高中生物第2節(jié)基因在染色體上示范教案新人教版

1、第 2 節(jié) 基因在染色體上從容說課本節(jié)內(nèi)容包括了薩頓的假說、 基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)和孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋 3 個(gè)教學(xué) 知識(shí)點(diǎn)。 在人類對(duì)基因與染色體關(guān)系的探索過程中， 薩頓和摩爾根都作出了杰出的貢獻(xiàn)。 因此在我們的 課堂教學(xué)中 , 通過組織學(xué)生活動(dòng)、思考和討論，幫助學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)家獨(dú)到的研究方法、縝密的思考、嚴(yán) 謹(jǐn)?shù)耐评?，進(jìn)行探究并得出相關(guān)的結(jié)論。由于本節(jié)從上一節(jié)減數(shù)分裂和受精作用引過來，所以在教學(xué)安排上思路如下：（1）通過回憶孟德爾分離定律和觀察哺乳動(dòng)物精子（或卵細(xì)胞）的形成過程圖解，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想 等位基因與同源染色體的行為之間究竟是什么關(guān)系？學(xué)生的這種疑惑源于頭腦中的認(rèn)知沖突， 由

2、認(rèn)知沖 突產(chǎn)生的問題會(huì)激發(fā)學(xué)生的探究興趣。（2）接著引導(dǎo)學(xué)生把孟德爾分離定律中的遺傳因子換成同源染色體，重讀分離定律，畫含一對(duì)同 源染色體 （假設(shè)其上有一對(duì)等位基因） 和含兩對(duì)同源染色體 （假設(shè)其上各有一對(duì)等位基因）的精原細(xì)胞 減數(shù)分裂示意圖， 讓學(xué)生強(qiáng)烈意識(shí)到基因和染色體行為存在明顯的平行關(guān)系。 采取學(xué)生活動(dòng)的教學(xué)方式 有利于落實(shí)探究性學(xué)習(xí)的課程理念， 培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)和動(dòng)手、 動(dòng)腦的能力， 并使學(xué)生在活動(dòng)中加深 對(duì)生物學(xué)原理的理解， 提高學(xué)生對(duì)生物學(xué)觀點(diǎn)的認(rèn)同程度。 教師肯定學(xué)生的發(fā)現(xiàn)并介紹薩頓的假說， 讓 學(xué)生體驗(yàn)到成功的喜悅。（3）在摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)中，教師采取問題串的形式、環(huán)環(huán)

3、相扣、層層深入的設(shè)問、引導(dǎo)學(xué) 生思考和討論， 逐步揭開遺傳的奧秘， 最終證實(shí)基因的確位于染色體上。 通過介紹多種生物的染色體和 基因的數(shù)量關(guān)系， 讓學(xué)生理解到一條染色體上應(yīng)該有許多個(gè)基因， 且基因在染色體上呈線性排列。 另外， 還簡要介紹現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)在基因定位上的應(yīng)用， 有利于拓展學(xué)生視野， 增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí) 的時(shí)代感，體現(xiàn)教材內(nèi)容的先進(jìn)性。（4）在以上內(nèi)容的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生在染色體和基因水平上闡明基因分離定律和基因自由組合定 律， 以達(dá)到課程標(biāo)準(zhǔn)的要求。 培養(yǎng)學(xué)生的分析歸納能力，讓學(xué)生不僅在觀念上逐漸認(rèn)同， 在知識(shí)結(jié)構(gòu)上 也獲得了科學(xué)知識(shí)。三維目標(biāo)1. 知識(shí)與技能（ 1）說出基因

4、位于染色體上的理論假說和實(shí)驗(yàn)證據(jù)。（2）概述孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋。2. 過程與方法（1）運(yùn)用有關(guān)基因與染色體的知識(shí)闡明孟德爾遺傳規(guī)律的實(shí)質(zhì)。（2）嘗試運(yùn)用類比推理的方法，解釋基因位于染色體上。3. 情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）認(rèn)同科學(xué)研究需要豐富的想象力，大膽質(zhì)疑和勤奮實(shí)踐的精神，以及對(duì)科學(xué)的熱愛。（2）參與類比推理的過程，提出與薩頓假說相似的觀點(diǎn)，體驗(yàn)成功的喜悅。教學(xué)重點(diǎn)1. 基因位于染色體上的理論假說和實(shí)驗(yàn)證據(jù)。2. 孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋。教學(xué)難點(diǎn)1. 運(yùn)用類比推理的方法，解釋基因位于染色體上。2. 基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。教具準(zhǔn)備教學(xué)課件。課時(shí)安排1課時(shí)教學(xué)過程課前準(zhǔn)備1. 畫有孟

5、德爾一對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)圖解的小黑板（或?qū)嵨锿队皟x）。2. 教學(xué)課件。情境創(chuàng)設(shè)教師：同學(xué)們，前段時(shí)間我們學(xué)習(xí)了孟德爾分離定律，有哪位同學(xué)能夠回憶出來？學(xué)生：在生物的體細(xì)胞中，控制同一性狀的遺傳因子（即等位基因）成對(duì)存在，不相融合；在形成 配子時(shí)，成對(duì)的遺傳因子發(fā)生分離，分離后的遺傳因子分別進(jìn)入不同的配子中，隨配子遺傳給后代。教師：很好。這就是說配子中只含有每對(duì)等位基因中的一個(gè)。那同學(xué)們是否思考過這樣的問題：成 對(duì)的等位基因是如何分離并分別進(jìn)入不同的配子中的呢？教師顯示哺乳動(dòng)物精子（或卵細(xì)胞）的形成過程圖解。教師：我們知道，在減數(shù)分裂過程中同源染色體發(fā)生分離，結(jié)果配子只含每對(duì)同源染色體中的一條

6、。在這里我們可以發(fā)現(xiàn)等位基因與同源染色體的行為有何相似之處？學(xué)生：都存在分離現(xiàn)象： 等位基因分離和同源染色體分離；配子中只有原來的一半： 配子只含每對(duì)等位基因中的一個(gè)和只含每對(duì)同源染色體中的一條。教師：沒錯(cuò)?；蚺c染色體 到底是什么樣的關(guān)系呢？帶著這樣的問題，我們一起來學(xué)習(xí)第2節(jié)基因在染色體上。師生互動(dòng)1. 薩頓的假說教師：有同學(xué)看了這一節(jié)的標(biāo)題以后會(huì)想，“基因在染色體上”這一結(jié)論是如何推導(dǎo)出來的呢？下面請(qǐng)同學(xué)們將孟德爾分離定律中的遺傳因子換成同源染色體，將分離定律念一遍，看看這樣替換是否有問題。由此你聯(lián)想到什么？學(xué)生閱讀，進(jìn)行思考和討論。學(xué)生：沒有問題。是否可說明基因在染色體上？教師：是否可

7、說明基因在染色體上，對(duì)于這個(gè)問題，由同學(xué)們自己去探究?，F(xiàn)在如果我們把等位基因標(biāo)在同源染色體上，并以此畫含一對(duì)同源染色體 （假設(shè)其上有一對(duì)等位基因） 和含兩對(duì)同源染色體（假 設(shè)其上各有一對(duì)等位基因）的精原細(xì)胞減數(shù)分裂示意圖?？纯唇Y(jié)果如何？學(xué)生畫圖，教師巡視學(xué)生畫圖情況并給予一定的指導(dǎo)。隨機(jī)叫兩名學(xué)生上講臺(tái)在黑板上畫圖。教師：經(jīng)過畫圖，同學(xué)們可發(fā)現(xiàn)基因和染色體有何相似的地方？學(xué)生：精原細(xì)胞中基因成對(duì)存在，染色體也是成對(duì)的； 但配子只含有等位基因中的一個(gè)，也只是有同源染色體中的一條。 另外，非等位基因在形成配子時(shí)自由組合，非同源染色體在減數(shù)第一次分裂后期也是自由組合的。教師：根據(jù)畫圖和大家的分析，我

8、們可以得出什么結(jié)論？學(xué)生：基因和染色體行為存在明顯的平行關(guān)系。教師：正確。那么基因和染色體行為主要有哪些平行關(guān)系呢？學(xué)生分小組思考、討論并表述。教師根據(jù)學(xué)生的簡述情況進(jìn)行引導(dǎo)、補(bǔ)充、肯定和鼓勵(lì)，并逐個(gè)顯示基因與染色體的 4點(diǎn)平行關(guān)系。教師：我們可以根據(jù)基因與染色體行為存在明顯的平行關(guān)系，能夠推論基因就在染色體上。 這是科學(xué)研究中常用的方法之一， 叫做類比推理。在研究基因與染色體的關(guān)系方面，美國遺傳學(xué)家薩頓應(yīng)用類比推理法作出了突出的貢獻(xiàn)。他用蝗蟲細(xì)胞作材料，發(fā)現(xiàn)有一種蝗蟲的體細(xì)胞中有24條染色體，生殖細(xì)胞中只有12條染色體。精子和卵細(xì)胞結(jié)合形成的受精卵，又具有24條染色體。蝗蟲子代體細(xì)胞中的染色

9、體數(shù)目，與雙親的體細(xì)胞染色體數(shù)目一樣。子代體細(xì)胞中的這24條染色體，按形態(tài)結(jié)構(gòu)來分，兩兩成對(duì)，共12對(duì)，每對(duì)染色體中的一條來自父方，另一條來自母方。薩頓由此推論：基因是由染色體 攜帶著從親代傳遞給下一代的。也就是說，薩頓做出了與大家完全一樣的假說：基因就在染色體上。教師：由此我們可以發(fā)現(xiàn)，只要有縝密的思考和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评恚覀円粯幽艿贸雠c偉大遺傳學(xué)家一樣的結(jié)論。但問題是如果薩頓的推論成立，它應(yīng)該能夠解釋孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)。下面請(qǐng)同學(xué)們利用課本P28的“思考與討論”所提供的孟德爾一對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)圖解，在染色體上標(biāo)注出相應(yīng)基因，看看對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋是否仍然成立。學(xué)生畫圖，教師巡視學(xué)生畫圖情況，

10、并利用小黑板（或?qū)嵨锿队皟x）隨機(jī)叫1名學(xué)生上講臺(tái)畫圖。教師：解釋是否成立？學(xué)生：成立。教師：那是否就可以認(rèn)為我們利用類比推理得出的結(jié)論就是正確的呢？其實(shí)，類比推理得出的結(jié)論并不具有邏輯的必然性，其正確與否，還需要觀察和實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。 如何用實(shí)驗(yàn)證明基因就在染色體上呢？ 我們一起來看看美國生物學(xué)家摩爾根是怎么做的。2. 基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)教師：摩爾根一開始對(duì)待孟德爾的遺傳理論和薩頓的基因位于染色體上的學(xué)說抱不相信、懷疑的態(tài)度，他認(rèn)為以上兩個(gè)學(xué)說是主觀的臆測。但是盡管如此，他沒有批評(píng)、挖苦，而是認(rèn)真鉆研，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，尋找證據(jù)解決疑點(diǎn)。 科學(xué)家這種對(duì)待科學(xué)的態(tài)度和高尚的人品，非常值得我們學(xué)習(xí)。

11、摩爾根實(shí)驗(yàn)的成功同樣離不開實(shí)驗(yàn)材料的正確選擇果蠅。教師顯示果蠅的照片，并簡要介紹選擇果蠅作為遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)研究材料的優(yōu)點(diǎn)。教師：從1909年開始，摩爾根就開始潛心研究果蠅的遺傳行為，并利用在一群紅眼果蠅中偶然發(fā) 現(xiàn)的一只白眼雄果蠅做了如下的雜交實(shí)驗(yàn)。教師顯示課本 巳9 “圖2-8果蠅雜交實(shí)驗(yàn)圖解”，并簡要介紹實(shí)驗(yàn)的過程與結(jié)果。教師：根據(jù)實(shí)驗(yàn)，果蠅紅眼和白眼的遺傳是否符合基因的分離定律？如何判斷？學(xué)生：符合。因?yàn)?F2紅眼和白眼之間的數(shù)量比是 3 : 1。教師：那通過哪一個(gè)雜交組合可判斷果蠅的顯性性狀？學(xué)生：親本雌性紅眼果蠅和雄性白眼果蠅雜交所產(chǎn)生的后代全部是紅眼，說明紅眼是顯性性狀，白眼是隱性性狀

12、。教師：很好。根據(jù)果蠅雜交實(shí)驗(yàn)圖解，果蠅的白眼性狀遺傳有什么特點(diǎn)？學(xué)生：只有雄性才出現(xiàn)白眼。教師：是的。那為什么會(huì)這樣？教師顯示雌、雄果蠅體細(xì)胞的染色體圖解，介紹果蠅體細(xì)胞中染色體的分類與數(shù)量，重點(diǎn)提示果蠅的性別決定方式與人類相同，同為XY型，且性染色體與性別決定有關(guān)。教師：前面我們已經(jīng)推論基因在染色體上，結(jié)合果蠅白眼性狀的表現(xiàn)總是與性別相聯(lián)系，我們又可以作出什么樣的設(shè)想？學(xué)生：控制白眼的基因在性染色體上。教師：當(dāng)時(shí)摩爾根和他的同事也是這樣假設(shè)的，他們?cè)O(shè)想控制白眼的基因（用 w表示）在X染色體上，并假設(shè) Y染色體不含有它的等位基因。如是，雌性紅眼果蠅的基因型怎么寫？按照前面學(xué)過的知識(shí)，寫成WW

13、E確嗎？學(xué)生：不對(duì)。教師：那應(yīng)該如何表示？學(xué)生：因?yàn)楣壯凵倪z傳與性染色體有關(guān)，應(yīng)先把性染色體寫出來，如雌性應(yīng)先寫出XX然后把控制紅眼的基因?qū)懺趦蓷l性 染色體的右上方，所以雌性紅眼果蠅應(yīng)寫成炊教師：那我們又該如何去表示一個(gè)雄性白眼果蠅的基因型呢？寫成XwYw對(duì)嗎？學(xué)生：不對(duì)。因?yàn)槲覀円呀?jīng)假設(shè) Y染色體上沒有與 X配對(duì)的基因w,所以不能寫成 XV。因此雄性 白眼果蠅的基因型應(yīng)該表示為 XY。教師：很好。請(qǐng)同學(xué)們畫出果蠅雜交實(shí)驗(yàn)的基因遺傳圖解。學(xué)生畫圖，然后逐步顯示下邊的分析圖解，師生共同分析討論。教師：從圖2-2 1的圖解可以看出， 摩爾根等人的設(shè)想可以合理地解釋。但能否就說以上的解釋是正確的

14、呢？雌性紅眼雄性白眼配子XWYXWXF2 XX 圖 221 XYX7 Y學(xué)生：不能。還需要通過測交實(shí)驗(yàn)加以證性紅眼雌性紅眼雄性紅眼雄性白眼教師：沒錯(cuò)。后來摩爾根他們通過測交等方法，進(jìn)一步驗(yàn)證了以上解釋。正是他們的工作，把一個(gè) 特定的基因和一條特定的染色體一一X染色體聯(lián)系起來，從而用實(shí)驗(yàn)證明了基因在染色體上。從此，摩爾根成了孟德爾理論的堅(jiān)定支持者。教師：實(shí)驗(yàn)證明基因在染色體上以后，人們又在思考：果蠅體細(xì)胞的染色體只有 4對(duì)，但被人們研究過的基因就達(dá)數(shù)百個(gè)；人類體細(xì)胞的染色體只有23對(duì)，但攜帶的基因大約有幾萬個(gè)。這又能說明什么問題？學(xué)生：說明一條染色體上應(yīng)該有許多個(gè)基因。教師：沒錯(cuò)。摩爾根與其學(xué)生

15、經(jīng)過十多年的努力發(fā)明了測定基因位于染色體上的相對(duì)位置的方法， 并繪出了第一個(gè)果蠅各種基因在染色體上相對(duì)位置的圖。教師顯示課本 P0 “圖2 11果蠅某一條染色體上的幾個(gè)基因”，幫助學(xué)生理解基因在染色體上呈 線性排列。教師結(jié)合課本圖解簡單介紹現(xiàn)代分子生物技術(shù)將基因定位在染色體上的研究成果。3. 孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋教師引導(dǎo)、幫助學(xué)生用關(guān)于基因和染色體的知識(shí)解釋孟德爾的分離定律和自由組合定律，提高學(xué)生的分析歸納能力，獲得科學(xué)知識(shí)。如可引導(dǎo)學(xué)生分析等位基因是如何并在何時(shí)分離的，或組織學(xué)生將兩對(duì)等位基因標(biāo)在兩對(duì)同源染色體上，畫出遺傳圖解，解釋孟德爾兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)。教師精講1. 常染色體和性

16、染色體：常染色體是指與性別決定沒有直接關(guān)系的染色體，性染色體是指與性別決定有關(guān)的染色體。2.2種性別決定的方式：XY型：雌性性染色體為 XX雄性性染色體為 XY。如果蠅、哺乳動(dòng)物以及人類的性別決定屬于這種 形式。ZW型：雌性性染色體為 ZW雄性性染色體為 ZZ。如鳥類、蝶類和蛾類的性別決定屬于這種形式。評(píng)價(jià)反饋1. 基因型為AaBb的動(dòng)物，在其精子的形成過程中，基因AA分開發(fā)生在A. 精原細(xì)胞形成初級(jí)精母細(xì)胞的過程中B. 初級(jí)精母細(xì)胞形成次級(jí)精母細(xì)胞的過程中C. 次級(jí)精母細(xì)胞形成精細(xì)胞的過程中D. 精細(xì)胞形成精子的過程中解析：基因AA是隨著著絲點(diǎn)分裂姐妹染色單體的分離而分開，發(fā)生在減數(shù)第二次分

17、裂后期，即在 次級(jí)精母細(xì)胞形成精細(xì)胞的過程中。答案：C2. 假設(shè)某動(dòng)物精原細(xì)胞的兩對(duì)等位基因（Aa、Bb）分別位于兩對(duì)同源染色體上，該細(xì)胞通過減數(shù)分裂產(chǎn)生精子時(shí)，可表示其減數(shù)第二次分裂后期染色體和基因變化的是圖2 2 2中的2條染色體，2條染色體基因相酔暢的諸悅電因垃于染芭壞上的塞耗證據(jù)V果捅常址胞的瑤色體圖肅集蠅雜交實(shí)基因幷榆圖解解析：減數(shù)第二次分裂后期，著絲點(diǎn)分裂，姐妹染色單體分開形成 同。答案：B3. 果蠅白眼為伴 X染色體隱性遺傳，顯性性狀為紅眼。下列哪組雜交子代中，通過眼色就可直接 判斷果蠅的性別A.白早X白父B.雜合紅早X紅父C.白早X紅父D.雜合紅早X白父解析：根據(jù)基因分離定律，

18、C組所產(chǎn)生后代，雌性全部為紅眼，雄性則全部為白眼。答案：C課堂小結(jié)假說核心基因在欒-色體證抿*呈因與樂色體在在明顯的平行笑集雋因在舉色體上呈絨性抹列布置作業(yè)完成課本P31的練習(xí)。課后拓展1將兩對(duì)等位基因標(biāo)在兩對(duì)同源染色體上，解釋孟德爾兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)，畫出遺傳圖解。2. 設(shè)計(jì)一個(gè)測交實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)。板書設(shè)計(jì)第2節(jié)基因在染色體上1. 薩頓的假說2. 基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)3. 孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋習(xí)題詳解一、練習(xí)（課本P31）（一）基礎(chǔ)題1. 解析：不能說染色體就是由基因組成的，而只能說染色體上有多個(gè)基因。染色體由DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成。答案：D2. 解析：同一對(duì)同源染色體上不同位置的非等位基因是連鎖遺傳的，或在四分體時(shí)期由于同源染色體的非姐妹染色單體的交叉互換而交換了部分基因，而不是所有的非等位基因都可自由組合。答案：B（二）拓展題1. 這些生物的體細(xì)胞中的染色體雖然減少一半，但仍具有一整套非同源染色體。這一組染色體，攜帶有控制該種生物體所有性狀的一整套基因。2. 提示：人體細(xì)胞染色體數(shù)目變異，會(huì)嚴(yán)重影響生殖、發(fā)育等各種生命活動(dòng)，未發(fā)現(xiàn)其他染色體數(shù)目變異的嬰兒，很可能是發(fā)生這類變異的受精卵不能發(fā)育，或在胚胎早期就死亡的緣故。二、問題探討（