生物：第二章《第二节遗传的染色体学说》教案1（浙科版必修2）.doc

教学设计 遗传的染色体学说武晓东 【教学课题】遗传的染色体学说【教学内容与分析】本节的教学内容：在细胞学水平和分子水平阐述了遗传的基本原理。孟德尔遗传定律是从性状的遗传现象来推断遗传物质的传递规律，而减数分裂是从细胞学观察的角度来直观地认识遗传物质的传递规律。学生在学习本节内容之前，对孟德尔的两个遗传基本定律和减数分裂过程的有关知识的理解是相互孤立的，从内容上根本没有把这两者联系起来，这样就不能解释基因分离和自由组合的实质，使基因的传递规律显得十分抽象，没有实实在在的细胞学基础，也使减数分裂与遗传物质的传递相隔绝，使减数分裂的过程游离于遗传之外。通过本节知识的学习，使学生清楚基因和染色体的关系，真正把抽象的基因具体化，能够从减数分裂的角度理解基因的分离和自由组合定律的实质，把遗传与减数分裂、基因与染色体的关系真正融合起来。萨顿的假说和摩尔根的果蝇遗传实验恰好从逻辑思维和实验证实两方面为两者找到了结合点，即基因在染色体上。通过本节内容的学习，可为后面伴性遗传、基因的表达、基因重组、染色体畸变、生物进化的变异来源、人类遗传病的传递规律等内容的学习，奠定了坚实的基础。可以说，本节内容确实具有承前启后的重要作用。要让学生沿着遗传科学史上科学家们的研究足迹，寻找基因在细胞中的位置、基因在染色体上的证据（果蝇的眼色遗传），体会科学家们的研究方法（类比推理和假说演绎法），明确基因和染色体的关系，对孟德尔的遗传定律在细胞水平上进行解释。【学情分析】学生在学习本节内容之前，已经粗略地了解了核酸是生物的遗传物质，清楚了细胞核在生物遗传中的作用，也清楚了基因的分离定律和基因的自由组合定律的有关内容，同时又学习了有丝分裂、减数分裂和受精作用的过程，为本节课的遗传的染色体学说的学习奠定了知识与能力上的基础。但是对性别决定和伴性遗传规律知之甚少。特别是尚不能写出伴性遗传的遗传图解，这些都需要知识铺垫和点拨学习。当知道基因在染色体上之后，学生应该能够通过减数分裂过程，来分析和理解基因的分离定律和自由组合定律实质。【教学目标】一知识性目标1 说明基因和染色体行为的平行关系。2 基因在染色体上的证据（摩尔根的果蝇眼色遗传实验分析）。3 能用遗传的染色体学说阐明基因的分离定律和自由组合定律的实质。二能力性目标1 尝试运用假说演绎的方法，解释和证明基因在染色体上，训练学生的逻辑思维能力。2 通过寻找基因在染色体上的证据，掌握遗传图解的写法，提高学生的分析和探究能力。三 情感、态度与价值观1体验科学研究中常用的认同观察、类比推理、假说演绎、荧光标记等科学方法在科学研究中的重要作用。2体验科学家在研究过程中表现出的丰富的想象力。体会科学品质（尊重科学事实，勇于承认错误）在生物学研究中的作用。认同科学发现是一个开拓、继承、修正和发展的过程。【教学重点】基因在染色体上的假说和证明。【教学难点】萨顿假说及基因在染色体上的证明，学习类比推理、假设演绎的科学研究方法。【教学媒体】PPT多媒体课件【教学设计思路】孟德尔遗传定律先是从性状的遗传现象上说明了遗传物质的传递规律，然后进一步从细胞学的角度来揭示其本质。因此，从教学的角度来看，按照科学发展史的顺序，以全程探究的模式进行教学，更有助于学生体验科学的研究过程与方法。更有助于学生领悟假说演绎等科学方法及在科学研究中的应用，这也符合新课程的教学理念，以学生为中心，让学生敢于思考和探索，由过去从学科的概念和规律开始学习的方式变为学生通过各种事实来发现概念和规律的学习方式，更多地与同学进行交流和讨论，培养合作精神。从学生思维发展的角度看，按照科学发展的顺序教学，遵循了从形象思维到逻辑思维的思维发展规律，有助于学生对相关知识的理解和掌握。引导学生研究“问题讨论”中的问题，对比减数分裂过程中染色体行为和孟德尔实验（有性生殖）中基因的传递规律，发现基因与染色体的平行关系，引导学生提出问题和猜想，尝试提出萨顿假说。再尝试利用实验加以证明，教师先介绍摩尔根实验，引入性别决定和伴性遗传的知识，引导学生发现问题和提出假说，并设计实验，进行演绎推理，预期实验结果。通过实验证实，认同基因在染色体上。然后学生运用有关基因和染色体的知识分析基因与染色体之间的关系，分析孟德尔遗传规律的实质，最后运用类比推理的方法，推断基因与DNA长链的关系，最后进行总结。【教学用具】PPT多媒体演示文稿【教学方法】 导学式与探究式相结合，以问题串驱动探究。【板书设计】第二节 遗传的染色体学说一 遗传的染色体学说二 基因在染色体上的证据三 孟德尔定律的细胞学解释四 基因与DNA长链的关系【教学过程】教学程序及知识要点教 师 行 为学习活动及目标导入引入：孟德尔的分离定律和自由组合定律，是根据性状遗传现象推断和证明了遗传物质的传递规律。而在有性生殖过程中，亲代的遗传物质（基因）是通过有性生殖细胞（配子）传给后代的，分析受精作用特点，分析基因在细胞内的位置？多媒体课件展示萨顿的蝗虫实验研究。减数分裂图片与分离定律和自由组合定律图片。问题讨论：通过对减数分裂和孟德尔定律的分析，我们发现了什么现象？（发现了基因与染色体之间的平行关系）。问题：1.染色体在细胞中的存在特点和向后代的传递有什么样的规律?2.基因在细胞中的存在特点和向后代的传递有什么样的规律?3我们可以提出什么问题。学生猜想基因可能位于细胞内的什么结构上。对基因进行细胞学初步定位。学生思考回答。分析基因和染色体在体细胞和配子中的存在特点，及在减数分裂过程中的行为特征。学生说出染色体和基因在减数分裂过程中的行为。讲授新课：一遗传的染色体学说1.基因与染色体的平行关系：2.遗传的染色体学说 二.基因在染色体上的证据1.T.H.Morgan 的果蝇杂交实验（1）分析果蝇这种实验材料的优点。（2）介绍性别决定和伴性遗传的有关知识（3）分析摩尔根的果蝇杂交实验（4）引导学生提出问题，做出合理的假设并解释现象（5）引导学生设计实验验证假设（6）引导学生发现实验中存在的问题2.现代分子生物学技术将基因定位在染色体上三.孟德尔定律的细胞学解释1基因定位2孟德尔定律的实质：（1）分离定律实质：（2）自由组合定律实质：四推断基因因DNA长链的关系总结：教师让学生总结基因与染色体的平行关系。教师补充和点拨。基因在杂交过程中保持其独立性和完整性，基因具有颗粒性和等位性。染色体在减数分裂过程中保持一定的形态结构特征通过声和光的对比推理。让学生根据基因和染色体行为存在的平行关系来推断基因和染色体的关系。提出假说（萨顿假说）。基因可能在染色体上点拨：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。如何找到基因在染色体上的证据呢？过渡：孟德尔所说的遗传因子（基因）真的在染色体上吗？摩尔根为这一假说提供了证据。教师简单介绍摩尔根的生平，实验材料，实验过程。摩尔根，美国人，曾经明确表示不相信孟德尔的遗传理论。对萨顿的基因在染色体上的学说更持怀疑态度，认为这是主观的臆测，缺少实验证据。他一直想设计一个实验，证明染色体与遗传的关系，到底基因是怎知回事。选择果蝇为实验材料的优点：果蝇体型小，染色体只有8条，饲养方便，经济，繁殖能力强，一个世代平均为14天，后代数量多，相对性状明显，便于对实验结果进行统计和分析。多媒体出示雌雄果蝇的染色体图片，教师介绍果蝇的性别决定方式，果蝇的性别是由什么决定的呢？当时人们已经在果蝇的细胞中发现了性染色体，明确了果蝇的性别是由性染色体决定的。属于XY型性别决定。介绍果蝇的性染色体和常染色体以及如何决定后代的性别。给学生介绍白眼果蝇的故事。在众多的红眼果蝇中发现一只白眼果蝇。红眼（W）白眼（w）为一对相对性状，介绍摩尔根对白眼果蝇的重视和照顾。给学生展示摩尔根1909年所做的果蝇杂交实验。问题：1、分析出显性性状和隐性性状。 2、是否符合孟德尔的分离定律？ 3、杂种二代出现了什么特殊的遗传现象。 4、这种遗传现象用孟德尔律能否解释？ 5、根据实验现象我们能提出什么问题？如果控制眼色的基因在染色体上，我们又可以做出什么样的假设呢？教师点拨：性状的遗传与性别相关联（伴性遗传现象）。这不是孟德尔分离定律所能解释的。有必要进一步研究。如果控制眼色的基因分别用W和w表示。让学生计论，做出假设：（1）控制眼色的基因只在X染色体上。（2）控制眼色的基因只在Y染色体上。（3）X和Y染色体上都有控制眼色的基因。问题：这个实验本身又否定了哪一个假设？说明：我们这节课只研究第一种假设。首先引导学生根据第一个假设，写出摩尔根杂交实验的遗传图解：解释现象。点拨：性染色体上的基因应写在性染色体的右上角，既标明了基因的确切位置，又能推出子代的性别和性状，体现出与性状遗传与性别的关系。教师引导学生如何设计实验，验证假设。验证假设（假设演绎法）。学生设计一个测交实验：让F1中的红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交，演绎推理，写出遗传图解，预期测交后代的表现型及基因型。问题：到此为止，与孟德尔的豌豆杂交实验相比，摩尔根的果蝇杂交实验有什么不足？缺少反交，当时为什么不能设计出反交？所以后来摩尔根又对果蝇的杂交实验进行了反交。学生分析如何进行反交。让野生纯合的红眼雄蝇与测交实验得到的白眼雌蝇交配，写出遗传图解，演绎，预期结果。分析性染色体上的基因和常染色体上基因的所控制性状的遗传特点。摩尔根和他的学生们通过卓有成效的工作，终于把果蝇的红眼和白眼基因定位在了X染色体上。为遗传的染色体学说提供了直接的证据。他也从一个反孟德尔理论者转变成孟德尔理论的坚决支持者。这种尊重科学事实和勇于改正错误的精神值得我们学习。教师点拨：（1）将特定物质分子与染色体某座位上的基因结合（2）该物质分子识别带有荧光标记的物质（3）荧光显示基因在染色体上的座位教师出示问题：基因在染色体上，怎么存在？一基因一染色体吗？（教师可以提示：人体的体细胞中有几条染色体，又有多少个基因？）每条染色体上有多个基因，呈线性排列。一条染色体上有许多个基因，呈线性排列。（1）等位基因位于同源染色体相同座位上。（2）非等位基因位于同源染色体不同座位或非同源染色体上。过渡：既然基因在染色体上，那么杂合子细胞内的等位基因为什么会分离，非等位基因为什么能自由组合呢？展示细胞图片，上有染色体和基因。教师点拨：等位基因和非等位基因在染色体上的位置。总结等位基因和非等位基因的概念要点，非等位基因的位置。学生观看图片和教材上的图，说出等位基因分离的原因、时期，结果。总结分离定律的实质（细胞学基础）。学生解释A 等位基因位于一对同源染色体的相同座位上，保持一定的独立性和完整性。B 形成配子时同源染色体分离，等位基因分离的。C等位基因随配子独立遗传给后代。同源染色体分离，F1等位基因分离后代发生性状分离学生观看标记了两对等位基因的减数分裂图片，分析总结自由组合定律的实质（细胞学基础）。分析非等位基因自由组合的原因、时间、结果。同源染色体分离等位基因分离非同源染色体自由组合非等位基因自由组合后代出现性状的自由组合。问题：一条染色体上（没复制前）有几个DNA？一条染色体上是不是只有一个基因（通过现代分子生物学技术研究结果分析）？染色体上一个DNA分子上是否只有一个基因？基因与DNA长链之间的关系如何？教师小结，课堂练习，布置作业。学生总结：染色体和基因在减数分裂过程中的关系。学生体会类比推理的研究方法。并猜测出基因和染色体的关系。得出染色体是基因的载体的假说。学生体会科学家严谨求实的态度和正确选择实验材料的重要性。学生思考选用果蝇作实验材料的优点。学生明确XY型别决定的方式。明确后代雌雄个体的比例。写出XY型性别决定方式的遗传图解和特点。体会科学家的敬业精神。引起学生兴趣。学生分析果蝇杂交实验，回答问题。性状的遗传与性别相关联学生分析：提出问题，做出假设。学生讨论，可能做出三种假设：学生分析回答：学生在教师的指导下写出遗传图解，来解释现象。学生设计实验，应设计一个测交实验推理判断写出遗传图解，预期结果。学生思考回答：学生分析反交如何选择亲本。写出反交的遗传图解。学生体会科学家尊重科学事实的科学品质。学生体会科学的研究方法：荧光标记法。学生分析回答问题：基因在染色体上如何存在。学生明确等位基因和非等位基因概念和位置。学生观察分析作答学生观察图片，分析等位基因分离的细胞学基础。 感受孟德尔理论具的超前的预见性。学生分析总结基因自由组合的细胞学基础，得出实质。学生分析作答：基因是DNA的片段一条DNA长链上有很多基因。【课后反思】【辅助教学资料】1基础生命科学第2版 高等教育出版社 作者：吴庆余2普通生物学 第2版 高等教育出版社 作者：陈阅增3.普通高中课程标准实验教材生物学 人民教育出版社4北京市高中生物单元教学设计方案及教学资源参考北京教育科学研究院课后自评武晓东 2010年5月教师根据新课程理念和标准，认真分析了教学内容，正确地进行了学情的分析，合理的设定了教学目标，积极引导学生进行探究性学习，以基因定位的科学史发展过程为线索，层层深入，来探讨遗传物质的传递规律，即遗传定律的实质（细胞学基础）。问题情境设置合理有序，注重思维方式的培养和训练，注重科学研究方法的掌握，教学内容具有完整性、系统性和科学性，教学程序科学严谨，具有条理性、逻辑性和批判性。注重情感教育，提高了学生的生物学素养和实验探究能力。从教学的角度来看，按照科学发展史的顺序教学更有助于学生体验科学的研究过程与方法。更有助于学生领悟假说演绎等科学方法及在科学研究中的应用，从学生思维发展的角度看，按照科学发展的顺序教学，遵循了从形象思维到逻辑思维的思维发展规律，有助于学生对相关知识的理解和掌握。教学中先对比减数分裂过程中染色体行为和孟德尔实验（