资源简介

2.2基因在染色体上的教案
【教材分析】
“基因在染色体上”位于人教版 2019年版《必修 2·遗传与进化》第二章第二节,教材的第 1章已经详细阐述了基因的分离和自由组合定律，又在第 2章的“减数分裂和受精作用”一节中清楚地呈现了同源染色体分离以及非同源染色体自由组合的过程。而以上知识恰好可以作为本节课的学习支架，得出基因和染色体之间的平行关系这一论断，进而引出萨顿“基因在染色体上”的假说。在科学史上,研究减数分裂的萨顿为提出者,摩尔根团队在研究过程中以果蝇为实验材料,运用假说-演绎法,“误打误撞”地成为证明者,这个过程正好落实了课程标准“概述性染色体上的基因传递和性别相关联”的要求，为下一节揭示伴性遗传的规律做了很好的铺垫。本节课利用了假说演绎法研究方法，帮助学生通过科学思维以及团队合作体验了科学规律探究过程，进一步揭示了生命现象的本质，强化了生命观念。
【学情分析】
通过第1章的学习，学生已经掌握了基因的分离和自由组合遗传规律，清楚了等位基因发生分离，非等位基因发生自由组合的事实。在第 2章的“减数分裂和受精作用”中，学生又了解了有性生殖过程中染色体的行为变化，明白了在形成配子的过程中同源染色体要发生分离，而非同源染色体则要进行自由组合。本节课的要旨则是利用学生已获得的知识和已生成的能力，寻找学习的最近发展区。让学生通过亲自动手模拟非等位基因和非同源染色体的分离及自由组合，帮助学生体验基因和染色体之间的平行关系，进而深刻理解孟德尔遗传规律的实质。
【教学目标】
1.基于基因和染色体的相关事实，运用归纳、概括、演绎推理等科学思维，阐明基因在染色体上，进一步体会假说--演绎法。
2.从基因和染色体关系的角度，对孟德尔遗传规律做出现代解释。
3.认同科学研究需要丰富的想象力，敢于质疑、探索求真的科学精神以及对科学的热爱。
【教学重难点】
1.教学重点
①基因位于染色体上的假说和实验证据。
②对孟德尔遗传规律做出现代解释。
教学难点
①对果蝇杂交实验结果的解释和验证。
②等位基因与同源染色体、非等位基因与非同源染色体的关系。
【新课导入】
引导学生阅读“问题探讨”一栏的内容，进行思考和讨论，并回答课本中讨论的问题。用PPT展示染色体的图片，帮助学生理解。
1.对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测哪些染色体？
2.为什么不测定全部46条染色体？
美国遗传学家萨顿用蝗虫细胞做材料，研究精子和卵细胞的形成过程。发现孟德尔假设的一对遗传因子，也就是等位基因，他们的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。
用多媒体展示减数分裂过程中染色体的行为和孟德尔分离定律中F1豌豆产生配子时遗传因子的行为，让同学们回忆等位基因的概念，并让同学们观察下图，思考染色体和基因之间的关系。
【新课讲解】
萨顿的假说
1903年，美国科学家萨顿用蝗虫细胞作材料，研究精子和卵细胞的形成过程。发现孟德尔假设的一对遗传因子（即等位基因），其分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。（即染色体的行为和基因的行为高度一致）于是他提出假说如下：
1.萨顿假说内容
基因（遗传因子）是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，也就是说基因就在染色体上
2.萨顿假说的依据：
基因和染色体的行为存在明显的平行关系（详见课本29页）
连接：如果萨顿的假说正确的话，我们来思考讨论课本30页的相关栏目（如下图）
孟德尔的遗传理论和萨顿的假说遭到同时代的遗传学家摩尔根（T.H.Morgan)的强烈质疑。
他说：“我更相信的是实验证据我要通过确凿的实验找到遗传和染色体的关系！”
基因位于染色体上的实验证据
果蝇作为遗传研究材料的优点（P30相关信息）：
（1）个体小，易饲养；
（2）繁殖速度快（在室温下10多天就繁殖一代）；
（3）后代数量大（一只雌果蝇一生能产生几百个后代）；
（4）具有许多容易区分的相对性状，便于观察、统计；
（5）果蝇有8条染色体，遗传组成相对简单。
（一）摩尔根的果蝇杂交实验
②经过推理，提出假说
控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因。
X染色体上的白眼基因w书写为：Xw；红眼基因W书写为：XW
雌果蝇基因型有：学生自行书写（三种）
雄果蝇基因型有：学生自行书写（两种）
注意基因型的写法：
性染色体上的基因须将性染色体及其上的基因一同写出
常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上;如：Dd、dd
④ 实验验证，得出结论
摩尔根等人亲自做了该实验，实验结果如下：
与理论推测一致，完全符合假说，假说正确！
摩尔根通过实验观察，把一个特定的基因和一条特定的染色体联系起来，最终确定了基因在染色体上的结论。从孟德尔理论的怀疑者成为孟德尔理论坚定的支持者。
【归纳总结】回顾摩尔根的实验：
孟德尔遗传规律的现代解释
1、等位基因：位于同源染色体的同一位置上，控制着一对相对性状的两个基因，如图中的B与b，C与c、F和f。
2、相同基因：虽位于同源染色体的同一位置上，但不是控制一对相对性状的基因，如图中的A与A、E与E。
3、非同源染色体上的非等位基因，如A、B与F等，这些非等位基因遵循孟德尔遗传定律。 4、同源染色体上的非等位基因，如A与B、C等，这些非等位基因不遵循孟德尔遗传定律。
5、基因的分离定律的实质是:在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性，在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
6、基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【板书】
第2节 基因在染色体上
一、萨顿的假说
1.内容：基因在染色体上
2.原因：基因和染色体的行为存在着明显的 平行 关系
3.方法：类比推理
（类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否还需要观察和实验的检验）
二、基因在染色体上的实验证据：摩尔根的果蝇杂交实验
一条染色体上有 许多 个基因，基因在染色体上呈 线性 排列
三、孟德尔遗传规律的现代解释
1.基因分离定律的实质：等位基因随同源染色体的分开而分离
2.基因自由组合定律的实质：等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合
【课后反思】
本节教案内容虽然是必修内容，但由于涉及的知识点较多，又有较多理科思维的探究活动，因此从课堂学生的反应，以及课后学生作业反映的情况来看，对于理科班的同学更适宜，教学效果比较令人满意。课堂中学生积极参与思考活动，主动探究，整个课堂气氛比较活跃，节奏紧凑。但在时间上略显紧张，学生的表达仍不够充分。

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