基因位于染色体上教学设计

《基因位于染色体上》教学设计

阳泉一中----郝健健

一、教材分析

“基因位于染色体上”是高中生物学必修模块“遗传与进化”第二章第二节内容。该学说由萨顿提出，摩尔根及其学生通过实验研究加以证明并发展成为遗传学理论，它是经典遗传学的核心内容之一。在“基因位于染色体上”教学中，引导学生像科学家那样思维，运用类比推理、实验论证等方法，推测基因与染色体的关系，体验“遗传的染色体学说”的建立过程，有利于深刻理解孟德尔遗传定律的实质。

“基因位于染色体上”证明了基因的存在位置和传递载体，该学说是孟德尔定律的细胞学基础，使人们进一步认识到孟德尔定律的重要意义。学生学习得到染色体学说的基本论点．为进一步从分子水平探究遗传的本质奠定了必要的知识基础。在全章起到承上启下的作用，是本章的重点知识。

摩尔根的著名果蝇杂交实验．揭示了果蝇眼色的伴性遗传现象，第1次把基因定位在染色体上，为萨顿的染色体学说提供了有力证据。学生在学习遗传的染色体学说的证据时．由于缺少性别决定和伴性遗传的相关知识，分析摩尔根的果蝇实验现象会遇到一定的困难，需要教师充分发挥主导作用。采取探究学习策略．引导学生跨越思维的障碍。

二、教学目标

1 、知识目标

①概述假说的主要内容及证据。

②运用染色体学说揭示孟德尔遗传定律的细胞学基础。

2、能力目标

①尝试运用类比推理的方法，揭示基因与染色体的关系。

②分析果蝇眼色的遗传现象并推导基因与染色体的关系，增强逻辑推理、分析和解决问题的能力。

3、情感态度价值观目标

通过学习摩尔根由质疑孟德尔遗传定律转变成坚定的支持者的科学史实，认同科学研究需要大胆质疑和勤奋实践的精神，以及实事求是、严谨的科学态度．

三、教学过程

导入：教师布置绘图任务：

①绘制基因为AaBb的杂合子形成4种类型配子的示意图；

②绘制含有2对同源染色体的精原细胞减数分裂产生4种类型精细胞的示意图

教师用绘图方法检测学生前面所学知识，同时也可将图片用于新课学习，让学生通

过观察图中基因和染色体的行为变化，类比推理得出结论。

（一）类比推理基因与染色体的关系

教师展示学生手绘的示意图，提问：图中基因和染色体在生殖过程中都有哪些行为变化？这些行为变化反映了基因与染色体有怎样的关系?能得出什么结论?

经过观察比较学生发现，基因在生殖过程基因的行为与染色体的行为一致，都是在成体细胞成列存在，且一个来自父方，一个来自母方；形成精子或卵细胞时，等位基因(或同源染色体)彼此分离，非等位基因(或非同源染色体)自由组合；在生殖细胞中基因数和染色体数都是体细胞中的一半。将观察的结果归纳于表格中，这样有助于学生在充分认识基因与染色体存在平行关系的基础上。做出推测：基因在染色体上。

展示资料：美国遗传学家萨顿通过对蝗虫精子形成过程中染色体变化的研究，意识到孟德尔遗传因子的分离与重组，与染色体在减数分裂过程中的分裂与重组如影随行，于是提出“基因在染色体上”。

学生通过阅读、类比得出“基因在染色体上”的观点与科学家萨顿的推论一致，体验到探究学习成功的乐趣。

教师提问：类比推理的结论一定正确吗？为什么摩尔根认为萨顿的观点是猜测、臆断呢？

教师介绍摩尔根是一位严谨的生物胚胎学家，强调理论思考必须以事实为依据，反对无根据的主观臆测。这样学生很快领悟到一切科学结论的得出都要建立在事实和科学试验基础上，即便是大家公认正确的观点，也要经得起科学实验的推敲，否则不会被人们所接受。在19lO年以前，没有来自细胞学方面的直接证据，证明细胞中的确有基因存在，因此，孟德尔的遗传定律和萨顿的学说都仅仅是假说。

（二）遗传位于染色体上学说的证据

在教学中．教师采用探究学习方式，以问题串引导学生思维，逐步揭示果蝇眼色遗传的奥秘。加深对生物学原理理解的同时，培养学生的探究意识和动手、动脑的能力，从而落实新课标倡导的探究性学习的课程理念。

教师适当补充果蝇性别决定相关知识，为学生分析解释摩尔根果蝇杂交试验作必要准备

摩尔根的实验中谁能为萨顿的染色体学说提供可靠的证据呢？一只小小白眼果蝇的出现，使摩尔根的观点发生了戏剧性的变化。由怀疑孟德尔遗传定律、质疑萨顿染色体说学转变成坚定的支持者。正是这位勇于挑战权威的科学家进行的一系列果蝇实验，为“基因位于染色体上”的观点提供了有力的证据，证明了萨顿的观点是正确的，才使

得孟德尔遗传学发展起来。

教师：

1、展示果蝇杂交实验遗传图解，教师介绍果蝇时要着重强调几点：

①果蝇作为遗传学研究的主要实验材料有哪些优点，使学生再次体会到正确选择实验材料在通往成功之路上所起的重要作用；

②教师要强调亲代红眼雌果蝇为野生型纯合子，雄蝇是摩尔根发现的唯一的1只白眼突变体，使学生理解摩尔根系列果蝇实验的设计思路，促进学生分析现象得出结论。、

P、红眼雌果蝇×白眼雄果蝇

F

1

红眼（雌、雄）

F

2

红眼白眼（雄）

教师问：

①果蝇杂交实验结果是否符合孟德尔遗传定律

②实验结果中还有哪些现象与孟德尔分离定律相矛盾?学生由图得知，红眼雌果蝇

与白眼雄果蝇杂交，F

1代均为红眼果蝇，说明红眼为显性性状．F

1

代自交产生F2代出现

性状分离，红眼果蝇与白眼果蝇之比为3：l，遗传表现符合孟德尔分离定律。

但在F

2

，中所有的雌果蝇都是红眼．所有的白眼果蝇全部都是雄蝇，后代性状表现有明显的性别差异，与孟德尔遗传定律相矛盾。

2、尝试解释摩尔根果蝇杂交试验

学生分组探究讨论：

为什么子二代中只有雄果蝇中出现白眼，而雌果蝇却没有白眼出现呢?眼色的性状表现与果蝇的性别有什么关联吗?教师展示雌雄果蝇体细胞的染色体图解，学生由图可知，雌、雄果蝇的性染色体组成不同：雌果蝇的性染色体是一对同型的xx染色体，雄果蝇的性染色体是一对异型的XY染色体组成。

（1）在教师引导下学生绘制果蝇性别决定遗传图解，发现子代雄果蝇体细胞中的Y 染色体只来自亲代的父方。据此有部分学生在解释果蝇杂交实验结果时，提出了这样的假设：控制白眼的基因位于Y染色体上。在生殖过程中，亲代的白眼雄果蝇通过生殖细胞把Y染色体传递给后代．使子二代雄果蝇中有白眼果蝇出现．

学生的猜想是否正确呢?教师组织学生进行小组讨论，经过激烈的争论，大部分学生不同意这种说法，原因是：若白眼基因只位于Y染色体上．子一代中的雄果蝇就应该表现为白眼．然而事实与推测不符。因此白眼基因在Y染色体上的观点是错误的。

（2）在推翻第一种假设的基础上，学生紧接着又提出了新的观点：白眼基因位于雄