1、高中生物必修2第2章第2节基因在染色体上“基因在染色体上的实验证据”教学设计 授课班级：高一3班 课型：新授课一、 教材分析1.课标研读（1）课标中本节课的内容标准（截图）（2）课标分析学生通过本节课能阐明基因与染色体之间的关系，并认识到基因随染色体代代遗传，基因控制着生物的性状；此部分对应生命观念、科学思维的生物学核心素养。由一个又一个的假设和经典实验还原集想象力、质疑力和勤奋实践为一体的科学研究历程，帮助学生认识科学研究方法，有效地培养学生的科学思维和科学探究能力。生物学概念都是基于科学事实经过论证而形成的，而这些规律、概念又能解释更多的生命现象。在本节课中，学生能够基于事实和证据，运用归
2、纳与概括、演绎与推理等方法尝试分析基因与染色体的关系。2.教材研读在本节课之前，教材安排了孟德尔定律（基因）和减数分裂（染色体）的学习，基因和染色体是孤立的，还没有将减数分裂和生物的遗传现象整合起来，这就很难理解基因分离定律和自由组合定律的实质。本节课正是二者关系的桥梁，把抽象的基因具体化，找到物质载体，从减数分裂的角度理解基因的分离定律和自由组合定律的实质。遗传定律的发现是从性状的遗传规律来推测遗传物质的传递规律；确定遗传物质在细胞中的位置是从细胞学观察的角度来直观地认识遗传物质的传递规律。萨顿假说、摩尔根系列实验恰好从逻辑思维和实验证据两个方面说明了基因在染色体上。本节对于后面的教学也很重
3、要，是伴性遗传、基因突变、基因重组、染色体变异、人类遗传病等内容的基础。二、 学情分析1.学生整体的认知水平学生处于高一下期，对细胞的结构、功能有了认识，需要在细胞的基础上深入到基因水平进行学习。这依赖于学生更高的抽象概括能力、反思能力、批判性思维能力和逻辑推理能力。有趣的是，学生也正好处于这些能力发展的关键时期。学生对层层递进的问题串可能更感兴趣，那些由浅入深的问题可以引导他们像科学家那样从观察现象开始，直至通过科学论证得出一个惊人的结论。学生的思维能力很好，知识面也比较广，对基因、遗传等主题十分感兴趣。以一个又一个的猜想和经典实验来层层推进教学是可行的。2.学生已有的基础、经历及经验学生已
4、学习完减数分裂和孟德尔的遗传定律，在教师的引导下是可以尝试着将染色体和基因这两个术语联系起来的。学生可能对很多遗传现象和遗传疾病都有了解，比如，关注于长相、身高的遗传，癌变基因的治疗，转基因食物等。3.学生可能存在的前科学概念基因与染色体的关系，学生可能有这样的前科学概念：染色体上的某些片段就是基因；每条染色体上的基因是均等的；同源染色体联会时非姐妹染色单体的交叉互换可以是彼此随意位置的交换；摩尔根凭直觉将控制眼色的基因定位于X染色体上。三、 教学目标1.探索基因位于染色体上的实验证据。2.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。四、 教学重难点1.教学重点探
5、索基因位于染色体上的实验证据2.教学难点探索基因位于染色体上的实验证据五、 教学方法1.科学史教学普通高中生物课程标准中明确提出了，要“注重生物科学史的学习”，指出“学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路，理解科学的本质和科学研究的方法，学习科学家献身科学的精神。这对提高学生的科学素养是很有意义的。”“基因在染色体上”涉及到一段惊心动魄的科学史。科学研究者均好奇遗传因子到底在哪里。面对多种多样的猜测和假说，摩尔根坚持实证研究，做出了一系列精彩不已的实验。2.问题引导法在充分尊重科学史的基础上，以学生为主体、老师为主导，通过问题的精心设计，引导学生如同科学家一样进行思考，逐步推进学习
6、进程。3.合作探究法学生分小组提出假说、通过实验设计来演绎假说，由于每一个经典实验的设计都牵涉到较为严谨的思维过程及质疑精神，采取小组合作的方式是最为恰当的。六、 为全局而教的主问题 1.如何证明基因在染色体上？2.面对艰难的研究之路，科学家们依然执着向前，是什么在支撑着他们？七、 教学过程环节与时间教师活动学生活动导入3min简要阐述萨顿假说的内容、意义和被质疑的原因，说明用实验来验证基因是否在染色体上的必然性。进而明确本节学习内容：像摩尔根一样去思考，寻找基因在染色体上的实验证据。学生头脑中迅速回忆萨顿假说，从情感上认同用实验来验证萨顿假说的必然性。明确本节课的学习内容。材料的选择3min
7、2.假说-演绎法30min提出问题5min作出假设3min演绎推理20min实验验证2min3.基因在染色体上呈线性排列2min呈现果蝇的介绍资料，引导学生思考为什么果蝇适合做遗传学实验材料。介绍摩尔根的实验进行了两年依然无成果，而白眼雄果蝇的出现有重要意义，需通过交配将白眼基因保留下来。提问：（1）当时摩尔根饲养的红眼果蝇是纯合的还是杂合的？（2）如果你是摩尔根，你会如何将这只白眼果蝇的基因保留下来呢？实验 红眼雌果蝇白眼雄果蝇呈现白眼雄果蝇和红眼雌果蝇交配产生F1代，再让F1代雌雄果蝇交配产生F2代的实验结果。提问：该实验现象符合孟德尔的分离定律吗？该实验现象有何特别之处呢？教师提供雌雄果
8、蝇染色体组成示意图，引导学生关注到性染色体决定性别。提问：性染色体决定性别，果蝇眼色遗传又与性别相关联，那控制眼色的基因可能在哪里？教师继续呈现一对性染色体的结构，介绍同源区和非同源区，启发学生猜测控制眼色的一对等位基因在性染色体上会如何分布。引导学生就三种假设对上述实验绘制遗传图解，通过书写遗传图解思考提出的假设是否能解释现有的实验现象。引导学生设计出能通过实验结果来区分A、B两种假设的实验，利用假说对设计的实验进行演绎推理。和学生一起梳理出手上现有的实验材料。提供标有果蝇不同基因型和表现型的贴纸给学生，鼓励学生进行实验设计展示。教师肯定学生的实验设计，并总结说演绎推理是否正确，需要实际去做
9、实验，观察实验结果才能得知。并展示摩尔根的实验结果，确定假设A正确。引导学生认识到我们仍然未看到基因在染色体上的分布，提问：那基因在染色体上是怎么分布的呢？呈现基因和染色体数量关系的资料。为了搞清楚多个基因该如何在染色体上排布，介绍摩尔根的后续研究工作和现代分子技术。学生就果蝇的介绍资料，分析、总结果蝇的优点。学生体会摩尔根坚毅的精神，并认识到科学研究中不能放过意外，应对偶然现象进行深究。学生认识到野生型红眼果蝇的基因是纯合的，白眼果蝇是突变而来的。学生关注到眼色在性别上的差异，猜测眼色与性别有关。提出问题，为什么F2白眼个体都是雄性？学生首先猜测控制眼色的基因在性染色体上。学生结合老师对性染
10、色体结构的介绍，提出以下假设：A.控制眼色的基因在X的非同源区；B.控制眼色的基因在X、Y同源区；C.控制眼色的基因在Y的非同源区。学生绘制遗传图解，发现假设C是不能解释上述实验，但A、B两种假说是可以解释现有实验结果的，若要进一步判断假说是否正确，需要对假说进行演绎推理。学生自行设计实验，通过对实验结果的不同预测来区分假说。学生进一步确定手上现有的实验材料，结合已有实验材料进行实验设计。讨论好后组里推荐两名同学上台展示，一名同学进行解说，另一名同学用贴纸补充遗传图解。学生结合摩尔根的实验结果确定A假说正确，并再次系统认识假说-演绎法的全过程。学生结合资料，说出，一条染色体上有许多基因。学生认识到基因在染色体上呈线性排列，并感受到摩尔根对一件事情的坚持与执着。情感升华2min引导学生认识摩尔根的不易。提问：面对艰难的科学研究之路，科学家们依然执着向前，同学们，你们认为是什么在支撑着他们呢？学生体会科学家们对科学的热爱、对真理的执着八、教学反思1.要设计出符合学生认知和利于课堂生成的问题。 2.课堂上应充分信任学生，给予学生充分表达的机会。3.教学内容应少而精，激发学生的深度思考。