2021屆高三一輪復(fù)習(xí)生物《基因在染色體上》教學(xué)設(shè)計

“基因在染色體上”教學(xué)設(shè)計

一、(教學(xué)目標(biāo))學(xué)習(xí)目標(biāo)與重難點(diǎn)

1.學(xué)習(xí)目標(biāo)(教學(xué)目標(biāo))

(1)說出基因位于染色體上的理論假說和實(shí)驗(yàn)證據(jù)。

(2)運(yùn)用有關(guān)基因和染色體的知識闡明孟德爾遺傳規(guī)律的實(shí)質(zhì)。

(3)嘗試運(yùn)用類比推理的方法，解釋基因位于染色體上。

(4)認(rèn)同科學(xué)研究需要豐富的想像力，大膽質(zhì)疑的精神，以及對科學(xué)的熱愛。

2.學(xué)習(xí)重難點(diǎn)(教學(xué)重難點(diǎn))

(1)學(xué)習(xí)重點(diǎn)(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。

(2)學(xué)習(xí)難點(diǎn)(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)。

二、教學(xué)過程

教學(xué)環(huán)節(jié)師生活動設(shè)計意圖

課程導(dǎo)入我們先來回憶孟德爾的分離定律。

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(jìn)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?yàn)槭裁磿羞@樣的行為呢？在當(dāng)時，

孟德爾也無法給出解釋，19世紀(jì)80年代，

科學(xué)家利用顯微鏡觀察到了生物的減數(shù)

分裂過程，但當(dāng)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(xué)家薩頓。

薩頓用一種蝗蟲細(xì)胞作材料，研究精子和

卵細(xì)胞的形成過程。他通過觀察蝗蟲細(xì)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(rèn)為兩者之間

存在著明顯的平行關(guān)系。

二、薩頓的假說薩頓發(fā)現(xiàn)蝗蟲的體細(xì)胞有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(xì)胞中這24條染色體按形態(tài)

結(jié)構(gòu)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?yàn)榛蚝腿旧w的行為存在著明顯

的平行關(guān)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(dú)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(jié)構(gòu)。

證據(jù)二，基因在體細(xì)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(xué)們都學(xué)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(jìn)入到不同的細(xì)胞，進(jìn)而進(jìn)入不同

的配子。

證據(jù)三，體細(xì)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(xì)胞分別

攜帶而來；體細(xì)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(chǎn)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(biāo)注相應(yīng)的基因符

號，來解釋一下孟德爾的雜交實(shí)驗(yàn)。

請同學(xué)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(shí)驗(yàn)是摩爾

上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)根設(shè)計的果蠅眼色雜交實(shí)驗(yàn)。

果蠅具有以下的特點(diǎn)：

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(chǎn)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?yàn)檫@些特點(diǎn)，所以果蠅是一種非常

好的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(jī)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(shí)驗(yàn)。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(jié)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(shí)驗(yàn)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(nèi)

有三對常染色體和一對XX；雄果蠅體內(nèi)

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(chǎn)生

上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)一種X"的配子，白眼雄果蠅的基因型記為

X*Y,產(chǎn)生貝和Y兩種配子，比例為1:1。

雌雄果蠅配子隨機(jī)結(jié)合后，產(chǎn)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(chǎn)生（大?。﹛"和X"兩種雌配子，

比例為1:1；雄果蠅也產(chǎn)生（大）X”和Y

兩種比例相同的雄配子。雌雄配子隨機(jī)結(jié)

合，產(chǎn)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(jié)果與雜交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是一致的。

三、基因位于染色體在摩爾根所做的回交實(shí)驗(yàn)中，子一代紅眼

上的實(shí)驗(yàn)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(chǎn)生兩種卵細(xì)胞，一種是

X",一種是X*。白眼雄蠅的基因型是X?Y,

產(chǎn)生兩種精子，一種是X，一種是Y。雌

雄配子結(jié)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(shí)驗(yàn)結(jié)果。

三、基因位于染色體摩爾根為了驗(yàn)證他的假設(shè)，設(shè)計了三個實(shí)

上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)驗(yàn)。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)一：用子二代紅眼雌蠅與白

眼雄蠅交配。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)二：用白眼雌蠅與

紅眼雄蠅交配。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)三：用白眼雌蠅

和白眼雄蠅交配。

摩爾根完成了這三個實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果跟

預(yù)期完全符合，假設(shè)得到了證實(shí)。

這樣摩爾根就通過實(shí)驗(yàn)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(xué)生們經(jīng)過努力，發(fā)明

的關(guān)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(shí)質(zhì)：在雜合子的細(xì)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(dú)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(jìn)入兩個配子中，獨(dú)立的隨配子

遺傳給后代。

自由組合定律的實(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