了死胡同。绝大多数时候并不是这条Y染色体有什么不好，仅仅是命不好罢了。我们周围这种情况比比皆是。一对夫妻如果生下一个、两个，或三个孩子，其中没一个男孩的可能性分别是1/

2、1/

4、1/8。试想，一个家族的Y染色体如果想在成千上万次传递中永远不落入倒霉的终端，这该有多难？由于每个基因有1/2的概率被传递到后代，所以后代中该基因的比例就会有一定随机性，而这种随机性会造成这个基因的群体频率产生随机增减，这种现象在遗传学上叫做遗传漂变。其实，Y染色体以及姓氏的传递在很大程度上都遵循着遗传漂变的原则。这个原则告诉我们，在传递过程中不时会有一些倒霉者在中途消失。最初存在的Y染色体的数量只会越来越少。

人类直到现代才知道Y染色体，但历史上一直有姓氏的记载。如果不添加姓氏，姓氏是否会越来越少呢，似乎有这样的趋势。拿中国的姓氏来说，历史上记载的姓氏据说达两万个以上，那现在人口普查能查出多少姓呢？也就几千个吧。还有一万多个姓去哪了呢？只能推断它们在某一时期消失了，所遵循的也是遗传漂变的原理。中国的姓氏产生得较早，有几千年的历史，与此相对应的就是明显的大姓现象，排名前十的大姓即可占据中国近半数的人口。排名前三的王、李、张所占人口的比例都超过了7%，这就是长期漂变的结果，这在世界上其他民族中是很少见的。例如，德国第一大姓Müller只占德国人的0.95%，英国第一大姓Smith只占1.15%，挪威第一大姓Hansen占1.31%，等等。这与这些国家姓氏产生时间较短，只有几百年的历史有关。我们的近邻日本，多数人在一百多年前才开始有姓，他们的姓氏数多达12万，远多于现代中国人的姓氏数。总结这些，我们是否可以得出一个民族的姓氏史越久、姓氏就越少、姓氏分布就越集中的结论呢？按照这个趋势，会不会有一天，所有中国人只剩下一个姓呢？假如我们不创造新的姓，这种结局几乎是一定会到来的。Y染色体就经历了这样的路程。

现在该明白为什么现在全人类男人都只有亚当Y染色体了吧，那是因为与Y染色体的亚当同时代的那些男人，他们的Y染色体陆续在人类史的某些时期绝种了。不过，你要说这些男人的基因都没有传下来，那又大错特错了。根据孟德尔的自由组合律，不同的染色体向后代的传递是互不影响的，Y染色体传不下来不等于其他染色体的片段传不下来。在《Y染色体的故事

（一）》中谈到，即使孔子的家谱记录正确无误，那些孔子的传人能确实得到的也只是孔子的Y染色体，这一点也适合于Y染色体亚当——这位“亚当”能留给当今男人的恐怕主要也就是这条本身没有多少基因的Y染色体了。对于人类99%以上的其他基因来说，与Y染色体亚当同时代的很多男人和女人都是贡献者，只不过他们不贡献Y染色体罢了。

有没有可能知道这个Y染色体亚当那时生活在哪儿呢？可以的。方法是比较这条Y染色体的各种变异类型在全球各地的分布。结果发现，在非洲的东部和中部地区具有最丰富的Y染色体变异类型，而在非洲的其他地方和其他大洲的变异类型就少得多。我们考虑到在人的一生中，大部分人主要还是留在原地生活，只有少数的人迁徙到其他地方；历史上Y染色体亚当的子孙们也大致如此，他们多数留在了原地，少数跑得很远，与此相随的是多数发生了一定变异的Y染色体也会留在原地，所以我们会在原地检测到较多的Y染色体变异。这个“原地”就应该是现在的东非或南非，这就是 “亚当”当年可能生活的地方。目前非洲人口相对于其他大洲并不算多，这是由于到达其他地方的“移民”们生育并存活的子孙相对较多所致。他们现在人多，但在几万年前他们的祖先数量并不多，所以他们之间共享相同的、或近缘的Y染色体的时候也较多。而非洲人尽管人口较少，但他们之间在亲缘关系上差别却相对较大。

到此为止，我们一直在谈论作为全男性遗传的Y染色体，有没有只经过母系传递的遗传物质呢？还真有。但这不是某条染色体，而是位于细胞核之外的、线粒体中的DNA。在受精的时候，精子中只有细胞核有资格进入卵子；细胞质中的其他成分包括线粒体，都被排除在卵细胞膜之外。这样，受精卵里就只有来自母亲的线粒体；所以经过胚胎发育出来的所有细胞中的线粒体DNA，都来自母亲。这些线粒体DNA只能再通过女儿传给她们的儿女。线粒体DNA如果传到了儿子那儿，它们只能自认倒霉，因为它们再也没有向后代传递的机会，就像一个男人没法向女儿传递Y染色体一样。于是，我们就有了经过母系传递的遗传物质标签：线粒体DNA。

像Y染色体DNA一样，线粒体DNA也可以用于追踪人类祖先的遗迹。我们每个人的亲属可以分成两个部分，父亲那边的亲戚和母亲那边的亲戚。线粒体DNA用于标记母亲那边的亲戚，这些亲戚包括外婆、舅舅、姨妈及其子女之类，他们的共同遗传标记就是某条线粒体DNA。这个母系家族也可以不断扩大，做成家谱，包含进越来越多的远房表亲，这些母系的表亲都共有某条线粒体DNA。仿照对Y染色体DNA进行追踪的做法一直做下去，最终也会找到所有的人类线粒体的共同祖先。这是一个女人，我们管她叫做线粒体夏娃（Mitochondrial Eve）。与Y染色体亚当只提供了所有男人Y染色体相似，这个线粒体夏娃只提供给全人类的线粒体，而不是其他任何基因。我们也可以根据线粒体DNA的突变率和世界不同地区线粒体变异的丰富程度，去推算线粒体夏娃生活的年代和地区。其结果和Y染色体亚当基本一致，她大约生活在20万年前的非洲。

这样，人类遗传学家就有了两套遗传标签：Y染色体DNA和线粒体DNA。分别用它们去追踪人类的父系祖先和母系祖先，追踪这些DNA在这个星球上各自走过的痕迹，结果得到了相当丰富、惊人的发现。

第二篇：染色体变异教案

教学目标

1、说出染色体结构变异的基本类型。

2、说出染色体数目的变异。

3、进行低温诱导染色体数目变化的实验。教学重点：染色体数目的变异。教学难点

⑴染色体组的概念。

⑵二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系。⑶低温诱导染色体数目变化的实验。课时：2课时。

教学方法：直观教学法、实验法。教学程序 第1课时

导入：基因突变导致生物变异的原因是什么？ 基因能够发生突变，那么染色体能不能发生变化呢？如果 染色体发生变化，它会发生什么样的变化呢？生物的性状又会发生什么样的变化呢？

一、染色体结构的变异

1.出示投影片:猫叫综合征幼儿照片。

2.让学生观察:患儿的征状---两眼较低、耳位低下，存在着严重的智力障碍。教师补充说:患儿哭声轻、音调高，很像猫叫。3.投影片放映:病因---染色体缺失图，包括：

在自然条件或人为因素的影响下，染色体发生的结构变异主要有4种： ①染色体缺失某一片断（上图1）； ②染色体增加某一片断（上图2）；

③染色体某一片断位置颠倒1800（上图3）；

4.讲述:猫叫综合征的病因是病儿第5号染色体部分缺失，这属于染色体结构变异。5.染色体结构变异，为何能导致生物性状的变异呢? 教师引导学生从染色体结构的变化会引起染色体上的基因数目和排列顺序的改变等方面来加以思考。

二、染色体数目变异

1.我们已经知 道染色体结构变异会导致生物性状的变异，那么染色体数目发生改变会不会引起生物的变 异呢?(回答:会)染色体数目会如何改变呢?(回答:可增加，也可减少)。

2.前面所说的仅是染色体“个别数目”的增加或减少，它只是染色体数目变异的一种类型。例如，人类有一种叫“21-三体综合征”的遗传病，患者比正常人多一条染色体---21号染色体是三条，其征状表现为智力低下，身体发育缓慢等；

再如，人类的另一种遗传病叫“ 性腺发育不良(turner综合征)”，患者少了一条x染色体，外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。

染色体数目变异的另一种类型是染色体数目以“染色体组”为单位成倍增加或减少，这种类型的变异在实践中的应用更为普遍。因此，我们重点介绍后一种类型的染色体数目变异。3.首先我们要了解什么是“染色体组” 放 映:动物精子形成过程图 组织学生观察、归纳、总结:(1)在减数分裂过程中，染色体复制一次细胞分裂二次，结果生殖细胞中的染色体数减少了一半。

出示:雄果蝇染色体的活动投影片。

投影玉米体细胞图观察:玉米体细胞中20条染色体，其生殖细胞内有10条大小、形状各不相同的染色体。这10条染色体组成了一个染色体组。同样，人的一个染色体组中有23条染色体。

4.教师讲述:人、果蝇、玉米体细胞中各含两个染色体组，都属于二倍体。在自然界中，几乎全部的动物和过半数的高等植物均是二倍体。那么，该如何给二倍体下定义呢? 回答:二倍体指的是体细胞中含有两个染色体组的个体。

依此类推，体细胞中含三个染色体组的个体该称为三倍体，如香蕉、无籽西瓜等；体细胞中含四个染色体组的个体被称为四倍体，如马铃薯。

我们把体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体称为多倍体。三倍体、四倍体都属于多倍体。

多倍体个体在植物中广泛存在，动物中较少见。

5.多倍体是生物以“染色体组”为单位成倍地增加而致。

在生物的体细胞中，染色体数目不仅可以成倍增加，也可以成倍减少。

例如，我们在初中生物中学过蜜蜂中的工蜂和蜂王由受精卵发育而成，而雄蜂由未受精卵直接发育而成。因此，雄蜂体细胞中的染色体数是工蜂 和蜂王的一半。像这样，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，称为单倍体。

玉米是二倍体，20条染色体。由玉米花粉直接发育成的个体中含有10条染色体，是一个染色体组，我们称之为单倍体。

普通小麦是六倍体，体细胞中有六个染色体组。其配子中有三个染色体组。而由其配子发育而成的含有三个染色体组的个体也叫单倍体，不能被称为三 倍体。因为由配子发育成的小麦，其体细胞中的染色体数同本物种配子中的染色体数相 同。

教师总结: 可见，二倍体、多倍体和单倍体的划分依据是不同的。二倍体、多倍体以含染色体组的数目来划分；单倍体则只要含有本物种体细胞染色体数目的一半即是，与含染色体组的数目多少没有关系。第2课时

提问:多倍体的自然成因是什么? 具有什么特点?(回答:略)投影展示:二倍体草莓、多倍 体草莓的图片。看图可知，多倍体植物各器官均较

二倍体大，果实中含营养物质多。如四倍体水稻的干粒重是二倍体水稻的二倍，蛋白质含量提高了5％～15％，可见多倍体有较高的应 用价值。

下面，我们以“三倍体西瓜的培育过程”为例，学习多倍体在实践中的应用。师生根据p49图示学习、讨论三倍体无籽西瓜的培育过程。板书培育过程

刚才，我们归纳了“多倍体”的有关知识，明确了采用人工诱导多倍体来获得多倍体，可以应用在育种上培育新品种。

那么，单倍体的情况又是怎样的呢? 请同学们思考以下问题:（1）单倍体的概念。

（2）一倍体一定是单倍体吗？单倍体一定是一倍体吗？（一倍体一定是单倍体；单倍体不一定是一倍体。）

（3）二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含有一个染色体组，这种说法对吗？为什么？

（4）如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体，其体细胞中就含有两个或三个染色 体组，我们可以称它为二倍体或三倍体，这种说法对吗？

（答：不对，尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组，但因为是正常的体细胞的配子所形成的物种，因此，只能称为单倍体。）

（5）单倍体中可以只有一个染色体组，但也可以有多个染色体组，对吗？

（答：对，如果本物种是二倍体，则其配子所形成的单倍体中含有一个染色体组；如果本物种是四倍体，则其配子所形成的单倍体含有两个或两个以上的染色体组。）（6）单倍体植株有何特 点？

2.在学生阅读、思考、讨论的基础上根据大纲归纳总结单 倍体的有关知识:

讲述:多倍体和单倍体在人工诱导育种上都有很重要的意义，目前许多国家利用多倍体和单倍体育种方面均取得很大的成果。

第三篇：染色体变异教案

染色体变异教案

【教学目标】

1、说出染色体结构变异的基本类型。

2、说出染色体数目的变异。

【教学重点和难点】

1、教学重点

染色体数目的变异。

2、教学难点

（1）染色体组的概念。

（2）二倍体、多倍体的概念及其联系。

【教学过程】

一、复习提问：

1.生物变异的类型有哪几种？可遗传变异的来源有几种？ 2.基因能够发生突变，那么染色体能不能发生变化呢？如果染色体发生变化，它会发生什么样的变化呢？生物的性状又会发生什么样的变化呢？从而引出染色体变异包括染色体结构的变异和染色体数目的变异。

二、染色体变异：

染色体变异包括染色体结构的变异和染色体数目的变异。

（一）染色体结构的变异

人类的许多遗传病是由染色体结构改变引起的。

在自然条件或人为因素的影响下，染色体发生的结构变异主要有4种：（课本P47）

1.缺失 染色体中某一片段的缺失 例如，猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病，因为患病儿童哭声轻，音调高，很像猫叫而得名。猫叫综合征患者的两眼距离较远，耳位低下，生长发育迟缓，而且存在严重的智力障碍。2.重复 染色体增加了某一片段

3.倒位 染色体某一片段的位置颠倒了180度，造成染色体内的重新排列 4.易位 染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上或同一条染色体上的不同区域。

（二）染色体数目的变异

染色体数目的变异可以分为以下两类：个别染色体数目的增加或减少，另一类是细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少。1.个别染色体数目的增加或减少

21三体综合症;特纳氏综合症（课本P53）

2.细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少

观察教科书P48图6-41雌雄果蝇体细胞的染色体和图6-42雄果蝇的染色体组，回答下列问题。

(1)果蝇体细胞有几条染色体？几对常染色体？（答：8条；3对。）(2)Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系？Ⅲ号和Ⅳ号染色体是什么关系？（答：同源染色体；非同源染色体。）(3)雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体？（答：Ⅱ和Ⅱ，Ⅲ和Ⅲ，Ⅳ和Ⅳ，X和Y。）

(4)果蝇的精子中有哪几条染色体？这些染色体在形态、大小和功能上有什么特点？这些染色体之间是什么关系？它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息？

（答：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y；这些染色体在形态、大小和功能上各不相同；它们是非同源染色体；它们携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。）如果将果蝇的精子中的染色体看成一组，那么果蝇的体细胞中有几组染色体？（答：两组。）

从中得出染色体组的概念：像雄果蝇的精子中的4条染色体这样，一个生殖细胞中的全部染色体，在形态和功能上各不相同，但是包含了控制生物体生长发育、遗传和变异的全部信息，这样的一组完整的非同源染色体色休，叫一个染色体组。

二倍体：体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体，如人、玉米、果蝇等。几乎全部的动物和过半数的高等植物都是二倍体。

多倍体：体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫多倍体，其中体细胞中含有三个染色体组的个体叫三倍体。比如香蕉。体细胞中含有四个染色体组的个体叫四倍体。比如马铃薯。

三、课堂练习

P50第一题，P51第三题

四、小结

本节课重点讲述染色体组的概念

五、作业

第四篇：染色体教学反思

最初我让学生从观察色盲检查图中导入新课，但是觉得后边提出常染色体和性染色体的概念会比较突然，而且过渡的也不是自然，所以在一开始就给同学们两个思考题，不多，但是能很好地帮助同学们回忆之前学过的知识为性染色体的提出做铺垫。

接着通过让同学们观察色盲检查图中显示的数字和图案，同学们非常感兴趣，然后引出红绿色盲是一种人类常见的遗传病。根据社会调查结果，向同学们提出疑。让同学们分析红绿色盲遗传病的遗传规律。

在总结遗传规律的时候，我有意写错一个遗传规律，想让同学们经过思考发现，让同学们对此遗传规律有深刻印象。但是由于经验不足，没能重点突出学生的思考过程以及学生对错误知识点的辩证过程，希望自己在以后的教学过程中能吸取一些经验，给学生更多思考和讨论以及发现问题的时间，让课堂更加完美。

在讲解的过程中，我发现学生们关于讨论色盲、佝偻病以及外耳道多毛症这些伴性遗传病的表现型和致病原因时，讨论激烈，发言非常踊跃，证明大家对在自己身边存在的遗传疾病比较关心。所以可以在适当的时间之内，给同学们讲述一些遗传疾病的病因和发病的原因，让大家对此有更广泛的了解。

第五篇：《染色体变异》教学反思

《染色体变异》教学反思

广州市禺山高级中学 梁焯华

上星期5在4中上完染色体变异以后，感觉既有闪光点，又有很明显的不足。从整体上讲这节课前复习和后新授衔接，整体思路明确，教学设计合理；重难点突出，时间分配合理。讲解过程中，采用设疑和谈话式教学，充分调动学生的积极性，课堂气氛活跃，语言精练和准确。

本节教学通过设置问题情景，让学生观察、动手、思考和讨论，不仅可以让学生构建生物学的有关知识网络，而且可以激发学生学习生物科学的兴趣和发展探究学习的能力。细节问题上，处理较好的是染色体组的概念。摒弃了老师干讲的单一教学，大胆的组织学生演示，形象生动的学习了染色体组的概念。采用实例入手，导入了染色体结构变异和数目变异，而在染色体数目变异了，直接了介绍了分类（个别染色体的增加或减少，以染色体组的形式成倍的增加或减少），简洁和多样化的处理；在重难点设疑时给予学生一定的时间思考，充分发挥学生的主动学习的能力。另外，本节内容还与前面的几个一个重点内容——“减数分裂”、“基因突变和基因重组”、人类遗传病等知识相关联，老师要利用本节课加深学生对已学知识的理解，使学生对前后知识脉络清晰，觉得学有所悟，对生物学有一种拨开云雾见青天感觉，从而增加学习积极性。

不足之处也很多。最明显的就是因为时间的制约，教师在讲染色体个别增减时没有把减数分裂的知识做一个充分的拓展，如果够时间的话，教师可让学生到黑板画一下一对同源染色体在减数分裂过程中不正常的变化（包括同源染色体没有分离和姐妹染色单体没有分到两极）。这样，学生就可以更加理解21三体综合征产生的原因。另外，染色体组的概念可以加深一些，也可以通过更多的练习来拓展。

总之这节课处理的还可以，方法比较新颖，这是优点。在重难点比较突出处，语言准确，但个别难点要加深，这主要是备课时间不充分引起的，也是能改的毛病，以后给自己规定，最少要在讲课的前一天处理好课。必须达到随时上课都很流畅的地步。