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人教版（2019）必修二 遺傳與進化 第2章 基因和染色體的關系
第2節 基因在染色體上
一、教學目標的確定
課程標準與本節對應的“內容要求”是：“概述性染色體上的基因傳遞和性別相關聯”，結合教材內容，確定本節的教學目標如下。
1.嘗試運用假說一演繹法分析薩頓的假說和摩爾根的果蠅雜交實驗。
2.通過畫圖或操作學具模型，運用基因和染色體關系的知識，解釋孟德爾遺傳規律的實質。
二、教學重難點
教學重點
（1）基因位于染色體上的假說和實驗證據。
（2）對孟德爾遺傳規律作出現代解釋。
教學難點
（1）對果蠅雜交實驗結果的解釋和驗證。
（2）等位基因與同源染色體、非等位基因與非同源染色體的關系。
三、教學設計思路
首先通過課本“問題探討”創設情境，引導學生思考基因和染色體的關系。接下來就介紹薩頓的假說，并指導學生思考假說是否正確。展示摩爾根的實驗過程并領導學生學習摩爾根的驗證過程，得出基因與染色體的關系。展示相關圖片，講解基因在染色體上呈線性排列。最后用基因和染色體的關系，講解分離定律和自由組合定律的實質。在講課過程中引導學生思考，發展科學思維。
四、教學步驟
1.新課導入
教師活動：展示人體46對染色體的圖片，并提出以下問題引導學生思考。
（1）對人類基因組進行測序，為什么首先要確定測哪些染色體？
（2）為什么不測定全部46條染色體？
學生活動：獨立思考并進行小組討論后嘗試回答。
教師活動：講解以上問題，講解要點為：
（1）因為基因位于染色體上，要測定某個基因的序列，首先要知道該基因位于哪條染色體上。如果要測定人類基因組的基因序列，就要知道包含人類基因組的全部染色體組由哪些染色體組成。
（2）人有22對常染色體和1對性染色體。在常染色體中，每對同源染色體的形態、大小相同結構相似，上面分布的基因是相同的或者是等位基因，所以只對其中1條進行測序就可以了；而性染色體X和Y的差別很大，基因也大為不同，所以兩條性染色體都需要測序，因此人類基因組計劃測定了22條常染色體和兩條性染色體X和Y，共24條。如果測定46條染色體，耗資巨大工作量會增加一倍，但得到的絕大多數基因序列都是重復的。
教師活動：那基因和染色體是什么關系？之前的科學家為了研究這一現象又做出了什么貢獻？下面我們先來學習薩頓的假說。
2.新課講授
一、薩頓的假說
教師活動：首先帶領學生回顧對分離定律和自由組合定律的理解，用課件呈現遺傳定律和減數分裂過程圖。讓學生觀察對比染色體和遺傳因子的變化。并提問：基因和染色體存在什么樣的關系？
教師活動：用同源染色體替換遺傳因子并做進一步的講解。
學生活動：嘗試總結出：基因和染色體的行為存在平行關系。
教師活動：進一步指導學生思考分析二者在哪些方面存在怎樣的平行關系？教師活動：帶領學生分析基因和染色體行為具有驚人的一致性，引導學生推斷二者位置關系。
教師活動：我們可以根據基因與染色體行為存在明顯的平行關系能夠推論基因就在染色體上，這是科學研究中常用的方法之一，叫做類比推理。
教師活動：在研究基因與染色體的關系方面，美國遺傳學家薩頓應用類比推理法作出了突出的貢獻。他用蝗蟲細胞作材料，發現有一種蝗蟲的體細胞中有24條染色體，生殖細胞中只有12條染色體，精子和卵細胞結合形成的受精卵又具有24條染色體，蝗蟲子代體細胞中的染色體數目，與雙親的體細胞染色體數目一樣。子代體細胞中的這24條染色體，按形態結構來分，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：基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的。也就是說，薩頓做出了假說：基因就在染色體上。
教師活動：那是否就可以認為我們利用類比推理得出的結論就是正確的呢？其實類比推理得出的結論并不具有邏輯的必然性，其正確與否還需要觀察和實驗的檢驗。如何用實驗證明基因就在染色體上呢？這就是我們接下來要學習的內容。
二、基因位于染色體上的實驗證據
教師活動：利用課件介紹摩爾根，并指出摩爾根質疑薩頓的假說，也質疑孟德爾的遺傳定律。
教師活動：課件展示摩爾根的果蠅雜交試驗，并提出以下問題：
（1）白眼性狀和紅眼性狀的顯隱性關系是怎樣的？
（2）摩爾根的果蠅雜交實驗與孟德爾遺傳規律矛盾嗎？
活動意圖：培養學生的觀察能力和問題意識。
教師活動：根據果蠅雜交實驗圖解，果蠅的白眼性狀遺傳有什么特點？
學生活動：（思考后回答）只有雄性才出現白眼。
教師活動：課件展示果蠅體細胞染色體圖解，明確染色體組成及性染色體的不同。
教師活動：引導學生學習摩爾根，試著提出解釋問題的假說。并根據自己的假說對于摩爾根的實驗做出解釋。
教師活動：引導學生思考31頁中的問題，并進行講解。
提示（1）：可用F1的紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅進行測交實驗，如果后代中出現紅眼雌果蠅白眼雌果蠅、紅眼雄果蠅和白眼雄果蠅這4種類型，且數量各占四分之一，再選用其中的白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅交配，如果子代中雄果蠅都是紅眼，雄果蠅都是白眼，則可以證明他們的解釋是正確的。
提示（2）：如果控制白眼的基因在Y染色體上，紅眼基因在X染色體上，因為X染色體上的紅眼基因對白眼基因為顯性，所以不會出現白眼雄果蠅，這與摩爾根的果蠅雜交實驗結果不符；如果控制白眼的基因在Y染色體上，且X染色體上沒有顯性紅眼基因，白眼雄果蠅與紅眼雌果蠅的雜交后代中雄果蠅全為白眼，也不能解釋摩爾根的果蠅雜交實驗結果。
教師活動：講解果蠅的紅眼、白眼基因型的書寫方法。
教師活動：請學生畫出果蠅雜交實驗的基因遺傳圖解，然后用課件展示正確的遺傳圖解。
教師活動：那么下一步就是驗證這個解釋是否正確，他們后來做了測交實驗加以證明。從此摩爾根變成了孟德爾理論的堅定支持者。
教師活動：展示課本32頁“圖2—11果蠅某一條染色體上的幾個基因”，幫助學生理解基因在染色體上呈線性排列。
三、孟德爾遺傳規律的現代解釋
教師活動：用基因和染色體的關系，講解分離定律和自由組合定律的實質。
（1）分離定律：在雜合體的細胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨立性；在減數分裂形成配子的過程中，等位基因隨同源染色體的分開而分離立地隨配子遺傳給后代
（2）自由組合定律：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；在減數分裂過程中，同源染色體的等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。
五、板書設計
第二章 第2節 基因在染色體上
一、薩頓的假說
類比推理法
二、基因位于染色體上的實驗證據——摩爾根
三、孟德爾遺傳規律的現代解釋
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