資源簡介

必修二 第二章
第二節 基因在染色體上
課型：新授課
一、教材內容分析
“基因在染色體上”是2019人教版高中生物必修2《遺傳與進化》第2章第2節的內容，是解決“基因存在于細胞中什么位置”問題的核心環節，是聯系細胞遺傳學和分子生物學的重要樞紐。本節課的學習建立在學生學習了減數分裂和受精作用“和”孟德爾遺傳規律“的基礎之上，為”基因的本質“的學習打下基礎，具有承上啟下的作用。
本節課的主要內容是摩爾根通過實驗巧妙地證明“基因在染色體上”，如何引導學生認識到由于白眼的遺傳和性別相關聯， 推測控制眼色的基因在性染色體上，提出三種可能的假設，再通過進一步設計實驗最終得出 “控制眼色的基因在 X染色體上，而Y染色體上不含其等位基因”的假說的思維過程，是本次教學設計所要突破的教學重難點。
二、 學情分析
通過前面的學習，學生已經了解了孟德爾遺傳定律中基因的行為和減數分裂中染色體的行為，為這節課的學習奠定了良好的基礎，尤其是理解薩頓提出“基因在染色體上“的推理過程。與此同時，學生已經初步掌握假說-演繹法，對摩爾根果蠅雜交實驗的分析是必不可少的。
三、 教學目標
生命觀念：從薩頓的假說到摩爾根的果蠅雜交實驗，讓學生逐步認識到基因是物質的實體，繼而運用基因與染色體的知識闡明孟德爾遺傳定律的本質，進一步理解遺傳的物質性.。
科學思維：通過操作學具模型，能夠準確地簡述科學家關于基因和染色體平行關系的推論過程。
科學探究：通過摩爾根實驗再現假說-演繹法，學會自主提出假說，并設計實驗進行驗證，體現摩爾根證實基因在染色體上的實驗過程，培養勇于質疑、勇于探究、善于思考、善于合作以及熱愛科學的精神。
社會責任：掌握假說-演繹法的具體過程，并能夠運用該方法解釋生活中的現象和其他生物學知識。
四、 教學重難點
1、教學重點：
基因和染色體的平行關系。
基因位于染色體上的理論假說和實驗證據。
2、教學難點：
對果蠅雜交結果的解釋和驗證。
五、教學準備
學具模型、學案和課件
六、教學設計思路
對基因位于染色體上的假說和實驗證據等重難點內容，可列表進行比較和分析，通過操作學具模型等體驗性實踐活動，引導學生思考，得出相應的結論，發展科學思維。
教學過程實施的程序
教學內容 教師活動 學生活動 設計意圖
情境引入 提出問題 [創設復習情境] 回顧孟德爾的分離定律，將孟德爾分離定律的遺傳因子換成同源染色體有問題嗎？ [聯想思考] 聯想到基因和染色體的行為存在某種關系，推測基因可能在染色體上， 創設問題情境，有目的地引導學生思考基因和染色體的關系，激發學生探究的興趣。
一、薩頓的假說 [。引導比較] 根據科學史美國遺傳學家薩頓將看不見的基因與看得見的染色體的行為進行比較，提出基因位于染色體上的假說 [填表比較] 根據課件提供的資料，將看不見的基因和看得見的染色體進行比較，發現它們之間存在明顯的平行關系 讓學生領悟比較和分析的科學思維方法
任務一: 操作學具 模型 布置任務] 根據"思考與討論"提供減數分裂和受精作用過程中 一對同源染色體上的一對等位基因的行為變化的圖片,提供學具模型,讓 學生進行模擬操作。 [實例激趣] 舉出反例:A國官員曾在 競選時,由于他幼兒時期吃過 c國奶媽的奶水一事,受到政 敵的攻擊,說他身上一定有C國血統。該官員反駁說:“你們是喝牛奶長大的,你們身上一定有牛的血統了。” 實踐體驗] 利用學具模型來操作 “孟德爾一對相對性的遺傳實驗”根據比較的結果進行推理 是科學研究中常用的一種方 法,但是這樣推理得出的結論 并不具有邏輯的必然性,其正確與否還需要實驗來檢驗 生親身體驗薩頓提出假說的過程比較分析,歸納總結,領會科學思維方法 讓學生了解科學推理的邏輯性和嚴謹 性,引出摩爾根的果蠅雜交實驗。
二、基因 位于染色 體上的實 驗證據 [指導閱讀] 介紹果蠅作為實驗材料的 優點:易飼養,繁殖快,有易 于區分的性狀。指導學生觀察 教材第31頁"圖2-9雄雄果蠅體細胞染色體示意圖" [實驗再現] 介紹摩爾根的果蠅雜交 實驗 [提出問題] 1、此實驗現象是否符合分離定律 2、根據哪一個雜交組合判 斷果蠅的顯隱性性狀 為什么 3、摩爾根果蠅雜交實驗的結果與孟德爾豌豆雜交實驗的結 果相比,有哪些異同 [回答問題] 根據實驗現象,思考回答相應的問題 為幫助學生分析摩爾根的果蠅雜交實驗作知識鋪墊。提出實驗現象,為學生探究作準備
續表
教學內容 教師活動 學生活動 設計意圖
實驗設計 [任務二 討論與推測] 1、摩爾根及其同事根據雜交 實驗的結果,可能會作出幾種 假設 2.如果用A表示控制紅眼的基因,用a表示控制白眼的基因,則雌性和雄性果蠅眼色的性狀分別有哪些類型 其中第一種假說可以首先排除，然后一起探討第二種假說，畫出相應的遺傳圖解。 [回歸教材] 利用"思考,討論",設計問題追問。 在摩爾根等人的設想得到合理的解釋后,為什么還要進一步設計實驗進行驗證 [分析討論] 判斷一種設想或假說是否 正確,僅能解釋已有的實驗現象是不夠的,還應運用假說一演繹法,預測另外設計的實驗結果,再通過實驗來檢驗。 [任務三討論與推測] 如何設計測交實驗對摩爾 根的解釋進行驗證 [分析假設] 由于白眼的遺傳和性別相 關聯,可能存在以下假設, 假設一:控制白眼的基因 在Y染色體上,而X染色體上 不含有它的等位基因。 假設二:控制白眼的基因在X染色體上,而Y染色體上 不含有它的等位基因。 假設三:控制白眼的基因在X、Y染色體上 師生共同完成相應的遺傳圖解如下。 P xAxA紅眼(雌)xaY白眼(雄) ↓ F1 xAxa紅眼(雄) xAY紅眼(雌) ↓ F2 xAXA紅眼(雌) xAXa紅眼(雌) XAY紅眼(雄) XaY白眼(雄) [實驗設計] 設計測交實驗，學生畫出遺傳圖解,進行演繹推理閘述:摩爾根等人通過測交的方法,進一步驗證了他們的假說。將F1的紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅進行測交實驗, 得出如下數據:紅眼雌果蠅: 126,紅眼雄果蠅:132,白眼雌果蠅:120,白眼雄果。 經過分析推理,培養學生的邏輯推理 能力和想象力。 認同摩爾根的基因位于 染色體上的結論,培養設計 實驗的能力, 進一步體會假 說一演繹法
教學內容 教師活動 學生活動 設計意圖
活動二: 實驗設計 [任務四討論與推測] 那么第三種假說又是否成立呢？ 指導學生在原遺傳圖解上修改并發現假說二和假說三都成立 [任務五 討論與推測] 1、為什么出現這個現象的原因？ 2、如果你是摩爾根，你會如何設計實驗來確認果蠅的眼色基因的位置？ 提示： a.的非同源區段和XY的同源區段的差異主要表現在何種個體？如何讓其顯現出來呢？ b.兩種假設中的野生型紅眼雄果蠅的基因型分別是什么？ c.如何讓這兩種情況下的雄果蠅產生的配子都表現出來？ 學生上臺展示他的設計成果 摩爾根等人也是做了這個實驗并最終得出假說二是正確的 從而證明薩頓的假說是正確的 【回顧摩爾根的實驗】 歸納演繹推理和實驗驗證的過程。 「 畫圖修改] 學生上講臺修改雜交實驗的遺傳圖解及測交實驗，并發現第三種假說也符合 學生在老師的引導下明白選取白眼雄果蠅由于是隱性，不管Y染色體上有沒有基因都不影響子代的表現 學生成果展示：分別寫出2種假說的測交實驗的遺傳圖解 P 白眼(雌)x紅眼(雄) 學生再次感悟假說--演繹法。 經過分析推理培養學習探究的能力，認同基因在染色體上
三、基因與染色體的關系 拓展延伸] 介紹摩爾根的后續研究成果,介紹現代分子生物學的基因定位技術 [形成概念] -條染色體上有許多個基因,基因在染色體上呈線性排列。 認同基因在染色體上呈線性排列,了 解生物科技的發展
交流總結 [引導總結] 引導學生回顧科學家的研究過程,總結課堂活動成果。 [知識建構] 認同基因位于染色體上的結論,進一步體會假說一演繹法 反思學習成果,完成知識建構
板書設計 　 第二節 基因在染色體上 一、薩頓的假說 1.內容：基因在染色體上 2.方法：類比推理 二、基因位于在染色體上的實驗證據—摩爾根 1.實驗材料：果蠅 2.實驗過程： P紅眼雌 X 紅眼雄 ↓ F1紅眼雌 紅眼雄 ↓相互交配 F2紅眼雌 紅眼雄 白眼雄 比例3:1 結論：基因位于染色體上。 基因在染色體上面呈線性排列。
教學反思 本節課對基因位于染色體上的假說和實驗證據等重難點內容，采用了列表比較、通過畫圖或操作學具模型等體驗性實踐活動，引導學生思考，得出相應的結論，發展科學思維，取得了良好的效果。 1.圍繞基因在染色體上的探索過程，設計學生活動 以基因在染色體上的探索過程為主線，通過列表比較、畫圖、操作學具模型、實驗設計等體驗性實踐活動，幫助學生深入理解基因位于染色體上的重要概念。 2.將問題串變成思維串，培養學生的科學思維 師生共同探討“基因在染色體上的實驗證據”，讓學生體會比較和分析的科學思維方法，在實踐中培養學生的想象力和歸納、概括、邏輯推理等科學思維。在“思考·討論”環節，由質疑開始，從問題入手，趣味對話，將師生共同關注的薩頓的假說、摩爾根的果蠅雜交實驗等內容不斷推進。 3.注重教學的合“理”，內容科學，結構合理。 薩頓的假說、摩爾根的果蠅雜交實驗等內容的展開，既遵循科學家原本的研究思路，又結合學生的認知特點合理創新，注重發展學生的生物學學科核心素養。 此外，本節課還重視聯系學生的現實生活，激發學生學習的動力；確立以學生發展為本的思想，讓學生自主探究、相互質疑、共同釋疑。

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