人教版高中生物必修二第二章第2节《基因在染色体上》教学设计.pdf

第 1 页 基因在染色体上教学设计 武平二中生物组钟大雄 一、教材分析 ： 基因在染色体上是人教版普通高中课程标准实验教科书生物必修 遗传与进化第二章第二节的内容，它是沿着遗传学史的发展顺序，在 第 1 章人们是如何发现遗传因子的存在的基础上，引导学生寻找遗传因子， 即 基因在细胞中的位置。 因此，第 1 章和本章的第 1 节是本节学习的基础。 该节 的内容包括萨顿的假说、 基因位于染色体上的实验证据及孟德尔遗传规律的现 代解释三部分， 新教材中的这些生物知识是为学生的思维能力培养服务的，是 重新演绎当年科学家探究过程。本节提出“类比推理”方法，是对“假说演绎 法”科学方法的进一步培养，是对提出正确的“假说”的一种具体指导，对培 养学生的提出假说很有帮助。摩尔根实验证据是验证“类比推理”假说，同时 摩尔根实验本身也是一个完整的“假说演绎法”的科学思维方法，因此，可利 用假说演绎法的再现，巩固学生对假说演绎法的理解和应用。 二、学生基本情况分析 ： 根据学生对前面一章及本章第一节知识的学习，学生已了解了孟德尔豌豆 杂交实验中基因的行为和减数分裂中染色体的行为，这为本章的学习打下了基 础，但是，很多方面学生对知识的掌握并没有很完全，比如假说演绎法， 因此在本章，可利用摩尔根的果蝇杂交实验中假说演绎法的再现，再次强 调、巩固假说演绎法的一般程序。本节提到类比推理法， 这是一种常用的 推理方法，学生虽然没有成型的理论，但是鉴于生活中常无形之中会应用到， 因此课堂上要求学生运用类比推理的方法，提出基因与染色体关系的假说， 这 不是难事，但是在实验证据的收集与分析方面，学生会比较困难，这里，可以 由师生一起进行收集，降低难度。新的课程标准下，提倡以学生为主体，杜绝 填鸭式的学习， 因此实际教学中既要让学生掌握好知识性目标，同时也要注重 培养他们发现问题、 分析问题及解决问题等的能力，此外，还应让他们体验科 学探究过程，树立学生正确的情感态度价值观。 针对我班学生的实际情况，现设计如下教学思路。 三、教学设计思路： 呈现类比推理题，导入并介绍类比推理。 引导学生回顾豌豆杂交实验中基因的行为和减数分裂中染色体的行为特 点，并关注染色体和基因的关系， 尝试提出问题和猜想， 体验类比推理的方法。 第 2 页 教师肯定学生的发现并介绍萨顿的假说 引导学生活动：完成P28的“思考与讨论”（染色体上标注基因） 。 教师介绍摩尔根实验， 引导学生体验假说演绎法： 就实验提出问题尝 试作出假说，并通过测交实验验证假说，从而认同基因在染色体上。 通过设置疑问引导学生探究基因和染色体之间的对应关系， 并最终说明基因在染色体上呈线性排列。 学生运用有关基因和染色体的知识解释和完善孟德尔遗传规律。 总结 四、教学目标 ： 【知识目标】 1、说出基因在染色体上的假说和实验证据。 2、尝试运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上。 3、运用有关染色体的知识阐明孟德尔遗传定律的实质。 【能力目标】 1、通过学习萨顿的假说和推论，培养学生逻辑思维能力。 2、通过摩尔根实验再现假说演绎法，让学生学会提出问题及作出假说的 能力。 【情感态度价值观目标】 1、通过学习本节，让学生了解并体验科学探究的一般过程。 2、认同科学研究需要丰富的想象力、大胆质疑和勤奋实践的精神，以及对科 学的热爱。 五、教学重、难点： 【教学重点】 1、基因位于染色体上的理论假说和实验证据。 2、孟德尔遗传规律的现代解释。 【教学难点】 1、运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上。 2、对摩尔根实验现象的解释。 六：教学方法： 教师讲述、引导与学生观察、思考、分析、讨论、练习相结合。 七、教具准备： PPT课件 八、课时安排： 由于本节内容较多， 因此分为两个课时完成。第一课时完成萨 第 3 页 顿假说及基因在染色体上的实验证据， 第二课时完成基因在染色体上的排列及 孟德尔定律的现代解释，配以部分练习。 九、教学过程： 教学步 骤 教师活动学生活动设计意 图 （一） 导入并 介绍 “类比 推理” （第一课时） Ppt 出示一个情景： 小明是某个中学八年级的学生，他最近 偶然发现学校里有两个女孩长的很相似，行 为举止也很像，下课后往同一个方向回家。 然后小明推测。 。 。 。 。 提问： （1）小明会推测什么内容呢？ （2）这个推测有没有理论依据？ （3）这个推测一定正确吗？ 讲解：像这样两个或两类对象之间在某 些属性上相同的现象，因而推断它们在另外 的属性上也相同的推理方法称为类比推理。 由类比推理推断的结论不存在逻辑上的 必然性，它的正确与否，还需要通过观察和 来验证。 尽管这样，但是类比推理的“魅力”是 无法抵挡的，在生活中、科学上、刑事破案 上等等，人们都喜欢使用类比推理的方法。 比如古代的鲁班，利用丝茅草叶子边缘有很 多小锯齿的特性，制作了我国第一把锯子； 开普勒利用声和光有都有直线传播、反射、 折射和干扰等属性，由此推出光和声一样应 该具有波动性质。公安同志们利用类比推理 方法破的案件更是数不胜数。类比推理对我 们人类的贡献是无比巨大的。 提起 兴趣 思考 回答 听讲、思考 并理解类比 推理 激发学 生兴 趣，从 而借机 导入 “类比 推理” 的方 法。 让 学 生对 “类比 推理” 有个较 为完整 的认识 及理解 （二） 尝试运 用类比 今天我们将尝试用这个方法来探寻曾一 度使生物学家们感到困扰问题：即基因与染 色体间的关系。基因和染色体之间会存在什 么样的关系呢？要探究这个问题，我们就应 该知道基因与染色体这两者有哪些属性。我 学生回 顾之前学习 的孟德尔遗 传定律及减 让学 生体验 用类比 推理来 第 4 页 推理的 方法找 出基因 和染色 体的关 系 们先一起来回顾下之前所学习的有关基因和 染色体的知识： （1）孟德尔用八年的时间，通过实验从 生物性状出发，发现了遗传的两大定律 分离定律和自由组合定律。 （2）19 世纪八十年代， 科学家们用显微 镜观察弄清楚了生物体在减数分裂形成配子 中染色体的行为和数目变化。 分别请两名学生上台：根据孟德尔遗传 定律写出基因型为AaBb 的个体能够产生哪 几种配子；写出具有两对同源染色体的生物， 在减数分裂时能形成哪几种生殖细胞。 引导学生观察两幅图并根据课件提供的 表格，分析染色体和基因的行为，猜想它们 可能存在的关系。 项目基 因 （ 看 不 到） 染色体 （看得 到） 体 细胞 中 存 在形式 成对存在成对存在 配 子中 存 在 形式 成单成单 体 细胞 中 来 源 一 个 来 自 父 方 一 个 来 自 母方 一 条 来 自 父 方 一 条 来 自 母方 形 成配 子 时 的组合方式 等 位 基 因 分 离 非 等 位 基 因自由组合 同 源 染 色 体 分离， 非同源 染 色 体 自 由 组合 数分裂中染 色 体 的 行 为。 学生观 察图，完成 表格，并思 考它们之间 存在的关系 探寻科 学中的 秘密， 培养生 物科学 素养。 第 5 页 传 递过 程 中 的性质 保持完整性、 独立性 相 对 稳 定 的 形态结构 结论：染色体和基因之间是平行关系 推断：基因由染色体携带着从亲代传递给下 一代，即基因在染色体上。 （三） 萨顿假 说 一百多年前，美国生物学家萨顿就是运 用了这种类比推理的方法，来研究基因与染 色体的关系，然后他和我们一样推断：基因 在染色体上，这就是萨顿假说。 质疑：这个假说正确吗？ 首先我们来看看它是否能解释已有的实 验现象，请同学们完成p28 面的思考与讨论， 从思考与讨论中的结果来看，这个假说 是可以解释孟德尔的遗传杂交实验的。 但是，萨顿假说只是一个推理，并不是 事实，假说要成为事实还需要经过一个环节 实验的验证。 完成 P28的 “思考与讨 论” 通过图 解让学 生感受 如果基 因在染 色体 上，它 们的行 为将表 现为一 致性。 （四） 基因位 于染色 体上的 证据 1、介绍摩尔根及果蝇 萨顿的假说是由另一位科学家通过一个 著名的果蝇杂交实验来证明的，他就是美国 生物学家摩尔根。 起初，摩尔根曾明确表示不相信孟德尔 的遗传理论，因此对于萨顿的假说，虽然可 以解释孟德尔的遗传理论，他也持怀疑态度， 他认为基因在染色体上的推论完全是萨顿的 主观臆测，没有一点实验证据。因此，摩尔 根总想设计一个实验，搞清楚染色体与遗传 到底有没有关系，基因又是怎么一回事。 一个实验能否成功，实验材料是关键因 素，摩尔根选择果蝇为实验材料有什么好处 呢？ 出示果蝇图片引导学生找出果蝇作为实 验材料的优点（相对性状明显；容易饲养； 学生阅读教 材，思考教 师提出的问 题。 初步了 解摩尔 根这位 科学 家；知 道用果 蝇作实 验材料 的好 处；了 解果蝇 杂交实 验的过 程。 第 6 页 生长周期短；雌雄易区分等） 2、提出问题 摩尔根利用果蝇的红眼白眼这对相对性 状做了如下的实验： P 红眼（雌）X 白眼（雄） F1 红眼（雌、雄） F1 雌雄交配 F2 红眼(雌、雄 ) 白眼(雄) 3/4 1/4 提问： （1）这个实验的结果符合孟德尔的分 离定律吗？理由是什么？ （2）对这个实验你有什么疑问呢?(即能提出 些什么问题呢？ ) 如：为什么 F2 中白眼的果蝇都是雄性的 呢？ F2 中白眼性状的表现为什么和性别相联 系？ 提出了问题，我们就要根据掌握的资料 对其进行解释，也就是提出假说。这就是我 们之前学习的一种科学探究方法：假说 演绎法。 （复习假说演绎法的一般程序） 。 3、作出假说 当时人们已经对果蝇的染色体有了一点 研究，我们来看看果蝇染色体图。 （出示果蝇 染色体图，介绍果蝇的染色体组成及常染色 体、性染色体的概念，引导学生观察并比较 雌雄果蝇体细胞中的染色体组成，找出各对 同源染色体。） 提问： （1）如果按照萨顿的理论基 因在染色体上，那么控制白眼的基因是在常 染色体上呢还是在性染色体上呢？ （2） 如果在性染色体上， 又有几种情况（利 用 XY 同源染色体异型的特点引导找出几种 学生根据教 师的提问思 考回答。 体验假说 演绎法 学 生 根 据已有的资 料提出一些 解释 写出遗传图 解 培养学 生根据 已有实 验现 象，提 出问题 的能力 让学生 体验科 学探究 的一般 过程。 第 7 页 类型并介绍伴性遗传基因型的书写方法）？ A 、X 染色体上有， Y 染色体上也有 B 、X 染色体上有， Y 染色体上没有 C 、Y 染色体上有， X 染色体上没有 写出以上三种类型的遗传图解，看是否可 以解释实验中的现象。 （通过遗传图解，学生会发现第2 种情况 可以解释果蝇杂交实验现象） 提出假说：控制白眼的基因在X 染色体上， 而 Y 染色体上没有它的等位基因。 4、假说的验证 一种正确的假说既要能解释已完成的实 验现象，又要能正确的预测未做的实验结果。 那么这个验证实验要如何设计呢？这将作为 课后的任务，请同学们课后去思考。 （第二课时） 提问学生上节课的验证实验的设计 验证实验测交实验 P 红眼（雌）X 白眼（雄） X WXw X wY 配子 X W X w X w Y F1 X W X w X WY X wXw X wY 1 红眼(雌) ：1 红眼(雄) ：1 白眼(雌)：1 白眼(雄) 出示摩尔根的实验结果，与预测结果吻合。 5、结论：基因在染色体上。 摩尔根的果蝇杂交实验把一个特定的基 因和一条特定的染色体联系在一起，从而证 明了基因的确在染色体上。 学生课后设 计实验方案 通 过学习 基因位 于染色 体上的 实验证 据，培 养学生 实验分 析能 力，规 范的写 出遗传 图解。 第 8 页 （五） 基因在 染色体 上的排 列 设置疑问：基因既然在染色体上，那么 一条染色体上是不是只有一个基因？比如人 有 23对染色体，但是控制各种形状的基因有 上万个，基因和染色体该有怎样的对应关系 呢？ 摩尔根和他的同事用十多年的时间发 明了测定基因在染色体上相对位置的方法， 并画出了第一个果蝇各种基因在染色体上的 相对位置的图，证明了得出基因在染色体上 呈线性排列，即一条染色体上确实有多个。 学生思 考讨论猜测 回答：一条 染色体上有 多个基因 培养学 生发现 问题、 分析问 题的能 力 （六） 孟德尔 遗传规 律的现 代解释 根据前面学习的结论：基因在染色体 上，因此孟德尔遗传定律将中所说的遗传因 子就是位于一对同源染色体上的等位基因， 不同对的遗传因子就是位于非同源染色上的 非等位基因。我们来看看染色体上基因之间 的几种关系。 等位基因（再次明确概念） ；非等位基 因存在的三种情况（同源染色体上的非等 位基因。非同源染色体上的非等位基因。 同一条染色体上呈连锁关系的基因。 ） 引导学生齐声朗读一遍基因分离定律 及自由组合定律的实质，并要求学生课后根 据孟德尔遗传规律的现代解释，画出两对相 对性状（独立遗传）的生物体减数分裂形成 配子的图。（以 AaBb 为例） 运用有 关染色 体的知 识阐明 孟德尔 遗传定 律的实 质 第 9 页 （七） 课堂练 习 1、下列关于基因和染色体关系的叙述， 错误的是（D ） A、染色体是基因的主要载体 B、基因在染色体上呈线性排列 C、一条染色体上有多个基因 D、染色体就是由基因组成的 2、果绳的红眼为伴性显性遗传，其隐性 性状为白眼，在下列杂交组合中，通过眼色 即 可 直 接 判 断 子 代 果 蝇 性 别 的 一 组 是 （B ） A、杂合红眼雌果蝇×红眼雄果蝇 B、白眼雌果蝇×红眼雄果蝇 C、杂合红眼雌果蝇×白眼雄果蝇 D、白眼雌果蝇×白眼雄果蝇 完成课 堂练习 巩固知 识，强 化本节 的主要 内容。 （八） 课堂小 结及作 业布置 1、引导学生进行总结本节的知识内容萨 顿假说（类比推理）及摩尔根的果蝇杂交实 验（假说演绎法） 。 2、布置作业：运用类比推理的研究方法， 推断基因与 DNA 长链的关系（完成 P30技能 训练） ； 2、根据孟德尔遗传规律的现代解 释，画出两对相对性状（独立遗传）的生物 体减数分裂形成配子的图。 （以 AaBb 为例） 尝试归 纳本节所学 的内容 进行技 能训 练，培 养自学 能力。 十、教学反思： 板书设计： 第 2 章 第 2 节 基因在染色体上 一、萨顿的假说 二、基因位于染色体上的证据 三、基因在染色体上的排列 四、孟德尔遗传规律的现代解释