基因在染色體上(教案)

1、基因在染色體上教學(xué)設(shè)計1、 教材分析1.系統(tǒng)性縱向：人教版高中生物學(xué)教材遺傳與進化課程體系圍繞人類探索遺傳因子的歷程展開，從基因的發(fā)現(xiàn)、位置、本質(zhì)、變異，以及基因的應(yīng)用各方面進行闡釋。本模塊第二章“基因和染色體的關(guān)系”，包括減數(shù)分裂和受精作用（第一節(jié)）、基因在染色體上（第二節(jié)）及伴性遺傳（第三節(jié)）。本節(jié)內(nèi)容安排在遺傳因子的發(fā)現(xiàn)，減數(shù)分裂和受精作用之后，伴性遺傳之前，是一節(jié)承上啟下的教學(xué)課。既解釋了孟德爾所假設(shè)的顆粒狀的因子存在于細胞部位的疑問，又為伴性遺傳的微觀認(rèn)識奠定了基礎(chǔ)；本節(jié)內(nèi)容的教學(xué)將遺傳規(guī)律與其細胞學(xué)基礎(chǔ)緊密聯(lián)系，有利于學(xué)生深入理解遺傳的基本規(guī)律，同時讓學(xué)生有了性染色體上有基因分布的

2、認(rèn)識，為之后伴性遺傳的學(xué)習(xí)作了鋪墊。橫向：“基因在染色體上”該節(jié)主要包括薩頓的假說、基因位于染色體上的實驗證據(jù)及孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋三部分內(nèi)容：該課時以假說-演繹法為內(nèi)在主線，詳細介紹了薩頓通過“歸納推理的共變法”，對染色體和基因進行比較，從而提出基因位于染色體上的假說。同時，摩爾根大膽想象提出“控制白眼的基因(w) 在X染色體上，而Y染色體不含有它的等位基因?！辈⑼ㄟ^果蠅雜交實驗演繹推理假說內(nèi)容，得出基因與染色體的平行關(guān)系的過程，具體展示了假說演繹方法在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的重要作用。與此同時，揭示了孟德爾兩大遺傳定律的實質(zhì)。2.科學(xué)性本課時內(nèi)容包括基因在染色體上假說的提出，以及摩爾根實驗對假說的

3、證明，意在鼓勵學(xué)生通過觀察分析已有的現(xiàn)象，發(fā)揮推理與想象，利用歸納推理的共變法提出合理的假說，同時通過提出假說，驗證假說的過程鞏固形成“假說演繹法”的意識；本課時三個部分互相補充形成一個基因與染色體位置關(guān)系的大概體系，為形成統(tǒng)一的生物遺傳觀念奠定了基礎(chǔ)。3.思想性本節(jié)內(nèi)容，在闡釋薩頓假說提出的過程與介紹摩爾根果蠅培養(yǎng)實驗的同時，滲透著科學(xué)研究過程中所需的豐富想象和大膽質(zhì)疑的精神，以及尊重事實，勇于承認(rèn)自身錯誤在科學(xué)研究的重要作用，這是促進科學(xué)發(fā)展的重要因素，同時也是學(xué)生通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)應(yīng)當(dāng)體驗與認(rèn)同的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。4.學(xué)習(xí)者分析在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了孟德爾遺傳定律和減數(shù)分裂，

4、具備了“遺傳因子”（即基因）的概念，了解了染色體在配子形成過程中的變化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，解決基因與染色體的關(guān)系順理成章，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。學(xué)生已掌握孟德爾的遺傳定律、遺傳圖解、假說演繹法和減數(shù)分裂，為學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容奠定了良好的認(rèn)知基礎(chǔ)。但不同學(xué)生的思維方式不同，所以教師要進行充分的預(yù)設(shè)，并做好應(yīng)對意外生成的準(zhǔn)備。2、 重難點分析1.教學(xué)重點基因位于染色體上的理論假說和實驗證據(jù)。孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋。 2.教學(xué)難點對摩爾根果蠅雜交實驗現(xiàn)象的解釋。3、 教學(xué)目標(biāo)1.知識目標(biāo)說出基因位于染色體上的理論假說和實驗證據(jù)。應(yīng)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)。2.能力目標(biāo)通過摩

5、爾根果蠅雜交實驗的學(xué)習(xí)，進行提出假說的技能訓(xùn)練。嘗試運用假說演繹的方法分析摩爾根的果蠅雜交試驗。3.情感、態(tài)度、價值觀通過科學(xué)發(fā)現(xiàn)史的探索歷程的學(xué)習(xí)，認(rèn)同科學(xué)研究過程需要豐富的想象、大膽質(zhì)疑和勇于承認(rèn)錯誤的精神。通過對摩爾根果蠅培養(yǎng)的介紹，認(rèn)同科學(xué)研究需要勤奮實踐的精神，以及對科學(xué)的熱愛。四、教學(xué)過程一、導(dǎo)入教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)舊知識孟德爾分離定律與減數(shù)分裂的過程。通過等位基因與非等位基因，同源染色體與非同源染色體，在形成配子時組合方式的相似性和教材中的“問題探討”引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注染色體與基因可能對應(yīng)的關(guān)系，引起學(xué)生進一步探究的興趣，從而導(dǎo)入本節(jié)課科學(xué)家對基因在染色體上的探索歷程。二、新課講授（一）薩

6、頓的假說故事引入：1903年，美國遺傳學(xué)家薩頓在研究蝗蟲精子和卵細胞的形成過程時，也注意到了等位基因的分離與減數(shù)分裂中同源染色體的分離非常相似。學(xué)生活動：學(xué)生在以小組為單位完成表格之后再閱讀薩頓假說，通過自主參與假說的推理，提出與薩頓假說相似的觀點，體驗成功的喜悅。并找出薩頓假說的“內(nèi)容”、“依據(jù)”與“研究方法”。（課件上展示孟德爾分離定律與減數(shù)分裂的過程圖，以便于學(xué)生據(jù)圖發(fā)現(xiàn)基因與染色體的平行關(guān)系，完成思考。）薩頓假說 內(nèi)容：基因在染色體上。 依據(jù)：蝗蟲配子在形成過程中基因和染色體存在明顯的平行關(guān)系。 研究方法：類比推理法。通過提問：為什么薩頓的研究內(nèi)容只能被稱為一種假說，而不能像孟德爾定律

7、那樣稱為一種真理，為大家所認(rèn)可？從而導(dǎo)出摩爾根的實驗與情感態(tài)度價值觀的培養(yǎng)：通過加拿大外交官朗寧競選省議員時的笑話與教材對“類比推理”的介紹讓同學(xué)們認(rèn)識到類比推理法得出的結(jié)論并不具備邏輯的必然性，其正確與否，還需要觀察和實驗的檢驗。接著引出同時代的遺傳學(xué)家摩爾根也對這一假說存在的強烈質(zhì)疑，導(dǎo)入摩爾根對基因位于染色體上的實驗證據(jù)的探究歷程，同時引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)摩爾根這種大膽質(zhì)疑、科學(xué)務(wù)實的研究精神。（二）摩爾根果蠅實驗?zāi)柛胶喗榧八墓夒s交實驗1、介紹摩爾根的生平2、選擇果蠅為實驗材料的原因講解果蠅的特點引導(dǎo)學(xué)生從不同的圖片中分別進行總結(jié):a.果蠅的培養(yǎng)瓶圖片果蠅易飼養(yǎng)，繁殖快，后代多b.果蠅

8、的紅白眼圖片果蠅的相對性狀明顯c.果蠅的染色體圖片果蠅染色體數(shù)目少，便于觀察教師引導(dǎo)學(xué)生分析果蠅雜交實驗圖解，概括得出三個實驗現(xiàn)象。1.F1全為紅眼。2.F2紅眼和白眼之間的數(shù)量比是3:1。3.白眼性狀的表現(xiàn)總是與性別相聯(lián)系。并引導(dǎo)學(xué)生提出問題：為什么白眼性狀的表現(xiàn)總是與性別相聯(lián)系呢？利用現(xiàn)象1與現(xiàn)象2，結(jié)合孟德爾的分離定律得出相關(guān)推論：控制果蠅眼色的是一對等位基因，白眼基因相對紅眼基因是隱性基因。根據(jù)現(xiàn)象3得出：控制顏色的基因位于性染色體上。實驗現(xiàn)象依據(jù)推論大膽的想象1.F1全為紅眼。2.F2紅眼和白眼之間的數(shù)量比是3:1。孟德爾的分離定律控制果蠅眼色的是一對等位基因，白眼基因相對紅眼基因是

9、隱性基因。1. 白眼性狀的表現(xiàn)總是與性別相聯(lián)系。果蠅的染色體結(jié)構(gòu)控制顏色的基因位于性染色體上。根據(jù)果蠅的性染色體結(jié)構(gòu)，提出：控制眼色的基因可能位于X染色體上的非同源區(qū)段、X染色體和Y染色體的同源區(qū)段和Y染色體上的非同源區(qū)段。提示學(xué)生：白眼基因是由基因突變產(chǎn)生的，而基因突變具有低頻性，在兩個染色體的同一位點發(fā)生相同的突變頻率更是微乎其微，否定控制顏色的基因位于同源區(qū)段的可能性。實驗現(xiàn)象依據(jù)推論大膽的想象推論控制眼色的基因位于性染色體上。果蠅的性染色體結(jié)構(gòu)基因突變控制眼色的基因位于X染色體上的非同源區(qū)段、Y染色體上的非同源區(qū)段?？刂蒲凵幕蛭挥赬染色體上的非同源區(qū)段VS控制眼色的基因位于Y染色體上的非同源區(qū)段。將學(xué)生分成兩組，一組討論：控制眼色的基因位于非同源區(qū)段，另一組討論：控制眼色的基因位于非同源區(qū)段，并以前后4人為一小組進行討論。討論結(jié)束，邀請學(xué)生上臺分享討論結(jié)果。師生共同得出結(jié)論：控制眼色的基因位于X染色體上。（三）孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋課件展示具有同源染色體攜帶等位基因的減數(shù)分裂過程圖。課件展示具有非同源染色體攜帶非等位基因的減數(shù)分裂過程圖。學(xué)生思考用圖解表示的減數(shù)分裂過程。分析、討論，逐步完成圖解的歸納。找到一對等位基因分離的原因，及非等位基因自由組合的原因，在此基礎(chǔ)上完成兩大遺傳定律的現(xiàn)代