1、必修2第2章第2节基因在染色体上 教学设计一、教学目标1.知识目标a. 说出基因位于染色体上的理论假说和实验证据。b.运用有关基因和染色体的知识阐明孟德尔遗传规律的实质。2.能力目标a. 尝试运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上。b. 尝试运用假说演绎法，对基因在染色体上提供实验证据。3.情感目标 认同科学研究需要丰富的想象力，大胆质疑和勤奋实践的精神，以及对科学的热爱。二、教学要点a. 基因位于染色体上的理论假说和实验证据。b. 孟德尔遗传规律的现代解释。三、教学难点a. 运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上。b. 基因位于染色体上的实验证据。四 教学流程教学流程教师活动学生活动设计
2、意图环节一：课程导入1.指导学生观察教材“问题探讨”的图片，回答减数分裂第一次分裂后期主要变化。（同源染色体分离，非同源染色体自由组合）。2.让学生将孟德尔分裂定律中的遗传因子换成同源染色体，把分离定律念一遍，看看替换是否可行。由此会联想到什么?（可行；基因和染色体行为一致。）3.指导学生阅读“问题探讨”中的资料：人只有23对同源染色体，却有几万个个基因，那么基因与染色体是否一一对应？二者是什么关系？（否，一条染色体有多个基因）。观察、阅读、思考、讨论、回答。温故知新，通过一步一步的质疑激发认知冲突和学习兴趣，导入本节主要课题。环节二：讲授新课一、萨顿假说1.布置绘图任务，巡回指导。绘制AaB
3、b的杂合子形成4种类型配子的示意图；绘制含有2对同源染色体的精原细胞减数分裂产生4种类型精细胞的示意图。2.课件展示以上两个示意图，指导学生分析染色体和基因的关系，完成基因和染色体行为比较表格，讨论由此能够得到什么结论？（基因和染色体行为一致，基因可能在染色体上）。项目基因的行为染色体的行为体细胞中的存在形式成对成对配子中的存在形式成单成单在体细胞中的来源一个来自父方，一个来自母方一条来自父方，一条来自母方形成配子时的组合方式分离和自由组合分离和自由组合传递中的性质保持独立性保持独立性3. 肯定学生通过推理行得出的结论，介绍萨顿假说，指导学生阅读，关注萨顿通过实验得到基因和染色体的4条平行关系
4、内容要点，从而得到推论：基因在染色体上。4.介绍类比推理方法，指导学生完成教材“思考与讨论”图解绘制，看看萨顿假说是否能够正确解释孟德尔的豌豆杂交实验，进一步理解基因与染色体关系。【方法点拨】科学方法：类比推理。科学研究常用方法之一，曾经用该方法光波与声波类比，得到光波与声波一样具有波动性。类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要观察和实验的检验。【典型例题】萨顿依据“基因和染色体的行为存在明显的平行关系”，而提出“基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代”的假说，下列不属于他所依据的“平行”关系的是()A.基因和染色体在体细胞中都是成对存在的，在配子中都只含有成对中的一个B.
5、非等位基因在形成配子时自由组合；非同源染色体在减数分裂过程中也自由组合C.作为遗传物质的DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘绕形成的D.基因在杂交过程中保持完整性和独立性；染色体在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构【答案】C【解析】基因与染色体的平行关系表现在：基因、染色体在杂交过程中保持完整性、独立性；基因、染色体在体细胞中成对存在，在配子中成单存在；成对的基因和同源染色体都是一个来自母方，一个来自父方；非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合的。5.讲述：指出类比推理得出的结论正确与否，还需要观察和实验的检验；回顾孟德尔豌豆杂交实验的假说演
6、绎法，引出基因位于染色体上的证据：摩尔根利用假说演绎法，做了果蝇红白眼遗传实验，证明基因在染色体上。二、基因位于染色体上的证据1.简介摩尔根一开始对待孟德尔的遗传理论和萨顿的基因位于染色体上的学说抱不相信、怀疑的态度，认为以上两个学说是主观的臆测。但他没有批评、挖苦，而是认真钻研，设计实验，寻找证据解决疑点，最终果蝇红白眼遗传实验，证明基因在染色体上的相关事迹。2.引导学生回顾豌豆作为遗传实验材料优点，简介摩尔根实验的成功同样离不开实验材料的正确选择-果蝇：易饲养、相对性状明显、繁殖周期短、后代数量多、染色体数目少。3.介绍摩尔根果蝇杂交实验，通过问题串引导学生思考（观察实验，提出问题）。（1
7、）果蝇杂交实验图解（2）问题串果蝇眼色的显性性状如何判断？（红眼为显性性状，根据显性性状定义判断）。【方法点拨】显性性状判断方法1.具有一对相对性状纯合子杂交，子代表现出亲本的性状为显性性状，故红眼为显性性状。2.一对等位基因杂合子自交，子代出现3:1的性状分离比，3的为显性性状。 眼色遗传是否遵循基因分离定律？判断依据？（是，自交后代的性状分离比为31）。【方法点拨】“三法”验证分离定律1.自交法：自交后代的性状分离比为31，则符合基因的分离定律，由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制。2.测交法：若测交后代的性状分离比为11，则符合基因的分离定律，由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制
8、。3.花粉鉴定法：取杂合子的花粉，对花粉进行特殊处理后，用显微镜观察并计数，若花粉粒类型比例为11，则可直接验证基因的分离定律。 该实验与孟德尔豌豆一对相对性状的杂交实验有何区别？说明什么问题？（F2隐性性状只出现在雄性；果蝇眼色遗传与性别相关联）。4. 介绍性别决定的主要方式：性染色体决定类型。XY型：其中雌性为XX，雄性为XY。如人类和哺乳动物、果蝇等。ZW型：其中雌性为ZW，雄性为ZZ。如鸟类、蝶娥等。5. 引导学生分析眼色基因位于性染色体上的三种假设（分析问题，提出假设）。（说明：这三种假设的提出和接下去的演绎推理和验证部分，可以根据学生的实际情况选择全面教学或只进行假设三教学）。假设
9、一：控制白眼的基因是在Y染色体 上，而X染色体上没有。假设二：控制白眼的基因在X、Y染色体上。假设三：控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因。【方法点拨】可以根据果蝇的XY染色体的同源区段和非同源区段，前面作出以上三种假设。6.让学生演绎推理三种假设能否解释杂交实验结果。假设一：若白眼基因只位于Y染色体上子一代中的雄果蝇就应该表现为白眼，不可行。假设二：控制白眼的基因在X、Y染色体上遗传图解。假设三：控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因遗传图解。【方法点拨】基因位于性染色体上的遗传图解的规范表达（1）基因型的规范表达与常染色体的基因型不同。（2）注意表
10、现型与性别相关联。7.质疑：假设二、三都能正确解释实验结果，如何进一步区分？回忆孟德尔豌豆杂交实验的正交与反交实验，介绍摩尔根果蝇眼色的反交实验：红眼雄白眼雌，结果子代雄蝇都是白眼，雌蝇都是红眼。让学生继续根据假设二和假设三做反交实验的遗传图解，看看能否正确解释反交实验结果。（1）假设二反交遗传图解 （2）假设三反交遗传图解 8.共同归纳结论：最终结果只有假设三能够正确解释反交结果，故控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因。 9.验证：测交实验（设计实验，验证假设）。（1）质疑：孟德尔如何验证其假设？（测交）。让学生做测交遗传图解，预测结果。（2）讲述：摩尔根做了果蝇测交实
11、验，结果与预测相同，证明其假设是正确的。9.讲述：通过果蝇眼色杂交实验，摩尔根得到结论: 控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因，从而证明基因在染色体上。从此，摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者。(归纳综合，总结规律)。10.小结：师生共同归纳摩尔根果蝇杂交实验流程假说演绎法：果蝇杂交实验（观察实验，提出问题）；眼色基因位于性染色体上的三种假设（分析问题，提出假设）；演绎推理三种假设能否解释杂交实验结果（根据假设，演绎推理）；测交实验（设计实验，验证假设）；得到结论：基因在染色体上（归纳综合，总结规律)。【典型例题】摩尔根在果蝇杂交实验中发现了伴性遗传，在果蝇野生型个体与白眼
12、突变体杂交实验中，最早能够判断白眼基因位于X染色体上的最关键实验结果是()A白眼突变体与野生型个体杂交，F1全部表现为野生型，雌、雄比例为11BF1自交，后代出现性状分离，白眼全部是雄性CF1雌性与白眼雄性杂交，后代出现白眼，且雌雄中比例均为11D白眼雌性与野生型雄性杂交，后代白眼全部为雄性，野生型全部为雌性【答案】B【解析】白眼基因无论是位于常染色体上，还是位于X染色体上，当白眼突变体与野生型个体杂交时，F1全部表现为野生型，雌雄中比例均为11，A、C错误；白眼基因若位于X染色体上，则白眼性状应与性别有关，其中B项是最早提出的实验证据，故B正确，D是后设计的反交实验，D错误。三、基因在染色体
13、上呈线性排列1.讲述：实验证明基因在染色体以后，人们又在思考：果蝇体细胞的染色体只有4对，但被人们研究过的基因就达数百个；人类体细胞的染色体只有23对，但携带的基因大约有几万个。这又能说明什么问题？（说明一条染色体上应该有许多个基因）。2.讲述：摩尔根与其学生经过十多年的努力发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，绘出了第一个果蝇各种基因在染色体上相对位置的图，显示教材“图2-11 果蝇某一条染色体上的几个基因”图片，帮助学生理解基因在染色体呈线性排列。3.展示运用现代生物技术将基因定位在染色上的彩色图片，简单介绍研究人员用分子杂交的方法将基因定位在染色体的相应位置上，使学生感受到科学技术
14、的进步，在生命科学发展中巨大推动作用，增强学生学习生物学知识的时代感。【典型例题】教材一.基础题1下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的是：（ ）A.染色体是基因的主要载体；B.基因在染色体上呈线性排列；C.一条染色体上有许多个基因；D.染色体就是由基因组成的。【答案】D四、孟德尔遗传定律的现代解释1.讲述：细胞遗传学的研究结果表明：孟德尔所说的一对遗传因子就是位于一对同源染色体上的等位基因，不同对遗传因子就是位于非同源染色体上的非等位基因。2.让学生运用基因和染色体的关系重新表述孟德尔遗传定律。3结合课件指导学生认识分裂定律和自由组合定律的实质。（1） 分离定律实质：减数分裂形成配子过程中，
15、等位基因随同源染色体的分开而分离。（2） 自由组合定律的实质：减数分裂形成配子过程中，同源染色体上的等位基因分离的同时，非同源染色体的非等位基因自由组合。【典型例题】教材一.基础题22.下列关于基因和染色体在减数分裂过程中行为变化的描述，错误的是：（ ）A.同源染色体分离的同时，等位基因也随之分离；B.非同源染色体自由组合，使所有非等位基因之间也发生自由组合；C.染色单体分开时，复制而来的两个基因也随之分开；D.非同源染色体数量越多，非等位基因组合的种类也越多。【答案】B【方法点拨】认识遗传定律的实质抓住两点：1.基因位于染色体上，行为与染色体一致。2.只有非同源染色体上的非等位基因才能自由组
16、合，同源染色体上的非等位基因不能自由组合。五、让学生完成教材30页“技能训练”类比推理，推断基因与DNA长链的关系。（基因是DNA长链片断，一个DNA有多个基因）。绘制图解。思考、讨论、进行类比推理、回答。阅读，做读书笔记。绘图、回答。思考、回答。倾听、回顾、回答。倾听。回顾、回答。思考、回答。思考、讨论、回答。思考、讨论、回答。做遗传图解演绎推理。回顾、回答。做遗传图解演绎推理。正确做好位于性染色体上基因的遗传图解。倾听，讨论。呼应，归纳。倾听、思考、回答。阅读、思考、表达。推理、回答。演练。倾听、阅读。演练。推理、讨论。复习遗传定律和减数分裂相关知识，通过类比推理得到基因位于染色体上的结论
17、。学生亲自实践萨顿假说的发现过程，体会成功的喜悦，学会类比推理，体会萨顿假说。认识科学方法-类比推理，复习假说演绎法，温故知新。认同科学家对待科学的态度和高尚人品。认同正确选材对于实验成功的重要性。复习遗传定律相关知识和方法，温故知新。训练分析能力。巩固遗传图解绘制，训练推理能力。巩固遗传图解绘制，训练推理能力。温故知新。正确做好位于性染色体上基因的遗传图解。再次认同科学家对待科学的态度和高尚人品。复习假说演绎法。认识基因在染色体上呈线性排列。认同摩尔根对待科学的坚持不懈精神；技术对科学发展的重要性。从基因与染色体关系重新认识遗传定律。加深对基因和染色体关系的理解。从基因在染色体上角度认识遗传
18、定律本质。加深对遗传定律本质的理解。为后面教学做准备。环节三：课堂小结课件展示本节知识网络，回顾本节要点。学生呼应。突出重点。环节四：课堂练习科学的研究方法是取得成功的关键，假说演绎法和类比推理是科学研究中常用的方法，人类在探索基因神秘踪迹的历程中，进行了如下研究：1866年孟德尔的豌豆杂交实验：提出了生物的性状由遗传因子(基因)控制1903年萨顿研究蝗虫的精子和卵细胞的形成过程，提出假说：基因在染色体上1910年摩尔根进行果蝇杂交实验：找到基因在染色体上的实验证据。他们在研究的过程中所使用的科学研究方法依次为（)A假说演绎法假说演绎法类比推理B假说演绎法类比推理类比推理C假说演绎法类比推理假说演绎法D类比推理假说演绎法类比推理【答案】C【解析】孟德尔提出生物的性状由遗传因子控制和摩尔根找到基因在染色体上的实验证据运用的都是假说演绎法。萨顿提出基因在染色体上的假说运用的是类比推理法。学生演练，并回答知道基因探究历程相关知识和方法，突出本节要点。