基因在染色体上教学设计(1).doc

基因在染色体上一.教学目标1.知识目标:说出基因位于染色体上的理论假说和实验证据运用有关基因和染色体的知识阐明孟德尔遗传规律的实质2.能力目标:尝试运用类比推理的方法,解释基因位于染色体上3.情感目标:认同科学研究需要丰富的想像力,大胆质疑和勤奋实践的精神,以及对科学的热爱二.教学重点和难点教学重点：培养学生的类比推理、假说演绎等科学思维能力。教学难点：基因位于染色体上的理论假说和实验证据；孟德尔遗传规律的现代解释三教学思路设计 小故事体验类比推理,引出假说（激发学习兴趣）；比较萨顿假说，肯定自我（体验科学思维）；理解假说的实验支持，摩尔根果蝇杂交实验（导学预习，理性思考，发现问题）；分析实验，提出假设（培养科学精神，参与合作，激励展示）；演绎推理，检验假设（实验验证，引领探究）；得出结论，认识孟德尔遗传定律实质（落实本质，思维上升）；小结测试（应用思维，达标测评）。四.教学过程：引胜导课 加拿大外交官切斯特郎宁在竞选省议员时，因幼年时吃过中国奶妈的奶水，政敌攻击说他身上一定有中国血统。郎宁反驳道：“你们是喝牛奶长大的，那身上一定有牛的血统了！”这里朗宁反驳政敌的方法就是类比推理，日常生活中这种推理很常见，例如：2007国家公务员考试第80题：根据给出的一对相关的词七夕，织女选出逻辑关系上最为贴近或相似的选项A除夕，晚会 B清明，先烈 C重阳，茱萸 D端午，屈原类比“织女在七夕这天”，推理“屈原在端午这天” ，选D。自主学习在生物学中研究中也经常用到类比推理，现在我们讨论一个问题：将分离定律、自由组合定律中的遗传因子换成同源染色体，这个替换有问题吗？为什么？联系类比推理，由此你联想到什么？类比推理从中不难看出基因和染色体的行为规律相符，可推出基因位于染色体上或者基因就是染色体。生物的性状都是有基因控制的，大多数生物的性状成百上千，这些性状都是由基因控制的，但生物的染色体数目却是有限的，比如，人的染色体只有23对，而基因却有上万个。这样说来，基因是染色体还是基因在染色体上，哪个假说能成立呢？基因在染色体上。这就是我们这节课要研究的内容。其实早在1903年，美国遗传学家萨顿在研究蝗虫得精子和卵子形成时，就提出了这个假说，看来我们也能做遗传学家。对比基因和染色体，结合我们的分析和推理，阅读课本27页到28页，并完成课本第28页的思考与探究。请从以下几个方面比较一下基因与染色体，完成学案第一部分表格1和2。比较项目基因染色体体细胞中的存在方式成对成对配子中存在的形式成单(体细胞成对中的一个)成单(体细胞成对中的一个)体细胞中的来源一个来自父方，一个来自母方一个来自父方，一个来自母方形成配子时的行为非等位基因自由组合非同源染色体自由组合在配子形成和受精时保持完整性和独立性保持相对稳定的形态结构 基因定位在染色体上看来是完全可行的，因为一条染色体可以携带很多个基因。但是类比推理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。那么又是谁用实验证明基因在染色体上呢？这就是曾经宣称信不过孟德尔，怀疑萨顿，终生拿实验说话的摩尔根。请阅读课本28页到29页第一段完成学案导学。发现问题1.实验材料是什么？为什么选择它作为实验材料？ 实验材料果蝇 优点：个体小易饲养 繁殖速度快 有各种易于区分的性状等P：红眼（雌） 白眼（雄）F1： 红眼（雌、雄）F2：红眼（雌、雄） 白眼（雄）3/4 1/4F1雌雄交配2.摩尔根实验中观察的相对性状是什么？红眼（显性）白眼（隐性） 3.实验过程及结果如何？亲代红眼雌蝇和白眼雄蝇，杂交子一代全部红眼；子一代雌雄红眼个体交配，子二代出现红眼和白眼两种性状。4.摩尔根实验结果符合孟德尔一对相对性状分离规律吗？其结果有什么特殊的地方？符合，但是子二代白眼全部是雄性。终于，摩尔根在果蝇实验中得出了完全符合孟德尔从一对相对性状的豌豆杂交实验中总结出的规律。但是果蝇实验又有与豌豆实验不同的现象：F2代中白眼全部是雄性。如何解释这种现象呢？ 资料展示果蝇染色体核型：20世纪初，一些生物学家已经在一些昆虫的细胞里发现了性染色体。果蝇的体细胞中有4对染色体，3对是常染色体，1对是性染色体，雌果蝇中这对性染色体是同型的，为XX；在雄果蝇中这对性染色体是异型的，为XY。生物的性别是由性染色体决定的，性别决定图解如右下图。P： XX（） XY（）配子： XX YF1： XX XY 1/2 1/2小组合作控制白眼的基因和性染色体有什么样的关系呢？请根据白眼的性状和性染色体决定性别的关系，推理两者的关系。作出假设白眼基因位于性染色体上等各种推理。白眼基因位于x染色体上，Y上没有等位基因呢还是位于Y染色体上，X上没有等位基因呢？排除该基因在Y染色体上：若在Y 染色体上，F2是白眼，则逆推F1雄性应为白眼，与事实不符。 故白眼基因在X染色体上，而Y染色体上没有相应的等位基因。 根据推理同学们能不能写出摩尔根实验的遗传图解呢？ 引领探究按照孟德尔的遗传理论，应该如何设计实验来验证假设？如果利用子一代进行测交实验，会得到什么结果？请各个小组分别写出你们小组的验证试验遗传图解。活动展示结果，小组互评。P： XWXw XwY(红眼) (白眼)F1：XWXw XwXw XWY XwY红眼 白眼 红眼 白眼1 ： 1 ： 1 ： 1出示摩尔根所做的测交实验： F2中的白眼雄蝇F1红眼雌蝇 红眼雄蝇白眼雌蝇 白眼雄蝇白眼雌蝇 测交实验与事实符合，白眼基因在X染色体上。 通过科学家的工作，很多基因都定位在染色体上。我们已经知道，一条染色体上有许多个基因，这些基因在染色体上如何分布呢？在用实验证明基因在染色体上之后，摩尔根又和他的学生一起经过十几年的努力，发明了测定基因在染色体上相对位置的方法，并绘制出第一个果蝇一条染色体上各个基因的相对位置图，说明基因在染色体上线性排列。他自己则由一个怀疑者变成了孟德尔理论的坚决支持者。思考小结基因与染色体是什么样的关系？ 基因在染色体上呈线性排列。 上升思维我们已经知道了基因是在染色体上，能不能从减数分裂的过程中分析孟德尔的基因分离和自由组合的原因呢？请参看第28页思考与讨论，把基因放在染色体上考虑，孟德尔分离定律Dd的个体产生的配子是D或d，原因是什么？由图可知是减数分裂时等位基因随着同源染色体的分开而分离，进入不同的配子中。 即基因的分离定律的实质是：在杂合子的体细胞中,控制同一性状的等位基因成对存在，具有一定的独立性，不相融合；减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离。在配子形成过程中，同源染色体分离，非同源染色体呢？位于非同源染色体上的基因会表现出什么行为？孟德尔描述的控制不同性状的两对基因Y、y和R、r为什么表现出自由组合？自由组合定律的实质位于非同源染色体上的非等位基因分离和组合互不干扰，在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因分离的同时，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合