基因在染色體上教學(xué)設(shè)計(jì)稿件（湖北）

1、教學(xué)設(shè)計(jì)“基因在染色體上”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)摘要 由薩頓假說(shuō)引出摩爾根的果蠅雜交試驗(yàn)，以類比推理確定白眼基因在性染色體上，抓住教材中“Y染色體不含有它的等位基因”，運(yùn)用假說(shuō)演繹方法發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題、引導(dǎo)學(xué)生探尋解決問(wèn)題的思路、找到基因在染色體上直接證據(jù)的實(shí)驗(yàn)方法。最后根據(jù)基因在染色體上理論，重新認(rèn)識(shí)孟德爾遺傳定律。關(guān)鍵詞 基因 染色體 教學(xué)設(shè)計(jì)1 教材分析1.1本節(jié)的聯(lián)系和地位本節(jié)是高中生物（人教版）必修2“遺傳與進(jìn)化”第2章的第2節(jié)。前一節(jié)學(xué)過(guò)了“減數(shù)分裂和受精作用”，由此人們推測(cè)到基因和染色體的關(guān)系，薩頓和博韋里提出遺傳因子存在于染色體上。染色體學(xué)說(shuō)為摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)所證實(shí)和發(fā)展，也對(duì)孟德爾假

2、設(shè)的顆粒狀遺傳因子作了科學(xué)的詮釋，加深了對(duì)基因分離規(guī)律和自由組合規(guī)律的理解，又為后一節(jié)“伴性遺傳”、“基因突變”等的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。本節(jié)是聯(lián)系細(xì)胞學(xué)和遺傳學(xué)相關(guān)知識(shí)的樞紐，在整個(gè)高中生物學(xué)必修內(nèi)容的知識(shí)體系中屬于承上啟下的關(guān)鍵內(nèi)容，體現(xiàn)出遺傳學(xué)史的發(fā)展歷程?！邦惐韧评怼奔寄転橄乱徽聦W(xué)習(xí)打下了伏筆。教材中內(nèi)容的選用和編排也十分有利于培養(yǎng)學(xué)生的思維和探究的能力。 1.2本節(jié)主要教學(xué)內(nèi)容設(shè)問(wèn)導(dǎo)入：請(qǐng)學(xué)生嘗試將孟德爾分離定律中的遺傳因子換成同源染色體，探討基因與染色體的關(guān)系。課程內(nèi)容：薩頓的假說(shuō)（基因就在染色體上）討論、解釋孟德爾一對(duì)相對(duì)性狀雜交實(shí)驗(yàn)（類比推理）基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（果蠅雜交實(shí)驗(yàn)

3、）孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋技能訓(xùn)練（課堂教學(xué)評(píng)價(jià)）。學(xué)生從了解基因與染色體平行相似現(xiàn)象開始，尋找基因的物質(zhì)基礎(chǔ)，確定遺傳物質(zhì)在細(xì)胞中的位置，來(lái)認(rèn)識(shí)遺傳物質(zhì)傳遞的規(guī)律，通過(guò)提出假設(shè)，類比推理，凸現(xiàn)出科學(xué)方法在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中重要的作用。本節(jié)課如果抓住“Y染色體不含有它的等位基因” 巧妙設(shè)計(jì)，可以激活學(xué)生思維開展探究活動(dòng)。 2 教學(xué)目標(biāo) 2.1 知識(shí)目標(biāo)1）說(shuō)出基因位于染色體上的理論假說(shuō)和實(shí)驗(yàn)證據(jù)。2）運(yùn)用有關(guān)基因和染色體的知識(shí)闡明孟德爾遺傳規(guī)律的實(shí)質(zhì)。2.2 能力目標(biāo)嘗試運(yùn)用類比推理的方法，解釋基因位于染色體上。2.3.情感目標(biāo) 養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)科，認(rèn)同大膽質(zhì)疑和勤奮實(shí)踐的科學(xué)精神。3 教學(xué)重、難

4、點(diǎn)3.1教學(xué)重點(diǎn)1）基因位于染色體上的理論假說(shuō)和實(shí)驗(yàn)證據(jù).2）孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋.3.2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)  4 教學(xué)理念4.1教學(xué)理念開展探究性學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生以批判性眼光參與教學(xué)過(guò)程。教師根據(jù)學(xué)情創(chuàng)設(shè)一個(gè)可以生產(chǎn)知識(shí)的情景，讓學(xué)生成為知識(shí)的發(fā)現(xiàn)者。選用設(shè)問(wèn)導(dǎo)入自主學(xué)習(xí)質(zhì)疑探究類比推理拓展升華的教學(xué)模式。4.2 教學(xué)策略與手段 圍繞教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成，充分利教材資源、教師和學(xué)生資源，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入“問(wèn)題探討”，利用多媒體處理好“本節(jié)聚焦”，鼓勵(lì)學(xué)生全面參與、積極開展“思考與討論”，得出基因在染色體上的結(jié)論，解

5、釋孟德爾分離定律和自由組合定律。運(yùn)用類比推理方法推斷基因與DNA長(zhǎng)鏈的關(guān)系。5 教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)5.1 創(chuàng)設(shè)情境孟德爾遺傳定律中基因的行為和減數(shù)分裂中的染色體的行為都可以解釋生物的遺傳和變異的現(xiàn)象，基因和染色體之間可能有對(duì)應(yīng)關(guān)系嗎？ 比較孟德爾分離定律基因行為，等位基因分離；減數(shù)分裂染色體行為，同源染色體彼此分離。DddD圖1：對(duì)比孟德爾自由組合定律基因行為，等位基因彼此分離，非等位基因自由組合；減數(shù)分裂中染色體行為， 同源染色體分離，非同源染色體自由組合。y rY rY y R rY Ry R圖2：甲同學(xué)重新總結(jié)了分離定律：在生物的體細(xì)胞中，控制同一性狀的同源染色體成對(duì)存在，不相融合；在形成配子

6、時(shí)，成對(duì)的同源染色體發(fā)生分離，分離后的同源染色體分別進(jìn)入不同的配中，隨配子遺傳給后代。該同學(xué)認(rèn)為：遺傳因子是基因，基因就是染色體； 請(qǐng)看課本27-28頁(yè)，說(shuō)出你的觀點(diǎn)和依據(jù)。（教學(xué)意圖：讓學(xué)生從復(fù)雜的知識(shí)體系中解脫出來(lái)，加深對(duì)教材的理解，引導(dǎo)學(xué)生利用原有的知識(shí)學(xué)習(xí)新的知識(shí)。將遺傳因子替換成同源染色體，直接提煉出一個(gè)觀點(diǎn)。指導(dǎo)學(xué)生有目的看書，激發(fā)學(xué)生求知欲望，自然引出課題。） 5.2薩頓的假說(shuō) 學(xué)生獨(dú)立閱讀教材，在分析材料、思考問(wèn)題的過(guò)程中掌握知識(shí)（學(xué)生從教材中找到答案：基因在染色體上。因?yàn)榛蚺c染色體存在明顯的平行關(guān)系）。教師設(shè)置問(wèn)題：課本中四點(diǎn)還是不能否定基因就是染色體，聯(lián)想人的基因和染色體

7、數(shù)目，請(qǐng)你補(bǔ)充說(shuō)明基因是染色體一部分？（多媒體展示薩頓假說(shuō)及四點(diǎn)原因，讓學(xué)生在質(zhì)疑聲中審查課本上薩頓假說(shuō)，找到答案：基因的數(shù)目多于染色體數(shù)目）；根據(jù)薩頓的假說(shuō)完成第28頁(yè)思考與討論，標(biāo)明染色體上基因，解釋孟德爾豌豆雜交實(shí)驗(yàn)。教師用多媒體示范部分，剩余部分請(qǐng)學(xué)生完成。（學(xué)生很順利）；薩頓運(yùn)用了什么科學(xué)方法得出假說(shuō)？（類比推理）；薩頓假說(shuō)將遺傳學(xué)引入到細(xì)胞學(xué)領(lǐng)域，并且可以很好解釋孟德爾豌豆雜交實(shí)驗(yàn)，為尋找遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)提供了理論依據(jù)。然而摩爾根為何不相信薩頓假說(shuō)？（學(xué)生：薩頓假說(shuō)是主觀推斷，缺少實(shí)驗(yàn)依據(jù)）。（教學(xué)意圖：學(xué)生閱讀，個(gè)體發(fā)言，結(jié)合減數(shù)分裂染色體行為和孟德爾的遺傳規(guī)律中基因行為相關(guān)知識(shí)與

8、教師共同體驗(yàn)薩頓假說(shuō)，了解類比推理的科學(xué)方法。）過(guò)渡：摩爾根對(duì)孟德爾的遺傳理論，薩頓的基因位于染色體上的假說(shuō)持懷疑態(tài)度，但他認(rèn)真鉆研，尋找證據(jù)解決疑點(diǎn)。請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本第28-29頁(yè)，看摩爾根的實(shí)驗(yàn)?zāi)懿荒転樗_頓假說(shuō)提供依據(jù)？5.3基因在染色體上證據(jù) 1）基因在染色體上實(shí)驗(yàn)證據(jù) 摩爾根果蠅雜交試驗(yàn)是本節(jié)重點(diǎn)和難點(diǎn)，如果就課本教課本，僅僅進(jìn)行假說(shuō)-演繹法再訓(xùn)練，很難激發(fā)學(xué)生興趣。傳統(tǒng)的教學(xué)方法在這個(gè)知識(shí)點(diǎn)上會(huì)提出有四種假設(shè)，控制果蠅眼色的基因可能在：常染色體上，X染色體上，在Y染色體上，在XY染色體上都有。教師一節(jié)課很難講清楚，學(xué)生會(huì)陷入解題困境，難以完成教學(xué)任務(wù)。學(xué)生根據(jù)教師設(shè)置的問(wèn)題運(yùn)用已學(xué)知

9、識(shí)有目的讀書，訓(xùn)練學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。運(yùn)用類比推理科學(xué)方法，跳過(guò)復(fù)雜計(jì)算，在學(xué)生掌握了新知識(shí)的后，抓住“Y染色體不含有它的等位基因” ，運(yùn)用假說(shuō)-演繹方法，發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題，激活學(xué)生思維開展探究活動(dòng)。多媒體展示摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)，問(wèn)題 哪一種性狀是顯性性狀?（學(xué)生：紅眼）；孟德爾分離規(guī)律可以解釋紅眼和白眼果蠅比例，但無(wú)法解釋哪一個(gè)現(xiàn)象？（學(xué)生：F2代中白眼果蠅只有雄性）；根據(jù)白眼和性別相聯(lián)系現(xiàn)象進(jìn)行類比推理，推測(cè)白眼基因在常染色體上還是在性染色體上？（多媒體展示雌雄果蠅染色體，學(xué)生：性染色體上）。圖3摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)的解釋1P 紅眼 白眼 XW XW XwYF1 XWXw XWY紅眼 紅眼F2 X

10、W XW XWXw XWY XwY紅眼 紅眼 紅眼 白眼3 ： 1多媒體展示摩爾根的假設(shè)，教師邊講解邊提問(wèn)：雌果蠅的一對(duì)性染色體用XX表示（同型的），根據(jù)減數(shù)分裂分析，雌果蠅產(chǎn)生哪幾種卵細(xì)胞？（學(xué)生：一種X卵細(xì)胞）；雄果蠅一對(duì)性染色體用XY表示（異型的），雄果蠅產(chǎn)生哪幾種精子？（學(xué)生：X、Y兩種精子）；雌雄果蠅產(chǎn)生比例為1：1。假設(shè)：白眼的基因（用w表示）在X染色體上，而Y染色體不含有它的等位基因。教師示范遺傳圖解前面部分，學(xué)生完成F2代，問(wèn)摩爾根的假設(shè)可以解釋他的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)嗎？（學(xué)生：可以）我們看課本第12頁(yè)等位基因概念，分析課本中證明的是“白眼的基因（用w表示）在X染色體上，而Y染色體不

11、含有它的等位基因”嗎？（學(xué)生：控制相對(duì)性狀的基因，叫等位基因；課本只是證明Y染色體上沒圖4摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)的解釋2 P 紅眼 白眼 XW XW XwYwF1 XWXw XWYw紅眼 紅眼F2 XW XW XWXw XWYw XwYw紅眼 紅眼 紅眼 白眼3 ： 1有相應(yīng)的基因）。我們把視野放開點(diǎn)，不妨把課文修改一下，大家一起完成“白眼的基因（用w表示）在X染色體上，而Y染色體不含有它的等位基因，即Y染色體上只有白眼基因的假設(shè)。請(qǐng)四個(gè)同學(xué)上來(lái)合作完成，下面同學(xué)四個(gè)同學(xué)一組討論后在學(xué)案上完成（學(xué)生合作較順利完成，教師指導(dǎo)學(xué)生規(guī)范畫出遺傳圖解）；兩種假設(shè)都可以解釋摩爾根雜交實(shí)驗(yàn)，到底哪一種假設(shè)正確

12、呢，根據(jù)假說(shuō)-演繹法應(yīng)該設(shè)置什么實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)？（學(xué)生：測(cè)交）；同學(xué)乙為此做了一個(gè)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)：四個(gè)同學(xué)組，兩個(gè)按Y染色體上沒有相應(yīng)的基因假設(shè)完成預(yù)測(cè)部分，兩個(gè)同學(xué)按Y染色體不含有它的等位基因”即Y染色體上只有白眼基因的假設(shè)完成預(yù)測(cè)部分。同時(shí)請(qǐng)四個(gè)同學(xué)到黑板上演示，由其他同學(xué)評(píng)價(jià)。圖5驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)測(cè) 白眼紅眼 測(cè) 白眼紅眼交 XwXw XWY 交 XwXw XWY w配 配子 Xw XW Y 子Xw XW Y w子 XWXw XwY 子XWXw XwY w代 紅眼 白眼 代 紅眼 白眼驗(yàn)證同學(xué)乙的假設(shè)：用白眼和紅眼果蠅測(cè)交實(shí)驗(yàn)，預(yù)測(cè)：測(cè)交后代果蠅表現(xiàn)型為 （學(xué)生：紅眼全是 白眼全是）結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)果和預(yù)測(cè)

13、一致，兩種假設(shè)都成立，摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)可以證實(shí)白眼基因在 （常、性）染色體上，摩爾根的實(shí)驗(yàn)可以為薩頓假說(shuō)即基因在染色體上提供實(shí)驗(yàn)證據(jù)。（學(xué)生：性）2）基因在染色體上直接證據(jù) 多媒體展示比較兩種假設(shè)所有雜交組合，教師設(shè)置問(wèn)題：兩種假設(shè)都可以解釋摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)，可以確定基因在性染色體上，兩種假設(shè)爭(zhēng)論的核心是什么？圖6兩種假設(shè)所有雜交組合的現(xiàn)象比較Y染色體上無(wú)白眼基因Y染色體上只有白眼基因 現(xiàn)象比較果蠅 ×果蠅果蠅 × 果蠅 XW XWXW YXW XWXWYw現(xiàn)象一樣XwYXwYw現(xiàn)象一樣XWXwXW YXWXwXWYw現(xiàn)象一樣XwYXwYw現(xiàn)象一樣XwXwXW YXw

14、XwXWYw現(xiàn)象一樣XwYXwYw現(xiàn)象一樣（學(xué)生：Y染色體上有無(wú)白眼基因）；請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)求證。實(shí)驗(yàn)課題是什么？（學(xué)生：探究果蠅Y染色體上有無(wú)白眼基因）；多媒體展示探究思路：果蠅異常減數(shù)分裂時(shí)形成無(wú)X染色體的卵細(xì)胞（圖7圖8）和果蠅正常減數(shù)分裂產(chǎn)生的Y精子（圖9）結(jié)合，形成受精卵發(fā)育成OY染色體的異常果蠅，觀察果蠅眼色并用顯微鏡觀察其性染色體。圖9果蠅正常減數(shù)分裂圖圖8果蠅異常減數(shù)分裂圖2圖7果蠅異常減數(shù)分裂圖1 這樣的思路合理嗎？（學(xué)生會(huì)有各種想法如：這樣的果蠅是否存在？性別？眼色？教師抓住學(xué)生好奇心引導(dǎo)學(xué)生課后探究）；實(shí)驗(yàn)方案：白眼雌果蠅和紅眼雄果蠅雜交后代正常果蠅紅眼全是 白眼全是，尋

15、找異常OY果蠅。過(guò)度：摩爾根及其他科學(xué)家繼續(xù)努力，利用類似的實(shí)驗(yàn)方法把一個(gè)特定的基因和一條特定染色體聯(lián)系起來(lái)，將基因定位在某條染色體上，為薩頓的假說(shuō)提供直接證據(jù)。從此，摩爾根成為孟德爾理論的堅(jiān)定支持者。3) 基因在染色體上直接證據(jù)的研究發(fā)展 我們現(xiàn)在知道人的基因的數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于染色體的數(shù)目。摩爾根和他的學(xué)生們又發(fā)明了測(cè)定基因位于一條染色體上相對(duì)位置的方法，得出基因在染色體上呈線性排列的結(jié)論?，F(xiàn)代科學(xué)家利用現(xiàn)代生物化學(xué)技術(shù)（熒光標(biāo)記），可以準(zhǔn)確知道基因在染色體上位置。（教學(xué)意圖：閱讀摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)的有關(guān)段落，認(rèn)真分析，初步學(xué)會(huì)運(yùn)用新知識(shí)的能力。抓住“Y染色體不含有它的等位基因”，從等位基因的概

16、念入手，說(shuō)明課本只是介紹Y染色體上沒有相應(yīng)的基因。設(shè)置Y染色體上只有白眼基因的情況留待學(xué)生分析，然后學(xué)生根據(jù)假說(shuō)-演繹方法驗(yàn)證假說(shuō)，發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生探究，鍛煉學(xué)生批判性思維。給學(xué)生足夠的時(shí)間，讓他們把問(wèn)題記下來(lái)，開展再討論。小組分組時(shí)注意適當(dāng)?shù)拇钆?，讓學(xué)生在小組中充分表現(xiàn)，獲得成就感。）過(guò)度：通過(guò)剛才的學(xué)習(xí)，我們明白了基因位于染色體上，根據(jù)這一理論重新認(rèn)識(shí)孟德爾遺傳定律。5.4孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋 因?yàn)閷W(xué)生對(duì)孟德爾遺傳定律熟悉，教師利用多媒體直接從舊概念入手，由淺到深形成新的概念，而不只是記住新概念。多媒體展示孟德爾分離定律：在生物的體細(xì)胞中，控制同一性狀的遺傳因子成對(duì)存在，不相融合

17、；在形成配子時(shí)，成對(duì)的遺傳因子發(fā)生分離，分別進(jìn)入不同的配中，隨配子遺傳給后代。問(wèn)題：一對(duì)遺傳因子為一對(duì) 上的一對(duì) 基因（學(xué)生：同源染色體、等位基因）；結(jié)合基因在染色體上的觀點(diǎn)解釋孟德爾豌豆雜交實(shí)驗(yàn)（一）的基因行為： 圖10D ddDF1 代Dd減數(shù)分裂形成配子時(shí)，同源染色體彼此分離， 隨同源染色體的分開而分離（學(xué)生：等位基因D和d）；對(duì)比分離定律實(shí)質(zhì)：在雜合體的體細(xì)胞中，位于一對(duì)同源染色體上的等位基因，具有一定的獨(dú)立性；在減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中，等位基因會(huì)隨同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入兩個(gè)配子中,獨(dú)立地隨配子遺傳給后代。YRyrYryRYryR圖11多媒體展示自由組合定律：控制不同性狀的

18、遺傳因子的分離和組合是互不干擾的；在形成配子時(shí)，決定同一性狀的成對(duì)的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合?？刂撇煌誀畹倪z傳因子是位于 上的 基因（學(xué)生：非同源染色體、非等位基因）；結(jié)合基因在染色體上的觀點(diǎn)簡(jiǎn)述孟德爾豌豆雜交實(shí)驗(yàn)（二）基因行為： F1 代YyRr減數(shù)分裂形成配子時(shí)，同源染色體上的等位基因（Y與y，R與r）彼此分離的同時(shí)，非同源染色體上的 自由組合。（學(xué)生：非等位基因Y與R，Y與r ，y與R，y與r）；總結(jié)自由組合定律實(shí)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(guò)程中， 。（學(xué)生：同源染色體上的等位基因的分離同時(shí)，非同源染色體上的非等位基因

19、自由組合。）圖12位于一對(duì)同源染色體上非等位基因能自由組合嗎，請(qǐng)說(shuō)明原因？（學(xué)生：不能，因?yàn)榉峭慈旧w上的非等位基因才能自由組合）。（教學(xué)意圖：教學(xué)過(guò)程是師生互動(dòng)的過(guò)程，當(dāng)教師以組織教學(xué)為主時(shí)，主要是分析、整合教材中的知識(shí)，將知識(shí)有組織地呈現(xiàn)出來(lái)，學(xué)生通過(guò)傾聽、練習(xí)，回答課本的問(wèn)題，生成新的知識(shí)體系，并和教學(xué)目標(biāo)相呼應(yīng)。最后一問(wèn)為學(xué)生的發(fā)展學(xué)習(xí)打開一扇窗戶。）6鞏固訓(xùn)練1、下列關(guān)于基因和染色體關(guān)系的敘述，錯(cuò)誤的是（ ）A、染色體是基因的主要載體 B、基因在染色體上呈線性排列C、一條染色體上有多個(gè)基因 D、染色體就是由基因組成的2.果繩的紅眼為伴性顯性遺傳，其隱性性狀為白眼，在下列雜交組合中，通過(guò)眼色即可直接判斷子代果蠅性別的一組是 （ ）A、雜合紅