2021屆高三一輪復習生物《基因在染色體上》教學設計

“基因在染色體上”教學設計

一、(教學目標)學習目標與重難點

1.學習目標(教學目標)

(1)說出基因位于染色體上的理論假說和實驗證據(jù)。

(2)運用有關基因和染色體的知識闡明孟德爾遺傳規(guī)律的實質。

(3)嘗試運用類比推理的方法，解釋基因位于染色體上。

(4)認同科學研究需要豐富的想像力，大膽質疑的精神，以及對科學的熱愛。

2.學習重難點(教學重難點)

(1)學習重點(教學重點)

1基因位于染色體上的理論假說和實驗證據(jù)。

2孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋。

(2)學習難點(教學難點)

1運用類比推理的方法，解釋基因位于染色體上。.

2基因位于染色體上的實驗證據(jù)。

二、教學過程

教學環(huán)節(jié)師生活動設計意圖

課程導入我們先來回憶孟德爾的分離定律。

在生物的體細胞中，控制同一性狀的遺傳

因子成對存在，不相融合；

在形成配子時，成對的遺傳因子發(fā)生分

離，

分離后的遺傳因子分別進入不同的配子

中，隨配子遺傳給后代。

我們接著再來回憶孟德爾的自由組合定

律。

控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合

是互不干擾的；

在形成配子時，決定同一性狀的成對的遺

傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因

子自由組合。

二、薩頓的假說基因為什么會有這樣的行為呢？在當時，

孟德爾也無法給出解釋，19世紀80年代，

科學家利用顯微鏡觀察到了生物的減數(shù)

分裂過程，但當時人們還沒有將減數(shù)分裂

和遺傳規(guī)律聯(lián)系起來。直到1903年，才

有一個人將遺傳規(guī)律和減數(shù)分裂聯(lián)系起

來，這個人就是美國的遺傳學家薩頓。

薩頓用一種蝗蟲細胞作材料，研究精子和

卵細胞的形成過程。他通過觀察蝗蟲細胞

的減數(shù)分裂，發(fā)現(xiàn)染色體行為與孟德爾描

述的基因行為及其相似，他認為兩者之間

存在著明顯的平行關系。

二、薩頓的假說薩頓發(fā)現(xiàn)蝗蟲的體細胞有24條染色體，

生殖細胞中只有12條染色體，精子和卵

細胞結合后形成受精卵，使子代又具有了

24條染色體，與雙親染色體數(shù)目是一樣

的。子代體細胞中這24條染色體按形態(tài)

結構分，可兩兩成對，共12對。每對染

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，也就是孟德爾

所說的遺傳因子是由染色體攜帶著由親

代傳遞給子代，也就是說基因在染色體

上，因為基因和染色體的行為存在著明顯

的平行關系。

二、薩頓的假說證據(jù)一，基因在雜交過程中保持完整性和

獨立性。薩頓在觀察染色體行為時發(fā)現(xiàn)，

在有性生殖過程中，染色體也有相對穩(wěn)定

的形態(tài)結構。

證據(jù)二，基因在體細胞中成對存在，在配

子中只有成對的基因中的一個。

薩頓觀察發(fā)現(xiàn)：同源染色體也是成對的，

在配子中也只有成對的同源染色體中的

一條。同學們都學過，減數(shù)第一次分裂后

期同源染色體會彼此分離，就像圖上所展

示的，進入到不同的細胞，進而進入不同

的配子。

證據(jù)三，體細胞中成對的基因一個來自父

方，一個來自母方。由精子和卵細胞分別

攜帶而來；體細胞中同源染色體也是一條

來自父方，一條來自母方。

證據(jù)四，非等位基因在形成配子時自由組

合，就像剛才我們所說的，產生四種等比

的配子；而非同源染色體在減數(shù)第一次分

裂后期也是自由組合的。

二、薩頓的假說現(xiàn)在我們在染色體上標注相應的基因符

號，來解釋一下孟德爾的雜交實驗。

請同學們動手試一試。

三、基因位于染色體第一個證明薩頓假說正確的實驗是摩爾

上的實驗證據(jù)根設計的果蠅眼色雜交實驗。

果蠅具有以下的特點：

①易飼養(yǎng)，繁殖快。在室溫下，十多天

就能繁殖一代。

②后代數(shù)量多，便于統(tǒng)計。一只雌果蠅

的一生能產生幾百個后代。

③果蠅也具有多對易于區(qū)分且穩(wěn)定遺傳

的相對性狀。

④果蠅的染色體數(shù)目少，便于觀察。

正是因為這些特點，所以果蠅是一種非常

好的實驗材料

三、基因位于染色體野生果蠅都是紅眼，摩爾根在一群紅眼果

上的實驗證據(jù)蠅中發(fā)現(xiàn)了一只白眼果蠅，這只果蠅是一

只罕見的突變品種。

摩爾根就用紅眼雌果蠅和該白眼雄果蠅

雜交，發(fā)現(xiàn)子一代無論雌雄都是紅眼，這

說明紅眼性狀是顯性性狀，白眼性狀是隱

性性狀。然后摩爾根讓子一代的雌雄果蠅

隨機交配，得到了子二代，發(fā)現(xiàn)子二代中

紅眼和白眼的數(shù)量比是3:1。

摩爾根又做了回交實驗。用最初出現(xiàn)的那

只白眼雄蠅和它的后代中的紅眼雌蠅交

配，結果子代既有紅眼雌蠅、紅眼雄蠅、

也有白眼雌蠅、白眼雄蠅，而且比例均等。

三、基因位于染色體雌果蠅的性染色體是兩條同形的，即XX

上的實驗證據(jù)兩條染色體；雄果蠅的性染色體是異形

的，即XY兩條染色體。所以雌果蠅體內

有三對常染色體和一對XX；雄果蠅體內

有三對常染色體和一對XY

三、基因位于染色體親本紅眼雌果蠅的基因型記為XT,產生

上的實驗證據(jù)一種X"的配子，白眼雄果蠅的基因型記為

X*Y,產生貝和Y兩種配子，比例為1:1。

雌雄果蠅配子隨機結合后，產生子一代，

有紅眼雌果蠅，基因型為（大?。WX"；

和紅眼雄果蠅基因型為（大）X*Yo

雌果蠅可產生（大小）x"和X"兩種雌配子，

比例為1:1；雄果蠅也產生（大）X”和Y

兩種比例相同的雄配子。雌雄配子隨機結

合，產生子二代其中雌果蠅基因型有（大）

表現(xiàn)為紅眼，和（大小）x"x"也表現(xiàn)

為紅眼；雄果蠅基因型有（大）X*Y,表

現(xiàn)為紅眼，以及（?。"Y,表現(xiàn)為白眼。

這個結果與雜交實驗的結果是一致的。

三、基因位于染色體在摩爾根所做的回交實驗中，子一代紅眼

上的實驗證據(jù)雌蠅與白眼雄蠅交配，子一代紅眼雌蠅的

基因型是x"x*,產生兩種卵細胞，一種是

X",一種是X*。白眼雄蠅的基因型是X?Y,

產生兩種精子，一種是X，一種是Y。雌

雄配子結合后，后代有4種表現(xiàn)型:紅眼

雌蠅X"X*、白眼雌蠅(X"X*)、紅眼雄蠅

(X"Y)、白眼雄蠅(X*Y),比例是1:1:1:1。

摩爾根圓滿地說明了他的實驗結果。

三、基因位于染色體摩爾根為了驗證他的假設，設計了三個實

上的實驗證據(jù)驗。驗證實驗一：用子二代紅眼雌蠅與白

眼雄蠅交配。驗證實驗二：用白眼雌蠅與

紅眼雄蠅交配。驗證實驗三：用白眼雌蠅

和白眼雄蠅交配。

摩爾根完成了這三個實驗，實驗的結果跟

預期完全符合，假設得到了證實。

這樣摩爾根就通過實驗證明了基因在染

色體上。

四、基因與染色體隨后摩爾根和他的學生們經(jīng)過努力，發(fā)明

的關系了測定基因在染色體上相對位置的方法

并繪制出了果蠅各個基因在染色體上相

對位置的圖，發(fā)現(xiàn)基因在染色體上是呈線

型排列的。

五、德爾遺傳規(guī)律分離定律的實質：在雜合子的細胞中，位

的現(xiàn)代解釋于一對同源染色體上的等位基因，具有一

定的獨立性；在減數(shù)分裂形成配子的過程

中，等位基因會隨同源染色體的分開而分

離，分別進入兩個配子中，獨立的隨配子

遺傳給后代。

自由組合定律的實質：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)分裂過程中，同源染色體上

的等位基因彼此分離的同時，非同源染色

體