資源簡介

2.2 基因在染色體上教案
【教學目標】
1. 通過構建減數分裂過程中染色體的變化和孟德爾遺傳規律中基因的變化模型，運用歸納概括演繹推理等科學思維，闡明基因在染色體上。
2. 通過分析摩爾根團隊的科學史材料,推理“基因在色體上”的實驗證據,并運用“假說演繹法”體驗摩爾根證實基因在染色體上的實驗過程，認同科學研究需要團隊合作，大膽質疑及勤奮實踐。
3.運用有關“基因在染色體上”的觀點闡明孟德爾遺傳定律的實質,構建相關生物學概念。
【教學重難點】
1.教學重點
①基因位于染色體上的假說和實驗證據。
②對孟德爾遺傳規律做出現代解釋。
2.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。
【新課導入】
引導學生閱讀“問題探討”一欄的內容，進行思考和討論。為什么人類基因組進行測序,首先要確定一些染色體呢 為什么不能測定全部的46條染色體呢 (提示:配子的染色體與體細胞的染色體的區別在于:A.配子中的染色體數目是體細胞中的一半。B.配子的染色體是由體細胞的每對同源染色體中的一條組成的。)
【新課講解】
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。
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。
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。
【板書】
第2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.原因：基因和染色體的行為存在著明顯的 平行 關系
3.方法：類比推理
（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）
二、基因在染色體上的實驗證據：摩爾根的果蠅雜交實驗
一條染色體上有 許多 個基因，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
1.基因分離定律的實質：等位基因隨同源染色體的分開而分離
2.基因自由組合定律的實質：等位基因分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合

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