基因在染色體上(教學(xué)設(shè)計(jì))盧彥軍

1、教學(xué)設(shè)計(jì)第2章 基因和染色體的關(guān)系第2節(jié) 基因在染色體上岳陽(yáng)市十四中 盧彥軍一、 教學(xué)目標(biāo)知識(shí)方面1.說(shuō)出基因位于染色體上的理論假說(shuō)（了解薩頓假說(shuō)和類(lèi)比推理的方法）和實(shí)驗(yàn)證據(jù)（假說(shuō)-演繹法和摩爾根的實(shí)驗(yàn)）。2.運(yùn)用有關(guān)基因和染色體的知識(shí)闡明孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的實(shí)質(zhì)。情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)方面認(rèn)同科學(xué)研究需要豐富的想像力，大膽質(zhì)疑和勤奮實(shí)踐的精神，以及對(duì)科學(xué)的熱愛(ài)。能力方面1.嘗試運(yùn)用類(lèi)比推理的方法，解釋基因位于染色體上。2.熟練掌握假說(shuō)-演繹法的思維過(guò)程二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)（1）基因位于染色體上的理論假說(shuō)和實(shí)驗(yàn)證據(jù)（假說(shuō)-演繹法和摩爾根的實(shí)驗(yàn)）。（2）孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋。2.教學(xué)難點(diǎn)（1

2、）運(yùn)用類(lèi)比推理的方法，解釋基因位于染色體上（了解薩頓假說(shuō)和類(lèi)比推理的方法）。（2）基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（假說(shuō)-演繹法和摩爾根的實(shí)驗(yàn)）。三、教學(xué)模式和教學(xué)策略1、“情境探究”教學(xué)模式和討論學(xué)習(xí)教學(xué)模式2、自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)以及支架式教學(xué)策略四、教學(xué)環(huán)境及教學(xué)資源準(zhǔn)備1、教材、ppt課件、導(dǎo)學(xué)案、電子白板。相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)材料的選取與實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵所在。2、制作簡(jiǎn)潔、能清晰體現(xiàn)知識(shí)層次且能有助于突破難點(diǎn)的課件。3、鼓勵(lì)學(xué)生勇于探索，積極主動(dòng)地講解自己的理解和認(rèn)識(shí)，并能和同學(xué)之間進(jìn)行交流。五、教學(xué)過(guò)程知識(shí)鋪墊方面1、孟德?tīng)栆淹ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)表明基因的一系列的行為特點(diǎn)，知識(shí)看不到而已。2、薩頓通過(guò)研究

3、精卵的形成過(guò)程發(fā)現(xiàn)了同源染色體的行為特點(diǎn)。3、一些科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了性染色體的存在以及與性別的關(guān)系。特別是對(duì)果蠅的染色體了解比較清楚。4、孟德?tīng)柕倪z傳定律以及研究方法假說(shuō)演繹法。本節(jié)知識(shí)流程孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)了遺傳的兩大定律，人們才意識(shí)到遺傳因子（基因）是客觀(guān)存在的！基因在哪里？基因在哪里？實(shí)驗(yàn)證據(jù)：運(yùn)用假說(shuō)演繹法類(lèi)比推理摩爾根：果蠅雜交實(shí)驗(yàn)基因在染色體上薩頓假說(shuō)：基因在染色體上看得見(jiàn)的染色體看不見(jiàn)的基因方法:類(lèi)比推理法二者存在平行關(guān)系推理：基因在染色體上D dD dD dD d一、薩頓的假說(shuō)：.薩頓假說(shuō)的優(yōu)點(diǎn)是：將看不見(jiàn)的基因和看得見(jiàn)的染色體的行為進(jìn)行類(lèi)比而推出結(jié)論的。.薩頓假說(shuō)的不足是：缺乏直接的實(shí)驗(yàn)證

4、據(jù)。類(lèi)比推理得出的結(jié)論并不具有邏輯的必然性！二、基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，摩爾根的實(shí)驗(yàn)及假說(shuō)演繹法。1.運(yùn)用假說(shuō)演繹法孟德?tīng)柦沂玖诉z傳的兩大定律。假說(shuō)演繹法：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：通過(guò)實(shí)驗(yàn)或?qū)嵺`活動(dòng)中的觀(guān)察和分析，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。解釋或假說(shuō)：針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，依據(jù)已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行合理的邏輯推理，得出解釋或假說(shuō)。解釋或假說(shuō)能合理的解說(shuō)所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。演繹推理： 如果解釋或假說(shuō)能真實(shí)體現(xiàn)事物的客觀(guān)規(guī)律，就必然經(jīng)得起實(shí)踐的檢驗(yàn)！運(yùn)用假說(shuō)進(jìn)行演繹推理，先從理論上預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證： 按要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，比較實(shí)踐結(jié)果與預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如果是一致的則說(shuō)明該解釋或假說(shuō)經(jīng)得起實(shí)踐檢驗(yàn)。結(jié)論： 該解釋或假說(shuō)是事物的客觀(guān)規(guī)律！（雌雄個(gè)

5、體相互交配）P 紅眼（雌） × 白眼（雄）F1 紅眼F2 紅眼（雌、雄） 白眼（雄） 3 12.摩爾根的實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象：符合孟德?tīng)柗蛛x定律，說(shuō)明紅眼和白眼是受一對(duì)等位基因控制?。ㄒ唬┩ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)或?qū)嵺`活動(dòng)中的觀(guān)察和分析，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：F2中為什么沒(méi)有 ？（為什么沒(méi)有白眼雌性果蠅呢？）白眼性狀的表現(xiàn)，總是與性別（雄）相聯(lián)系？另有實(shí)踐結(jié)論的補(bǔ)充：雌雄果蠅體細(xì)胞染色體圖，性別與性別有關(guān)。（二）他提出了怎樣的假設(shè)？基因在_（摩爾根提出控制眼色的基因在 X 染色體上而不在 Y 染色體上）學(xué)生會(huì)有什么假設(shè)（沒(méi)摩爾根的全面的推理），可能有多種情況：【激發(fā)學(xué)生提出假設(shè)】1、控制眼色的基因是在常染色體上（老師

6、可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)眼色與性別有關(guān)進(jìn)行果斷否定）2、控制眼色的基因在性染色體上（老師肯定大方向正確，引導(dǎo)在此方向做更全面的分析）新假設(shè)：1.控制眼色的基因是在Y染色體上而X染色體沒(méi)有（師：XX雌性就不會(huì)有眼色的性狀來(lái)否定）2.控制眼色的基因在X、Y染色體上（老師表?yè)P(yáng)此假設(shè)，先說(shuō)明科學(xué)家已否定！留作課后拓展）3.控制眼色的基因在X染色體上而不在Y染色體上。（與摩爾根一致）P紅眼（雌）XWXW白眼（雄）XwY配子X(jué)WXw×YF1XWXw紅眼（雌）XWY紅眼（雄）F2XW×YXWXwXWXW紅眼（雌）XWY紅眼（雄）XWXw紅眼（雌）XwY白眼（雄）運(yùn)用假說(shuō)來(lái)解釋摩爾根已做的實(shí)驗(yàn)：（三）

7、演繹推理 （理論分析測(cè)交實(shí)驗(yàn)）F1：白眼紅眼XWYXWXW×XW配子：Xw XwYF2：XwY XWY Xw XwXW Xw白眼白眼紅眼紅眼1 : 1 ： 1 : 1演繹推理結(jié)果： （四）實(shí)施實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證（實(shí)施測(cè)交實(shí)驗(yàn)）真實(shí)結(jié)果F2 紅眼雌 ： 紅眼雄 ： 白眼雌 ： 白眼雄 126 ： 120 ： 132 ： 115 與理論值： 1 ： 1 ：非常吻合統(tǒng)計(jì)的結(jié)果與理論上的推測(cè)完全符合假說(shuō)，則假說(shuō)就是正確的?。ㄎ澹┙Y(jié)論：摩爾根通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一個(gè)特定的基因在一條特定的染色體上，指出基因在染色體上。摩爾根又進(jìn)一步研究：一條染色體上有許多個(gè)基因；基因在染色體上呈線(xiàn)性排列。三、孟德?tīng)栠z傳定律的現(xiàn)代

8、解釋基因的分離定律的實(shí)質(zhì)：在雜合子的細(xì)胞中，位于一對(duì)同源染色體上的等位基因，具有一定的獨(dú)立性；在減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中，等位基因會(huì)隨同源染色體的分開(kāi)而分離，分別記入倆個(gè)配子中，獨(dú)立地隨配子遺傳給后代。 基因的自由組合定律的實(shí)質(zhì)：位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的；在減數(shù)分裂過(guò)程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí)，非同源染色體上的非等位基因自由組合。 四、練習(xí)鞏固與拓展1、如何獲得白眼雌果蠅呢？ 2、如果摩爾根用豌豆作實(shí)驗(yàn)材料會(huì)得到“基因位于染色體上”的結(jié)論嗎？3、如果果蠅Y染色體上有白眼基因，摩爾根對(duì)果蠅眼色遺傳結(jié)果的解釋正確嗎？4、你能否設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明眼色的基因在X

9、染色體上而不在Y染色體上？（思路：選取雌性為隱性性狀，雄性為顯性性狀進(jìn)行演繹推理，并與實(shí)驗(yàn)的真實(shí)結(jié)果比較進(jìn)行否定）四、教學(xué)反思五、板書(shū)設(shè)計(jì)一、薩頓的假說(shuō)二、基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)三、假說(shuō)演繹法的步驟四、實(shí)驗(yàn)過(guò)程備課資料：（閱讀下面的資料，嘗試用遺傳圖解說(shuō)明實(shí)驗(yàn)一、二、三）摩爾根從野生型的紅眼果蠅培養(yǎng)瓶中發(fā)現(xiàn)了一只白眼的雄果蠅，這只例外的白眼雄果蠅特別引起了他的重視，他抓住這個(gè)例外不放，用它作了一系列設(shè)計(jì)精巧的實(shí)驗(yàn)。 摩爾根首先做了實(shí)驗(yàn)一： 從實(shí)驗(yàn)一紅眼（雌）與白眼（雄）雜交中，不難看出F1中，全為紅眼，說(shuō)明紅眼對(duì)白眼為顯性，而F2中紅眼和白眼數(shù)量之比為3:1，這也是符合遺

10、傳分離規(guī)律的，也表明果蠅的紅眼和白眼由一對(duì)等位基因來(lái)控制。所不同的是白眼性狀總與性別相關(guān)聯(lián)。如何解釋這一現(xiàn)象呢？ 摩爾根認(rèn)為，既然果蠅的眼色遺傳與性別相關(guān)聯(lián)，說(shuō)明控制紅眼和白眼的基因在性染色體上。在20世紀(jì)初期，生物學(xué)家對(duì)于果蠅的性染色體有了一定的了解。果蠅是XY型性別決定的生物，果蠅的Y染色體比X染色體長(zhǎng)一些。X染色體和Y染色體上的片段可以分為三個(gè)區(qū)段：X染色體上的非同源區(qū)段、Y染色體上的非同源區(qū)段和同源區(qū)段。（如上圖XY）。在雌果蠅中，有一對(duì)同型的性染色體XX，在雄果蠅中，有一對(duì)異型的性染色體XY。那果蠅的眼色基因到底在哪里呢？是在、中哪個(gè)區(qū)段上呢？教材出示了摩爾根的假設(shè)，他認(rèn)為

11、：控制白眼性狀的隱性基因由X染色體所攜帶，Y染色體上不帶有白眼基因的等位基因，即控制果蠅眼色的基因在區(qū)段上。之后摩爾根用這個(gè)假設(shè)合理的解釋了他所得到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象即實(shí)驗(yàn)一。后來(lái)通過(guò)測(cè)交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。到這里，難免讓人產(chǎn)生如此疑問(wèn)：摩爾根怎么如此“草率”的認(rèn)為控制眼色的基因在區(qū)段上？難道不需要排除基因在、區(qū)段的可能性嗎？ 事實(shí)上，摩爾根的果蠅實(shí)驗(yàn)是很?chē)?yán)謹(jǐn)?shù)?，他除了做了上面的?shí)驗(yàn)一，還做了如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)二：將實(shí)驗(yàn)一中所得的F1中的紅眼雌蠅和白眼雄蠅進(jìn)行雜交。 實(shí)驗(yàn)三：摩爾根將實(shí)驗(yàn)二所得白眼雌蠅和紅眼雄蠅進(jìn)行雜交。 簡(jiǎn)單推理就容易得到，控制眼色的基因不可能在

12、上，那么在區(qū)段上呢?假設(shè)控制眼色的基因在區(qū)段上，果蠅眼色基因用B、b來(lái)表示，則實(shí)驗(yàn)一、二、三的遺傳分析圖解如下：實(shí)驗(yàn)一： P    XB XB  (紅、雌)  ×  Xb Yb  ( 白、雄) 可知基因在區(qū)段上，可以解釋實(shí)驗(yàn)一。 實(shí)驗(yàn)二：將實(shí)驗(yàn)一中所得的F1中的紅眼雌蠅和白眼雄蠅進(jìn)行雜交。 可知基因在區(qū)段上，能解釋實(shí)驗(yàn)二。 實(shí)驗(yàn)三：將實(shí)驗(yàn)二所得白眼雌蠅和紅眼雄蠅進(jìn)行雜交。 果蠅種群中紅眼雄果蠅的基因型有三種，只需要以上一個(gè)雜交組合就足以證明基因在區(qū)段上，不

13、能解釋實(shí)驗(yàn)三。 綜上所述，控制果蠅紅眼和白眼的基因在X染色體的非同源區(qū)段上，即Y染色體上并沒(méi)有其等位基因。  P     紅眼（雌）  ×   白眼（雄） (實(shí)驗(yàn)一) F1          紅眼（雌、雄）  F1雌雄交配 F2    紅眼（雌、雄）   白眼（雄）   

14、;      3/4              1/4      P    紅眼（雌）  ×  白眼（雄）（實(shí)驗(yàn)二）   F1    紅眼（雌、雄）  白眼（雌、雄）     &#

15、160;P    白眼（雌）  ×  紅眼（雄） （實(shí)驗(yàn)三） F1      紅眼（雌）  白眼（雄） 實(shí)驗(yàn)一： P    XB XB  (紅、雌)  ×  Xb Yb  ( 白、雄)  F1    XB Xb (紅、雌)      XB Yb（紅、雄）

16、60;F1雌雄交配 F2  XB XB  (紅、雌)  XB Xb (紅、雌)  XB Yb（紅、雄）Xb Yb  ( 白、雄)實(shí)驗(yàn)二：將實(shí)驗(yàn)一中所得的F1中的紅眼雌蠅和白眼雄蠅進(jìn)行雜交。 P      XB Xb (紅、雌)  ×  Xb Yb  ( 白、雄) F1   XB Xb (紅、雌)  Xb Xb(白、雌)  XB Yb（紅、雄）Xb Yb  ( 白、雄) 可知基因在區(qū)段上，可以解釋實(shí)驗(yàn)二。&#