《基因在染色体上》说课稿

《基因在染色体上》说课稿

基因在染色体上是人教版新课标教材《遗传与进化》模块中第2章“基因和染色体的关系”的第2节内容。教材第1章讲述了基因的分离定律和自由组合定律(以下称孟德尔遗传定律)，在科学方法上突出了假说演绎法在孟德尔遗传定律发现过程中的重要作用。本章第1节讲述了减数分裂的知识，为在本节了解基因在染色体上的发现过程和揭示孟德尔遗传定律的实质提供了知识迁移的思路，并且为下一节“伴性遗传”的学习奠定了基础。

一、教材分析

本节教材中主要呈现了以下两个方面的内容：第一，从介绍萨顿关于“基因在染色体上”的假说入手，着重介绍美国遗传学家摩尔根运用假说演绎法寻找基因在染色体上的探究过程。但教材在介绍这一探究过程的内容中，对假说的演绎和验证只是用一多听话带过，使得基因在染色体上的发现过程不甚完整。

第二，运用第1节介绍的减数分裂过程中染色体的行为为基础，联系本节介绍的基因在染色体的发现，揭示孟德尔遗传定律的实质。二、教学目标的确定

根据教材内容可确定以下3个教学目标：

1．补充性别决定知识。本节教学内容以较大篇幅介绍了摩尔根运用假说演绎法探究基因在染色体上的过程，而这一过程涉及到雌雄果蝇的性染色体和性别决定的基础知识。在本节内容的教学中，有必要简要补充性染色体和性别决定的基础知识，使学生的学习循序渐进。

2．以假说演绎法的探究过程为教学步骤，讲述基因在染色体上的发现过程。在教学过程中，建议补充摩尔根对其白眼基因在X染色体上的假说进行演绎和验证的过程，以完整的假说演绎法讲述基因在染色体上的探究过程。

3．运用基因与染色体的关系的知识，运用恰当的图解模型揭示孟德尔遗传定律的实质。

三、教学课时的安排

本节内容安排了2个课时进行教学。第1课时，讲述基因在染色体上的探究过程，第2课时讲述孟德尔遗传定律的实质。

四、教学过程

第一课时：

（一）基因在染色体上的发现

1．生物的性别决定

（1）性染色体：指生物细胞中与决定性别有关的染色体，是一对形态大小有一定差别的染色体。这对染色体的不同组合决定着生物的不同性别。性染色体在减数分裂过程中的行为与同源染色体相同。性染色体的形态见下图：图中Ⅰ片段为同源区段，上面的基因为等位基因。Ⅱ-1和Ⅱ-2为非同源区段上面的基因为非等位基因(见图1)。

图1

（2）常染色体：指生物细胞中与决定性别无关的染色体，常染色体由多对同源染色体组成。细胞中每组染色体数目用“N”表示，每组常染色体数目用“A”表示，则体细胞中染色体数目为2N = 2A＋XX(或2A＋XY)。

（3）XY型性别决定（见图2）。

图2

（二）讲述萨顿假说――基因存在于染色体上萨顿发现在蝗虫的体细胞中，染色体成对存在；在性细胞中，染色体成单个存在。这与孟德尔发现的遗传因子在细胞中的存在状况完全相同。在形成配子的过程中，染色体的行为跟基因的行为完全一致。萨顿通过对染色体和基因的比较发现，染色体在细胞内数量很少，而基因在细胞内较多，他通过联想和想象，提出了基因存在于染色体上假说。

美国遗传学家摩尔根是个实证主义者，他不相信萨顿的没有实验证据的假说。可是在1908年前后，摩尔根在研究果蝇眼色遗传的实验中，却证实了萨顿基因在染色体上的假说是正确的。

（三）摩尔根运用假说演绎法探索基因在染色体上的过程

1．发现问题

摩尔根在一群红眼果蝇中发现了1只白眼雄果蝇，并作了如下实验。

由实验可判断红眼为显性，白眼为隐性，F2红眼和白眼的性状分离比是3∶1(见图3)，这样的遗传表现符合基因的分离定律。但孟德尔实验中出现的3∶1是不分雌雄的，而该实验的F2中，雌果蝇全部为红眼，雄果蝇中红眼和白眼各占，如何解释F2中出现的这种现象呢？

图3

2．提出假说

摩尔根设想，果蝇的红眼(W)对白眼(w)是显性，控制果蝇眼色的基因(W和w)只存在于X染色体上，Y染色体不携带它的等位基因，则可合理地解释上述果蝇试验的结果（见图4）。

图4

3．演绎和验证假说

（1）演绎假说：摩尔根根据他提出的假说设计了一个测交实验，即将白眼雄果蝇与杂合红眼雌果蝇测交，根据他的假说，预期测交后代应该有4种表现型，比例为1∶1∶1∶1。预期实验结果如图5。

图5

（2）验证假说：摩尔根实施了他对其假说演绎的测交实验，其实验结果跟他演绎的实验结果完全相同。

从而证实了他“白眼基因在X染色体上”的假说是正确的。4．基因在染色体上的假说上升为理论

“科学假说经过观察、实验、生产实践检验后，它被证明是正确的部分就成为科学理论。”萨顿提出的基因在染色体上的假说，被摩尔根运用假说演绎的科

学方法得到的证实，从此，基因在染色体上的假说就上升为理论，被人们广泛接受。

第2课时：

（一）揭示孟德尔遗传定律的实质

在豌豆中，F1(黄色圆粒，YyRr)个体，通过减数分裂形成配子的图解(见图6)。

图6

从图可以看出，减数分裂过程中，同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合是等位基因分离和非等位基因自由组合的基础。

1．分离定律的实质

从上图可以看出，等位基因(Y和y、R和r)随着同源染色体的分离而分离，分别进入不同的配子，不同配子中的基因将随着配子而独立地遗传。

2．非等位基因的自由组合的实质

从上图可以看出，由于不同的母细胞中配对的同源染色体在减数第一次分裂中期位置不同，导致同源染色体在相互分离的基础上非同源染色体在配子中自由组合，非同源染色体的自由组合导致了其中的非等位基因的自由组合。如Y 与R或r组合形成两种配子(YR和Yr)，y与R和r组合形成两种配子(y R和y r)，一共4种配子，且比例相同。

在本节教学中，以假说演绎法的探究过程为线索，引导学生学习基因在染色体上的知识，其中的科学推理、科学方法可以让学生领悟科学家是如何发现问题、寻找证据、运用严谨的推理、大胆的想象来发现科学理论的，也可以让学生体验和学习科学家的科学方法和科学精神，有利于提高学生的科学素养。此外，在本节教学中，引导学生运用刚刚学习过的减数分裂过程中，染色体的行为，基因在染色体上的知识，揭示孟德尔遗传定律的实质，对于培养学生透过现象看本质的思维品质也大有裨益。