基因在染色體上(教學設(shè)計)盧彥軍

1、教學設(shè)計第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市十四中 盧彥軍一、 教學目標知識方面1.說出基因位于染色體上的理論假說（了解薩頓假說和類比推理的方法）和實驗證據(jù)（假說-演繹法和摩爾根的實驗）。2.運用有關(guān)基因和染色體的知識闡明孟德爾遺傳規(guī)律的實質(zhì)。情感態(tài)度與價值觀方面認同科學研究需要豐富的想像力，大膽質(zhì)疑和勤奮實踐的精神，以及對科學的熱愛。能力方面1.嘗試運用類比推理的方法，解釋基因位于染色體上。2.熟練掌握假說-演繹法的思維過程二、教學重點和難點1.教學重點（1）基因位于染色體上的理論假說和實驗證據(jù)（假說-演繹法和摩爾根的實驗）。（2）孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋。2.教學難點（1

2、）運用類比推理的方法，解釋基因位于染色體上（了解薩頓假說和類比推理的方法）。（2）基因位于染色體上的實驗證據(jù)（假說-演繹法和摩爾根的實驗）。三、教學模式和教學策略1、“情境探究”教學模式和討論學習教學模式2、自主學習、合作學習以及支架式教學策略四、教學環(huán)境及教學資源準備1、教材、ppt課件、導學案、電子白板。相關(guān)實驗數(shù)據(jù)、實驗材料的選取與實驗成功的關(guān)鍵所在。2、制作簡潔、能清晰體現(xiàn)知識層次且能有助于突破難點的課件。3、鼓勵學生勇于探索，積極主動地講解自己的理解和認識，并能和同學之間進行交流。五、教學過程知識鋪墊方面1、孟德爾已通過實驗表明基因的一系列的行為特點，知識看不到而已。2、薩頓通過研究

3、精卵的形成過程發(fā)現(xiàn)了同源染色體的行為特點。3、一些科學家發(fā)現(xiàn)了性染色體的存在以及與性別的關(guān)系。特別是對果蠅的染色體了解比較清楚。4、孟德爾的遺傳定律以及研究方法假說演繹法。本節(jié)知識流程孟德爾發(fā)現(xiàn)了遺傳的兩大定律，人們才意識到遺傳因子（基因）是客觀存在的！基因在哪里？基因在哪里？實驗證據(jù)：運用假說演繹法類比推理摩爾根：果蠅雜交實驗基因在染色體上薩頓假說：基因在染色體上看得見的染色體看不見的基因方法:類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：.薩頓假說的優(yōu)點是：將看不見的基因和看得見的染色體的行為進行類比而推出結(jié)論的。.薩頓假說的不足是：缺乏直接的實驗證

4、據(jù)。類比推理得出的結(jié)論并不具有邏輯的必然性！二、基因在染色體上的實驗證據(jù)，摩爾根的實驗及假說演繹法。1.運用假說演繹法孟德爾揭示了遺傳的兩大定律。假說演繹法：實驗現(xiàn)象：通過實驗或?qū)嵺`活動中的觀察和分析，發(fā)現(xiàn)問題。解釋或假說：針對發(fā)現(xiàn)的問題，依據(jù)已有的知識經(jīng)驗進行合理的邏輯推理，得出解釋或假說。解釋或假說能合理的解說所發(fā)現(xiàn)的問題。演繹推理： 如果解釋或假說能真實體現(xiàn)事物的客觀規(guī)律，就必然經(jīng)得起實踐的檢驗！運用假說進行演繹推理，先從理論上預(yù)測實驗結(jié)果。實驗驗證： 按要求進行實驗，比較實踐結(jié)果與預(yù)測實驗結(jié)果。如果是一致的則說明該解釋或假說經(jīng)得起實踐檢驗。結(jié)論： 該解釋或假說是事物的客觀規(guī)律?。ù菩蹅€

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.摩爾根的實驗過程及現(xiàn)象：符合孟德爾分離定律，說明紅眼和白眼是受一對等位基因控制?。ㄒ唬┩ㄟ^實驗或?qū)嵺`活動中的觀察和分析，發(fā)現(xiàn)問題：F2中為什么沒有 ？（為什么沒有白眼雌性果蠅呢？）白眼性狀的表現(xiàn)，總是與性別（雄）相聯(lián)系？另有實踐結(jié)論的補充：雌雄果蠅體細胞染色體圖，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）學生會有什么假設(shè)（沒摩爾根的全面的推理），可能有多種情況：【激發(fā)學生提出假設(shè)】1、控制眼色的基因是在常染色體上（老師

6、可以根據(jù)實驗眼色與性別有關(guān)進行果斷否定）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染色體沒有（師：XX雌性就不會有眼色的性狀來否定）2.控制眼色的基因在X、Y染色體上（老師表揚此假設(shè)，先說明科學家已否定！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XWXw×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）運用假說來解釋摩爾根已做的實驗：（三）

7、演繹推理 （理論分析測交實驗）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）實施實驗驗證（實施測交實驗）真實結(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)計的結(jié)果與理論上的推測完全符合假說，則假說就是正確的?。ㄎ澹┙Y(jié)論：摩爾根通過實驗驗證一個特定的基因在一條特定的染色體上，指出基因在染色體上。摩爾根又進一步研究：一條染色體上有許多個基因；基因在染色體上呈線性排列。三、孟德爾遺傳定律的現(xiàn)代

8、解釋基因的分離定律的實質(zhì)：在雜合子的細胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨立性；在減數(shù)分裂形成配子的過程中，等位基因會隨同源染色體的分開而分離，分別記入倆個配子中，獨立地隨配子遺傳給后代。 基因的自由組合定律的實質(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)分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。 四、練習鞏固與拓展1、如何獲得白眼雌果蠅呢？ 2、如果摩爾根用豌豆作實驗材料會得到“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，摩爾根對果蠅眼色遺傳結(jié)果的解釋正確嗎？4、你能否設(shè)計實驗證明眼色的基因在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，雄性為顯性性狀進行演繹推理，并與實驗的真實結(jié)果比較進行否定）四、教學反思五、板書設(shè)計一、薩頓的假說二、基因在染色體上的實驗證據(jù)三、假說演繹法的步驟四、實驗過程備課資料：（閱讀下面的資料，嘗試用遺傳圖解說明實驗一、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，他抓住這個例外不放，用它作了一系列設(shè)計精巧的實驗。 摩爾根首先做了實驗一： 從實驗一紅眼（雌）與白眼（雄）雜交中，不難看出F1中，全為紅眼，說明紅眼對白眼為顯性，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等位基因來控制。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？ 摩爾根認為，既然果蠅的眼色遺傳與性別相關(guān)聯(lián)，說明控制紅眼和白眼的基因在性染色體上。在20世紀初期，生物學家對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染色體長一些。X染色體和Y染色體上的片段可以分為三個區(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，有一對同型的性染色體XX，在雄果蠅中，有一對異型的性染色體XY。那果蠅的眼色基因到底在哪里呢？是在、中哪個區(qū)段上呢？教材出示了摩爾根的假設(shè)，他認為

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。之后摩爾根用這個假設(shè)合理的解釋了他所得到的實驗現(xiàn)象即實驗一。后來通過測交實驗進行了驗證。到這里，難免讓人產(chǎn)生如此疑問：摩爾根怎么如此“草率”的認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？ 事實上，摩爾根的果蠅實驗是很嚴謹?shù)?，他除了做了上面的實驗一，還做了如下兩個實驗。 實驗二：將實驗一中所得的F1中的紅眼雌蠅和白眼雄蠅進行雜交。 實驗三：摩爾根將實驗二所得白眼雌蠅和紅眼雄蠅進行雜交。 簡單推理就容易得到，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來表示，則實驗一、二、三的遺傳分析圖解如下：實驗一： P    XB XB  (紅、雌)  ×  Xb Yb  ( 白、雄) 可知基因在區(qū)段上，可以解釋實驗一。 實驗二：將實驗一中所得的F1中的紅眼雌蠅和白眼雄蠅進行雜交。 可知基因在區(qū)段上，能解釋實驗二。 實驗三：將實驗二所得白眼雌蠅和紅眼雄蠅進行雜交。 果蠅種群中紅眼雄果蠅的基因型有三種，只需要以上一個雜交組合就足以證明基因在區(qū)段上，不

13、能解釋實驗三。 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染色體上并沒有其等位基因。  P     紅眼（雌）  ×   白眼（雄） (實驗一) 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）（實驗二）   F1    紅眼（雌、雄）  白眼（雌、雄）     &#

15、160;P    白眼（雌）  ×  紅眼（雄） （實驗三） F1      紅眼（雌）  白眼（雄） 實驗一： 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)實驗二：將實驗一中所得的F1中的紅眼雌蠅和白眼雄蠅進行雜交。 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，可以解釋實驗二。&#