基因在染色体上

1、基因在染色体上课堂实录第三章 第二节 基因在染色体上授课人 刘佳教学目标1、知识与技能（1）说出基因位于染色体上的理论假说和实验证据。（2）概述孟德尔遗传规律的现代解释。2、过程与方法（1）运用有关基因与染色体的知识阐明孟德尔遗传规律的实质。（2）尝试运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上。3、情感态度于价值观（1）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。（2）参与类比推理的过程，提出与萨顿假说相似的观点，体验成功的喜悦。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、

2、基因位于染色体上的实验证据。课时安排 1课时教学过程【课前准备】孟德尔一对相对性状的杂交实验图解的挂图哺乳动物精子（卵细胞）的形成图解挂图果蝇杂交实验挂图【情景创设】教师：同学们，前段时间我们学习了孟德尔分离定律，有哪位同学能够回忆出来？学生：在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子（即等位基因）成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。教师：很好。这就是说胚子中只含有每对等位基因中的一个。那同学们是否思考过这样的问题：成对的等位基因是如何分离并进入不同的配子中的呢？教师展示哺乳动物精子（或卵细胞）的形成过程图解。教师：我

3、们知道，在减数分裂过程中同源染色体发生分离，结果配子只含每对同源染色体中的一条。在这里我们可以发现等位基因育同源染色体的行为有何相似之处？学生：都存在分离现象：等位基因分离和同源染色体分离；配子中只有原来的一半：配子中只含每对等位基因中的一个和只含每对同源染色体中的一条。教师：没错。基因与染色体到底是什么样的关系呢？带着这样的问题，我们一起来学习第2节基因在染色体上。【师生互动】1、 萨顿的假说教师：有的同学看了这一节标题后回乡，“基因在染色体上”这一结论是如何推到出来的呢？下面请同学们将孟德尔分离定律中的遗传因子换成同源染色体，将分离定律念一遍，再看看这样的替换是否有问题。由此你联想到了什么

4、？学生阅读，进行思考和讨论。学生：没有问题。是否可以说明基因在染色体上？教师：是否可说明基因在染色体上，对于这个问题，由同学们自己去探究。现在如果我们把等位基因标在同源染色体上，并以此画含一对同源染色体（假设其上有一对等位基因）和含两对同源染色体（假设其上各有一对等位基因）的精原细胞减数分裂示意图。看看结果如何？学生画图，教师巡视学生画图情况并给予一定的指导。随机叫两名学生上讲台在黑板上画图。教师：经过画图，同学们可发现基因和染色体有何相似的地方？学生：精原细胞中基因成对存在，染色体也是成对的，但配子只含有等位基因中的一个，也只是有同源染色体中的一条。另外，非等位基因在形成配子时自由结合，非同

5、源染色体在减数第一次分裂后期也是自由结合的。教师：根据画图和大家分析，我们可以得出什么结论？学生：基因和染色体行为存在明显的平行关系。教师：正确。那么基因和染色体行为主要有哪些平行关系呢？学生分小组思考、讨论并表述。教师根据学生的简述情况进行引导、补充、肯定和鼓励，并逐个显示基因与染色体的4点平行关系。教师：我们可以根据基因与染色体行为存在明显的平行关系，能够推论基因就在染色体上。这是科学研究中常用的方法之一，叫做类比推理。在研究基因与染色体的关系方面，美国遗传学家萨顿应用类比推理法作出了突出的贡献。他用蝗虫星爆做材料，发现有一种蝗虫的体细胞中有24条染色体，生殖细胞中只有12条。精子和卵细胞

6、结合形成的受精卵，有具有24条染色体。蝗虫子代体细胞中的染色体数目，与双亲的体细胞染色体数目一样。体细胞中的这24条染色体，按形态结构来分，两两成对，共12对，每对染色体中的一条来自父方，另一条来自母方。萨顿由此推论，基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。也就是说，萨顿作出了与大家一致的假说：基因在染色体上。教师：由此我们可以发现，只要有缜密的思考和严谨的推理，我们一样能得出与伟大遗传学家一样的结论。但问题是如果萨顿的推论成立，它应该能够解释孟德尔的豌豆杂交实验。下面请同学们利用课本P28的“思考与讨论”所提供的孟德尔的一对相对性状的杂交实验图解，在染色体上标注出相应基因，看看对实验现象的

7、解释是否仍然成立。学生画图，教师巡视学生画图情况，并利用挂图随即叫一名学生上讲台画图。教师：解释是否成立？学生：成立。教师：那是否就可以认为我们利用类比推理的出的结论就是正确的呢？其实，类比推理的出的结论并不具有逻辑上的必然性，其正确与否，还需要观察和实验的检验。如何用实验证明基因就在染色体上呢？我们一起来看看美国生物学家摩尔根是怎么做的。2、 基因位于染色体上的实验证据教师：摩尔根一开始对孟德尔的遗传理论和萨顿的基因位于染色体上的学说抱不相信、怀疑的态度，他认为以上两个学说是主观臆测。但是尽管如此，他没有批评、挖苦，二十认真钻研，设计实验，寻找证据解决疑点。科学家这种对待科学的态度和高尚的人

8、品，非常值得我们学习。摩尔根实验的成功同样离不开实验材料的正确选择果蝇。：教师：从1909年开始，摩尔根就开始潜心研究果蝇的遗传行为，并利用在一群红眼果蝇中偶然发现的一只白眼果蝇做了如下的杂交试验教师展示果蝇杂交实验图解挂图，并简要介绍实验的过程与结果。教师：根据实验，果蝇红眼和白眼的遗传是否符合基因的分离定律？如何判断？学生：符合。因为F2红眼和白眼之间的数量比是3：1。教师：那通过哪一个杂交组合可判断果蝇的显性性状？学生：亲本雌性红眼果蝇和雄性果蝇杂交所产生的后代全部是红眼，说明红眼是显性性状，白眼是隐性性状。教师：很好。根据过硬的杂交试验图解，果蝇的白眼性状遗传有什么特点？学生：只有雄性

9、才出现白眼。教师：是的。那为什么会这样？教师引导学生阅读课本雌、雄果蝇体细胞的染色体图解，介绍果蝇体细胞中染色体的分类与数量，重点提示果蝇的性别决定方式与人类相同，同为XY型，且性染色体与性别决定有关。教师：前面我们已经推论基因在染色体上，结合果蝇白眼性状的表现总是与性别相联系，我们又可以作出什么样的设想？学生：控制白眼的基因在性染色体上。教师：当时摩尔根和他的同事也是这样假设的，他们设想控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，并假设Y染色体不含有它的等位基因。如是，雌性果蝇的基因型怎么写？按照前面学过的知识，写成WW正确吗？学生：不对。教师：那应该如何表示？学生：因为果蝇眼色的遗传与性染色体

10、有关，应先把性染色体写出来，如雌性应先写出XX，然后把控制红眼的基因写在两条性染色体的右上方，所以雌性红眼果蝇应写成XWXW。教师：那我们有该如何表示一个雄性白眼果蝇的基因型呢？写成X w Y w对吗？学生：不对。因为我们已经假设Y染色体上没有与X配对的基因 w ，所以不能写成X w Y w。因此雄性白眼果蝇的基因型应该表示为X w Y。教师：很好。请同学们画出果蝇杂交实验的基因遗传图解。学生画图，然后逐步显示下边的分析图解，师生共同分析讨论。教师：从图2-2-1的图解可以看出，摩尔根等人的设想可以合理地解释。但能否就说以上的解释是正确的呢？XWXWXWXW雌性红眼雄性红眼亲代雄性白眼XW X

11、 wXWYXWXWYXWXwXWXWXWY配子XW雌性红眼YXWXwXwYF1配子F2雌性红眼雌性红眼雄性红眼雄性白眼学生：不能。还需要通过测交实验加以证明。教师：没错。后来摩尔根他们通过测交等方法，进一步验证了以上解释。正是他们的工作，把一个特定的基因和一条特定的染色体X染色体联系起来，从而用实验证明了基因是在染色体上。从此摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者。教师：实验证明基因在染色体上以后，人们又在思考：果蝇体细胞的染色体只有4对，单倍人们研究过的基因就达数百个；人类体细胞的染色体只有23对，但携带的基因大约有几万个，这又能说明什么问题？学生：说明一条染色体上应该有多个基因。教师：没错。摩尔根与其学生经过十多年的努力发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，并绘出了第一个果蝇各种基因在染色体上相对位置的图。教师显示课本P30“图2-11 果蝇某一条染色体上的几个基因“，帮助学生理解基因在染色体上呈线性排列。教师结合课本图解简单介绍现代分子生物技术将基因定位在染色体上的研究成果。3、 孟德尔遗传规律的现代解释教师引导、帮助学生用关于基因和染色体的知识解释孟德尔的分离定律和自由组合定，提高学生的分析归纳能力，获得科学知识。如引导学生分析等位基因是如何并在核实分离的，或组织学生将两对等位基因标在两对同源染色体上，画出遗传图解，