人教版高中生物必修2示范教案2-2 基因在染色體上

第節(jié)

基因在染色體上●容課本節(jié)內(nèi)容包括了薩頓的假說(shuō)位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)和孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋3個(gè)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)人類對(duì)基因與染體關(guān)系的探索過(guò)程中頓和摩爾根都作出了杰出的貢獻(xiàn)。因此在我們的課堂教學(xué)中通過(guò)組織學(xué)生活動(dòng)、思考和討論，幫助學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)家獨(dú)到的研究方法、縝密的思考、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评恚M(jìn)行探究并得出相關(guān)的結(jié)論。由于本節(jié)從上一節(jié)《減數(shù)分裂和受精作用》引過(guò)來(lái)，所以在教學(xué)安排上思路如下：（1通過(guò)回憶孟德爾分離定律和觀察哺乳動(dòng)物精子（或卵細(xì)胞）的形成過(guò)程圖解，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想等位基因與同源染色體的行為之間究竟是什么關(guān)系？學(xué)生的這種疑惑源于頭腦中的認(rèn)知沖突，由認(rèn)知沖突產(chǎn)生的問題會(huì)激發(fā)學(xué)生的探究興趣。（2接著引導(dǎo)學(xué)生把孟德爾分離定律中的遺傳因子換成同源染色體，重讀分離定律，畫含一對(duì)同源染色（設(shè)其上一對(duì)等位基因含兩對(duì)同源染色（假設(shè)其上各有一對(duì)等位基因的精原細(xì)胞減數(shù)分裂意圖學(xué)強(qiáng)烈意識(shí)到基因和染色體行為存在明顯的平行關(guān)系取生活動(dòng)的教學(xué)方有利于落實(shí)探究性學(xué)習(xí)的課程理念養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)和動(dòng)手動(dòng)腦的能力并使學(xué)生在活動(dòng)中加深對(duì)生物學(xué)原理的理解高生對(duì)生物學(xué)觀點(diǎn)的認(rèn)同程度。教師肯定學(xué)生的發(fā)現(xiàn)并介紹薩頓的假說(shuō)，讓學(xué)生體驗(yàn)到成功的喜悅。（3在摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)中，教師采取問題串的形式、環(huán)環(huán)相扣、層層深入的設(shè)問、引導(dǎo)學(xué)生思考和討論，逐步揭開遺傳的奧秘證實(shí)基因的確位于染色體上。通過(guò)介紹多種生物的染色體和基因的數(shù)量關(guān)系學(xué)理解到一條染色體上應(yīng)該有許多個(gè)基因基因在染色體上呈線性排列。另外，還簡(jiǎn)要介紹現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)在基因定位上的應(yīng)用，有利于拓展學(xué)生視野，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)的時(shí)代感，體現(xiàn)教材內(nèi)容的先進(jìn)性。（4在以上內(nèi)容的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生在染色體和基因水平上闡明基因分離定律和基因自由組合定律以到課程標(biāo)準(zhǔn)要求培學(xué)生的分析歸納能力讓學(xué)生不僅在觀念上逐漸認(rèn)同，在知識(shí)結(jié)構(gòu)上也獲得了科學(xué)知識(shí)?！窬S標(biāo)知識(shí)與能（1說(shuō)出基因位于染色體上的理論假說(shuō)和實(shí)驗(yàn)證據(jù)。（2概述孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋。過(guò)程與法（1運(yùn)用有關(guān)基因與染色體的知識(shí)闡明孟德爾遺傳規(guī)律的實(shí)質(zhì)。（2嘗試運(yùn)用類比推理的方法，解釋基因位于染色體上。情感態(tài)與價(jià)值觀（1認(rèn)同科學(xué)研究需要豐富的想象力，大膽質(zhì)疑和勤奮實(shí)踐的精神，以及對(duì)科學(xué)的熱愛。（2參與類比推理的過(guò)程，提出與薩頓假說(shuō)相似的觀點(diǎn)，體驗(yàn)成功的喜悅。●學(xué)點(diǎn)基因位染色體上的理論假說(shuō)和實(shí)驗(yàn)證據(jù)。孟德爾傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋。●學(xué)點(diǎn)運(yùn)用類推理的方法，解釋基因位于染色體上?；蛭蝗旧w上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)?！窬邆浣虒W(xué)課件。

●時(shí)排時(shí)●學(xué)程［課前準(zhǔn)備］畫有孟爾一對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)圖解的小黑板（或?qū)嵨锿队皟x教學(xué)課。［情境創(chuàng)設(shè)］教師：同學(xué)們，前段時(shí)間我們學(xué)習(xí)了孟德爾分離定律，有哪位同學(xué)能夠回憶出來(lái)？學(xué)生：在生物的體細(xì)胞中，控制同一性狀的遺傳因子（即等位基因）成對(duì)存在，不相融合；在形成配子時(shí)，成對(duì)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。教師很這就是說(shuō)配子中只含有每對(duì)等位基因中的一個(gè)同們是否思考過(guò)這樣的問題：成對(duì)的等位基因是如何分離并分別進(jìn)入不同的配子中的呢？教師顯示哺乳動(dòng)物精子（或卵細(xì)胞）的形成過(guò)程圖解。教師我知道在數(shù)分裂過(guò)程中同源染色體發(fā)生分離果配子只含每對(duì)同源染色體中的一條。在這里我們可以發(fā)現(xiàn)等位基因與同源染色體的行為有何相似之處？學(xué)生存在分離現(xiàn)象位因分離和同源染色體分離子中只有原來(lái)的一半：配子只含每對(duì)等位基因中的一個(gè)和只含每對(duì)同源染色體中的一條。教師沒基因與染色體到底是什么樣的關(guān)系呢？帶著這樣的問題們起來(lái)學(xué)習(xí)第2節(jié)《基因在染色體上［師生互動(dòng)］薩頓的說(shuō)教師：有同學(xué)看了這一節(jié)的標(biāo)題以后會(huì)想因在染色體上”這一結(jié)論是如何推導(dǎo)出來(lái)的呢？下面請(qǐng)同學(xué)們將孟德爾分離定律中的遺傳因子換成同源染色體，將分離定律念一遍，看看這樣替換是否有問題。由此你聯(lián)想到什么？學(xué)生閱讀，進(jìn)行思考和討論。學(xué)生：沒有問題。是否可說(shuō)明基因在染色體上？教師是可說(shuō)明基因在染色體對(duì)于這個(gè)問題，由同學(xué)們自己去探究在果我們把等位基因標(biāo)在同源染色體上，并以此畫含一對(duì)同源染色體（假設(shè)其上有一對(duì)等位基因）和含兩對(duì)同源染色（設(shè)其上有一對(duì)等位基因精原細(xì)胞減數(shù)分裂示意圖看看結(jié)果如何？學(xué)生畫圖教師巡視學(xué)生畫圖情并給予一定的指導(dǎo)機(jī)叫兩名學(xué)生上講臺(tái)在黑板上畫圖。教師：經(jīng)過(guò)畫圖，同學(xué)們可發(fā)現(xiàn)基因和染色體有何相似的地方？學(xué)生原細(xì)胞中基因成對(duì)存在色體也是成對(duì)的配只含有等位基因中的一個(gè)，也只是有同源染色體中的一條外非等位基因在形成配子時(shí)自由組合非同源染色體在減數(shù)第一次分裂后期也是自由組合的。教師：根據(jù)畫圖和大家的分析，我們可以得出什么結(jié)論？學(xué)生：基因和染色體行為存在明顯的平行關(guān)系。教師：正確。那么基因和染色體行為主要有哪些平行關(guān)系呢？學(xué)生分小組思考、討論并表述。教師根據(jù)學(xué)生的簡(jiǎn)述情況進(jìn)行引導(dǎo)、補(bǔ)充、肯定和鼓勵(lì)，并逐個(gè)顯示基因與染色體點(diǎn)平行關(guān)系。教師我們可以根據(jù)基因與染色行為存在明顯的平行關(guān)系夠論基因就在染色體

上。這是科學(xué)研究中常用的方法之一，叫做類比推理。在研究基因與染色體的關(guān)系方面，美國(guó)遺傳學(xué)家薩頓應(yīng)用類比推理法作出了突出的貢獻(xiàn)用蟲細(xì)胞作材料現(xiàn)有一種蝗蟲的體細(xì)胞中有24條色體細(xì)中只有條染色體和細(xì)胞結(jié)合形成的受精卵，又具有條色體?；认x子代體細(xì)胞中的染色體數(shù)目，與雙親的體細(xì)胞染色體數(shù)目一樣。子代體細(xì)胞中的這24條染體按態(tài)結(jié)構(gòu)來(lái)分兩成對(duì)共對(duì)每染色體中的一條來(lái)自父方另一條來(lái)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(shuō)，薩頓做出了與大家完全一樣的假說(shuō)：基因就在染色體上。教師由我們可以發(fā)現(xiàn)只要有縝密的思考和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砦覀円粯幽艿贸雠c偉大遺傳學(xué)家一樣的結(jié)論題如薩頓的推論成立該夠解釋孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)。下面請(qǐng)同學(xué)們利用課本思與討論提的孟德爾一對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)圖解，28在染色體上標(biāo)注出相應(yīng)基因，看看對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋是否仍然成立。學(xué)生畫圖教巡視學(xué)生畫圖情并用小黑（或?qū)嵨锿队皟x）隨機(jī)叫1名學(xué)生上講臺(tái)畫圖。教師：解釋是否成立？學(xué)生：成立。教師那是否就可以認(rèn)為我們利類比推理得出的結(jié)論就是正確的呢？其實(shí)比推理得出的結(jié)論并不具有邏輯的必然性正確與否還需要觀察和實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)如何用實(shí)驗(yàn)證明基因就在染色體上呢？我們一起來(lái)看看美國(guó)生物學(xué)家摩爾根是怎么做的?；蛭蝗旧w上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)教師：摩爾根一開始對(duì)待孟德爾的遺傳理論和薩頓的基因位于染色體上的學(xué)說(shuō)抱不相信、懷疑的態(tài)度，他認(rèn)為以上兩個(gè)學(xué)說(shuō)是主觀的臆測(cè)。但是盡管如此，他沒有批評(píng)、挖苦，而是認(rèn)真鉆研，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，尋找證據(jù)解決疑點(diǎn)?？茖W(xué)家這種對(duì)待科學(xué)的態(tài)度和高尚的人品，非常值得我們學(xué)習(xí)。摩爾根實(shí)驗(yàn)的成功同樣離不開實(shí)驗(yàn)材料的正確選擇——果蠅。教師顯示果蠅的照片，并簡(jiǎn)要介紹選擇果蠅作為遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)研究材料的優(yōu)點(diǎn)。教師：從1909年始，摩根就開始潛心研究果蠅的遺傳行為，并利用在一群紅眼果蠅中偶然發(fā)現(xiàn)的一只白眼雄果蠅做了如下的雜交實(shí)驗(yàn)。教師顯示課本P“圖2－8果雜交實(shí)驗(yàn)圖解簡(jiǎn)介紹實(shí)驗(yàn)的過(guò)程與結(jié)果。29教師：根據(jù)實(shí)驗(yàn)，果蠅紅眼和白眼的遺傳是否符合基因的分離定律？如何判斷？學(xué)生：符合。因?yàn)镕紅和白眼之間的數(shù)量比是3∶12教師：那通過(guò)哪一個(gè)雜交組合可判斷果蠅的顯性性狀？學(xué)生親本雌性紅眼果蠅和雄性眼果蠅雜交所產(chǎn)生的后代全部是紅眼明紅眼是顯性性狀，白眼是隱性性狀。教師：很好。根據(jù)果蠅雜交實(shí)驗(yàn)圖解，果蠅的白眼性狀遺傳有什么特點(diǎn)？學(xué)生：只有雄性才出現(xiàn)白眼。教師：是的。那為什么會(huì)這樣？教師顯示雌雄果蠅體細(xì)胞的染體圖解介紹果蠅體細(xì)胞中染色體的分類與數(shù)量重點(diǎn)提示果蠅的性別決定方式與人類相同，同為XY，且性染色體與性別決定有關(guān)。教師我已經(jīng)推論基因在色體上果蠅白眼性狀的表現(xiàn)總是與性別相聯(lián)系，我們又可以作出什么樣的設(shè)想？學(xué)生：控制白眼的基因在性染色體上。教師：當(dāng)時(shí)摩爾根和他的同事也是這樣假設(shè)的，他們?cè)O(shè)想控制白眼的基因（w表）在X染體上，并假設(shè)Y染體不含有它等位基因。如是，雌性紅眼果蠅的基因型怎么寫？按照前面學(xué)過(guò)的知識(shí)，寫成正確嗎？學(xué)生：不對(duì)。

wwwwwwwwX教師：那應(yīng)該如何表示？學(xué)生因果蠅眼色的遺傳與性色體有關(guān)先把性染色體寫出來(lái)如性應(yīng)先寫出XX后把控制紅眼的基因?qū)懺趦蓷l性染色體的右上方以性紅眼果蠅應(yīng)寫成X

X

。教師：那我們又該如何去表示一個(gè)雄性白眼果蠅的基因型呢？寫成X

Y

w

對(duì)嗎？學(xué)生我們已經(jīng)假設(shè)Y染體上沒有與X配的基因不寫成XY。因此雄性白眼果蠅的基因型應(yīng)該表示為XY。教師：很好。請(qǐng)同學(xué)們畫出果蠅雜交實(shí)驗(yàn)的基因遺傳圖解。學(xué)生畫圖，然后逐步顯示下邊的分析圖解，師生共同分析討論。教師從－2－1的解可以看出摩爾根等人的設(shè)想可以合理地解釋但能否就說(shuō)以上的解釋是正確的呢？雌性紅眼

雄性白眼親代配子

XWXWX

W

XwYX

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1

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雄性白眼

雌性紅眼

XWXw配子

X

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Xw雌性紅眼雌性紅眼雄紅眼雄性白眼圖－－學(xué)生：不能。還需要通過(guò)測(cè)交實(shí)驗(yàn)加以證明。教師沒。后來(lái)摩爾根他們通測(cè)交等方法，進(jìn)一步驗(yàn)證了以上解釋。正是他們的工作把一個(gè)特定的基因和一條特的染色體—X染體聯(lián)系起來(lái)而用實(shí)驗(yàn)證明了基因在染色體上。從此，摩爾根成了孟德爾理論的堅(jiān)定支持者。教師：實(shí)驗(yàn)證明基因在染色體上以后，人們又在思考：果蠅體細(xì)胞的染色體只有對(duì)，但被人們研究過(guò)的基因就達(dá)數(shù)百個(gè)；人類體細(xì)胞的染色體只有23對(duì)但帶的基因大約有幾萬(wàn)個(gè)。這又能說(shuō)明什么問題？學(xué)生：說(shuō)明一條染色體上應(yīng)該有許多個(gè)基因。教師沒錯(cuò)爾根與其學(xué)生經(jīng)十多年的努力發(fā)明了測(cè)定基因位于染色體上的相對(duì)位置的方法，并繪出了第一個(gè)果蠅各種基因在染色體上相對(duì)位置的圖。教師顯示課本P“圖2果某一條染色體上的幾個(gè)基因助生理解基因在30染色體上呈線性排列。教師結(jié)合課本圖解簡(jiǎn)單介紹現(xiàn)代分子生物技術(shù)將基因定位在染色體上的研究成果。孟德爾傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋教師引導(dǎo)、幫助學(xué)生用關(guān)于基因和染色體的知識(shí)解釋孟德爾的分離定律和自由組合定律提學(xué)生的分析歸納能力獲得科學(xué)知識(shí)如可引導(dǎo)學(xué)生分析等位基因是如何并在何時(shí)分離的或組織學(xué)生將兩對(duì)等位因標(biāo)在兩對(duì)同源染色體上出遺傳圖解解釋孟德爾兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)。［教師精講］常染色和性染色體：常染色體是指與性別決定沒有直接關(guān)系的染色體，性染色體是指與性別決定有關(guān)的染色體。2.2種別決定的方式：

XY型雌性性染色體為XX，雄性性染色體為XY。如果蠅、哺乳動(dòng)物以及人的性別決定屬于這種形式。ZW型雌性性染色體為ZW，雄性性色體為。如鳥類、蝶類和蛾類的性別決定屬于這種形式。［評(píng)價(jià)反饋］基因型動(dòng)物，在其精子的形成過(guò)程中，基因AA分發(fā)生在精細(xì)胞形成初級(jí)精母細(xì)胞的過(guò)程中初精細(xì)胞形成次級(jí)精母細(xì)胞的過(guò)程中C.次級(jí)精母細(xì)胞形成精細(xì)胞的過(guò)中精胞形成精子的過(guò)程中解析基AA隨著著絲點(diǎn)分裂姐妹染色單體的分離而分開生減數(shù)第次分裂后期，即在次級(jí)精母細(xì)胞形成精細(xì)胞的過(guò)程中。答案：假設(shè)某物精原細(xì)胞的兩對(duì)等位Bb分別位于兩對(duì)同源染色體上過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生精子時(shí)，可表示其減數(shù)第二次分裂后期染色體和基因變化的AbaB

AbAb

ABab

AaBbABCD圖－－解析：減數(shù)第二次分裂后期，著絲點(diǎn)分裂，姐妹染色單體分開形成2條色體2條色體基因相同。答案：果蠅白為伴X染體隱性遺傳顯性性狀為紅下列哪組雜交子代中通眼色就可直接判斷果蠅的性別白╳白♂C.白♀╳紅♂

雜紅♀╳紅♂雜紅♀╳白♂解析：根據(jù)基因分離定律組產(chǎn)生后代，雌性全部為紅眼，雄性則全部為白眼。答案：［課堂小結(jié)］［布置作業(yè)］完成課本的練習(xí)。［課后拓展］將兩對(duì)位基因標(biāo)在兩對(duì)同源染色體上，解釋孟德爾兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)，畫出遺傳圖解。設(shè)計(jì)一測(cè)交實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)。

●書計(jì)第基因在染色體上薩頓的說(shuō)基因位染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)孟德爾傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋●題解一、練習(xí)（課本P）31（一）基礎(chǔ)題解析：能說(shuō)染色體就是由基因組成的，而只能說(shuō)染色體上有多個(gè)基因。染色體由和白質(zhì)構(gòu)成。答案：D解析：一對(duì)同源染色體上不同位置的非等位基因是連鎖遺傳的，或在四分體時(shí)期由于同源染色體的非姐妹染色單體的交叉互換而交換了部分基因是所有的非等位基因都可自由組合。答案：（二）拓展題這些生的體細(xì)胞中的染色體雖然減少一半，但仍具有一整套非同源染色體。這一組染色體，攜帶有控制該種生物體所有性狀的一整套基因。提示：體細(xì)胞染色體數(shù)目變異，會(huì)嚴(yán)重影響生殖、發(fā)育等各種生命活動(dòng)，未發(fā)現(xiàn)其他染色體數(shù)目變異的嬰兒可是發(fā)生這類變異的受精卵不能發(fā)育在胚胎早期就死亡的緣故。二、問題探討（課本）27這個(gè)替似乎可行此聯(lián)想到孟德爾分離定律中成對(duì)的遺傳因子的行為與同源染色體在減數(shù)分裂過(guò)程中的行為很相似。一條染體上可能有許多個(gè)基因。三、本節(jié)聚焦（課本）27基因和色體行為存在著明顯的平行關(guān)系，主要體現(xiàn)在如下四個(gè)方面：（1基因在雜交過(guò)程中保持完整性和獨(dú)立性。染色體在配子形成和受精過(guò)程中，也有相對(duì)穩(wěn)定的形成結(jié)構(gòu)。（2在體細(xì)胞中基因成對(duì)存在，染色體也是成對(duì)的。在配子中成對(duì)的基因只有一個(gè)，同樣，成對(duì)的染色體也只有一條。（3體細(xì)胞中成對(duì)的基因一條來(lái)自父方，一條來(lái)自母方。同源染色體也是如此。（4非等位基因在形成配子時(shí)自由組合，非同源染色體在減數(shù)第一次分裂后期也是自由組合的。摩爾根做的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)。對(duì)孟德遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋如下：（1基因的分離定律的實(shí)質(zhì)是：在雜合子的細(xì)胞中，位于一對(duì)同源染色體上的等