基因在染色體上(教案)

1、基因在染色體上教學(xué)設(shè)計(jì)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(jìn)化課程體系圍繞人類(lèi)探索遺傳因子的歷程展開(kāi)，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(jìn)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?tīng)査僭O(shè)的顆粒狀的因子存在于細(xì)胞部位的疑問(wèn)，又為伴性遺傳的微觀認(rèn)識(shí)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(xì)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(shí)讓學(xué)生有了性染色體上有基因分布的

2、認(rèn)識(shí)，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(shuō)、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)及孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋三部分內(nèi)容：該課時(shí)以假說(shuō)-演繹法為內(nèi)在主線，詳細(xì)介紹了薩頓通過(guò)“歸納推理的共變法”，對(duì)染色體和基因進(jìn)行比較，從而提出基因位于染色體上的假說(shuō)。同時(shí)，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^(guò)果蠅雜交實(shí)驗(yàn)演繹推理假說(shuō)內(nèi)容，得出基因與染色體的平行關(guān)系的過(guò)程，具體展示了假說(shuō)演繹方法在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的重要作用。與此同時(shí)，揭示了孟德?tīng)杻纱筮z傳定律的實(shí)質(zhì)。2.科學(xué)性本課時(shí)內(nèi)容包括基因在染色體上假說(shuō)的提出，以及摩爾根實(shí)驗(yàn)對(duì)假說(shuō)的

3、證明，意在鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)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(shuō)，同時(shí)通過(guò)提出假說(shuō)，驗(yàn)證假說(shuō)的過(guò)程鞏固形成“假說(shuō)演繹法”的意識(shí)；本課時(shí)三個(gè)部分互相補(bǔ)充形成一個(gè)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(shuō)提出的過(guò)程與介紹摩爾根果蠅培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，滲透著科學(xué)研究過(guò)程中所需的豐富想象和大膽質(zhì)疑的精神，以及尊重事實(shí)，勇于承認(rèn)自身錯(cuò)誤在科學(xué)研究的重要作用，這是促進(jìn)科學(xué)發(fā)展的重要因素，同時(shí)也是學(xué)生通過(guò)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)應(yīng)當(dāng)體驗(yàn)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?tīng)栠z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(guò)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?tīng)柕倪z傳定律、遺傳圖解、假說(shuō)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(jìn)行充分的預(yù)設(shè)，并做好應(yīng)對(duì)意外生成的準(zhǔn)備。2、 重難點(diǎn)分析1.教學(xué)重點(diǎn)基因位于染色體上的理論假說(shuō)和實(shí)驗(yàn)證據(jù)。孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋。 2.教學(xué)難點(diǎn)對(duì)摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋。3、 教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)目標(biāo)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)。應(yīng)用有關(guān)基因和染色體的知識(shí)闡明孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的實(shí)質(zhì)。2.能力目標(biāo)通過(guò)摩

5、爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，進(jìn)行提出假說(shuō)的技能訓(xùn)練。嘗試運(yùn)用假說(shuō)演繹的方法分析摩爾根的果蠅雜交試驗(yàn)。3.情感、態(tài)度、價(jià)值觀通過(guò)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(guò)程需要豐富的想象、大膽質(zhì)疑和勇于承認(rèn)錯(cuò)誤的精神。通過(guò)對(duì)摩爾根果蠅培養(yǎng)的介紹，認(rèn)同科學(xué)研究需要勤奮實(shí)踐的精神，以及對(duì)科學(xué)的熱愛(ài)。四、教學(xué)過(guò)程一、導(dǎo)入教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)舊知識(shí)孟德?tīng)柗蛛x定律與減數(shù)分裂的過(guò)程。通過(guò)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(shí)組合方式的相似性和教材中的“問(wèn)題探討”引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注染色體與基因可能對(duì)應(yīng)的關(guān)系，引起學(xué)生進(jìn)一步探究的興趣，從而導(dǎo)入本節(jié)課科學(xué)家對(duì)基因在染色體上的探索歷程。二、新課講授（一）薩

6、頓的假說(shuō)故事引入：1903年，美國(guó)遺傳學(xué)家薩頓在研究蝗蟲(chóng)精子和卵細(xì)胞的形成過(guò)程時(shí)，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(dòng)：學(xué)生在以小組為單位完成表格之后再閱讀薩頓假說(shuō)，通過(guò)自主參與假說(shuō)的推理，提出與薩頓假說(shuō)相似的觀點(diǎn)，體驗(yàn)成功的喜悅。并找出薩頓假說(shuō)的“內(nèi)容”、“依據(jù)”與“研究方法”。（課件上展示孟德?tīng)柗蛛x定律與減數(shù)分裂的過(guò)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(shuō) 內(nèi)容：基因在染色體上。 依據(jù)：蝗蟲(chóng)配子在形成過(guò)程中基因和染色體存在明顯的平行關(guān)系。 研究方法：類(lèi)比推理法。通過(guò)提問(wèn)：為什么薩頓的研究?jī)?nèi)容只能被稱(chēng)為一種假說(shuō)，而不能像孟德?tīng)柖?/p>

7、那樣稱(chēng)為一種真理，為大家所認(rèn)可？從而導(dǎo)出摩爾根的實(shí)驗(yàn)與情感態(tài)度價(jià)值觀的培養(yǎng)：通過(guò)加拿大外交官朗寧競(jìng)選省議員時(shí)的笑話與教材對(duì)“類(lèi)比推理”的介紹讓同學(xué)們認(rèn)識(shí)到類(lèi)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(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。接著引出同時(shí)代的遺傳學(xué)家摩爾根也對(duì)這一假說(shuō)存在的強(qiáng)烈質(zhì)疑，導(dǎo)入摩爾根對(duì)基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)的探究歷程，同時(shí)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(shí)的研究精神。（二）摩爾根果蠅實(shí)驗(yàn)?zāi)柛胶?jiǎn)介及他的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)1、介紹摩爾根的生平2、選擇果蠅為實(shí)驗(yàn)材料的原因講解果蠅的特點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生從不同的圖片中分別進(jìn)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(duì)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(shí)驗(yàn)圖解，概括得出三個(gè)實(shí)驗(yàn)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(wèn)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?tīng)柕姆蛛x定律得出相關(guān)推論：控制果蠅眼色的是一對(duì)等位基因，白眼基因相對(duì)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(shí)驗(yàn)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?tīng)柕姆蛛x定律控制果蠅眼色的是一對(duì)等位基因，白眼基因相對(duì)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(gè)染色體的同一位點(diǎn)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(shí)驗(yàn)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。控制眼色的基因位于X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(jìn)行討論。討論結(jié)束，邀請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)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?tīng)栠z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(guò)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(guò)程圖。學(xué)生思考用圖解表示的減數(shù)分裂過(guò)程。分析、討論，逐步完成圖解的歸納。找到一對(duì)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