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2019-2020年高中生物《基因在染色體上》教案8 新人教版必修2 一、體驗(yàn)類(lèi)比推理，提出假說(shuō) 師：基因和染色體是我們前面學(xué)習(xí)的兩個(gè)重要概念，現(xiàn)在我們已經(jīng)知道，基因和染色體都跟生物的遺傳有關(guān)，兩者之間可能存在著什么關(guān)系呢？這節(jié)課我們要和大家一起來(lái)探討這個(gè)問(wèn)題。 師：（出示問(wèn)題）一個(gè)基因型是AaBb的個(gè)體，在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)有可能產(chǎn)生多少種配子？ 生：4種。 師：一個(gè)體細(xì)胞內(nèi)有兩對(duì)同源染色體的個(gè)體，在減數(shù)分裂時(shí)產(chǎn)生的配子最多有多少種？ 生：也是4種。 師：大家來(lái)看一下這兩幅圖。對(duì)比減數(shù)分裂中染色體和基因的行為，兩者有沒(méi)有共同的地方，誰(shuí)來(lái)說(shuō)說(shuō)看？ 生：兩者產(chǎn)生配子的種類(lèi)是一樣的。 生：兩者產(chǎn)生配子時(shí)，非等位基因、非同源染色體都是自由組合。 師：同學(xué)們講到了兩點(diǎn)，一個(gè)是配子的種類(lèi)，另一個(gè)是配子中基因或染色體的組合。除此之外，有沒(méi)有其他相似的地方？ （學(xué)生思考） 師（笑）：講不出來(lái)也沒(méi)關(guān)系，在我們課本中有一段文字很詳細(xì)地描述了兩者相似的關(guān)系，大家可以看看教材列舉哪幾點(diǎn)。 （學(xué)生閱讀教材） 師：我們作一個(gè)小結(jié)（完成表格）： 染色體 基因 在體細(xì)胞中的存在方式 存在 存在 來(lái)源 一個(gè)來(lái)自 、一個(gè)來(lái)自 一個(gè)來(lái)自 、一個(gè)來(lái)自 配子中的數(shù)目 是體細(xì)胞的 是體細(xì)胞的 配子中的組合 非同源染色體 非等位基因 師：通過(guò)比較可以知道，基因和染色體有著非常相似的關(guān)系，教材中用了一個(gè)什么詞來(lái)描述這種相似性？ 生：平行關(guān)系。 師：一百多年前，美國(guó)的生物學(xué)家薩頓對(duì)兩者進(jìn)行了類(lèi)比推理，提出了一個(gè)大膽的假說(shuō)，認(rèn)為基因在染色體上。這就很好的解釋了兩者相似的關(guān)系。 二、師生互動(dòng)，分析實(shí)驗(yàn) 師：假說(shuō)僅僅只是一種推理，并不等于事實(shí)，假說(shuō)要成為事實(shí)，還必須經(jīng)過(guò)什么環(huán)節(jié)？ 生：實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。 師：薩頓假說(shuō)的證明是由另一個(gè)科學(xué)家摩爾根通過(guò)一個(gè)著名的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的。我想請(qǐng)大家先閱讀教材，了解實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，我們?cè)賮?lái)進(jìn)行分析。 （學(xué)生閱讀完后，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析） 師：摩爾根為什么用果蠅進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？ 生：（果蠅）容易飼養(yǎng)和繁殖。 師：這有什么好處？ 生：便于觀(guān)察和統(tǒng)計(jì)。 師：摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)與孟德?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)有沒(méi)有共同的地方，誰(shuí)來(lái)說(shuō)說(shuō)？ 生1：他們實(shí)驗(yàn)的對(duì)象都有明顯的相對(duì)性狀。 生2：親本都是純合子。 生3：在F2代中，兩者（表現(xiàn)型）的比值都是3：1。 生4：F1的性狀都只有一種。 師：既然如此，用孟德?tīng)柕姆椒ㄈシ治瞿柛膶?shí)驗(yàn)，還有哪些現(xiàn)象是解釋不了的？ 生：孟德?tīng)柕姆椒ú荒芙忉屝誀钆c性別有關(guān)的現(xiàn)象。 師：好。正是這個(gè)用孟德?tīng)柗椒ú荒芙忉尩默F(xiàn)象，才使得摩爾根的實(shí)驗(yàn)變得有意義。他當(dāng)時(shí)提出了什么觀(guān)點(diǎn)？ 生：控制白眼的基因在X染色體上。 師：X染色體跟什么有關(guān)？ 生：性別。 師：（出示果蠅染色體組示意圖）從圖中可以看出果蠅共有4對(duì)同源染色體，哪一對(duì)與性別有關(guān)？ 生：下面一對(duì) 師：與性別有關(guān)的染色體我們稱(chēng)之為性染色體。另外三對(duì)與性別無(wú)關(guān)的染色體，則稱(chēng)之為常染色體（板書(shū)）。 師：明確這兩個(gè)概念后，怎么來(lái)表示親本中的“紅眼雌果蠅”和“白眼雄果蠅”呢？ （引導(dǎo)學(xué)生寫(xiě)出基因型：XBXB、XbY） 師：根據(jù)假設(shè)，請(qǐng)大家請(qǐng)用圖解分析F1和F2的情況,看能否解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象? （學(xué)生寫(xiě)圖解，教師請(qǐng)兩名學(xué)生在黑板上寫(xiě)出一個(gè)圖解，寫(xiě)完后，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行點(diǎn)評(píng)） 師：大家可以將自己的圖解與這兩個(gè)同學(xué)的圖解對(duì)照，看看有沒(méi)有值得改正的地方。 生1：他們的圖解沒(méi)有標(biāo)出每個(gè)個(gè)體的表現(xiàn)型。 生2：F2除了要寫(xiě)出基因型和表現(xiàn)型外，還要列出比例。 師：分析得很對(duì)（邊說(shuō)邊改正圖解）。從圖解的分析來(lái)看，與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象符不符合？ 生：符合。 三、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證假設(shè) 師：摩爾根的假設(shè)能夠很好地解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。但單憑一個(gè)實(shí)驗(yàn)就說(shuō)某個(gè)假設(shè)是正確的，似乎還不夠說(shuō)服力，我們通常還要設(shè)計(jì)其他的實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證，如果讓大家來(lái)完成這個(gè)任務(wù)，你最多能設(shè)計(jì)出多少種方案來(lái)？你們可以?xún)蓚€(gè)人或四個(gè)人一起來(lái)完成設(shè)計(jì)。 （學(xué)生討論，設(shè)計(jì)方案，教師巡回指導(dǎo)，同時(shí)請(qǐng)已經(jīng)設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)的同學(xué)將方案列舉在黑板上，完后，師生進(jìn)行點(diǎn)評(píng)） 組別 ♀ ♂ F1 ① XBXB XbY XBXb XBY ② XBXb XbY XBXb XbXb XBY XbY ③ XbXb XbY XbXb XbY ④ XBXb XBY XBXB XBXb XBY XbY 師：我們一起來(lái)看看同學(xué)列舉出來(lái)的一些設(shè)計(jì)方案。在這些方案中，哪些是可行的，哪些也許不太適合？大家在點(diǎn)評(píng)的時(shí)候，應(yīng)該有一定的依據(jù)，我這里給大家提供一個(gè)參考，例如：（1）不應(yīng)重復(fù)教材實(shí)驗(yàn)；（2）推理過(guò)程沒(méi)有錯(cuò)誤；（3）F1性狀應(yīng)與性別有關(guān)。誰(shuí)先來(lái)作一個(gè)點(diǎn)評(píng)？ 生：在第一組不太適合，因?yàn)樗麄兊暮蟠?，雌雄都是紅眼，看不出性別與性狀有關(guān)。 師：大家認(rèn)不認(rèn)同？ 生：認(rèn)同 。 師：其他的方案呢？ 生：第二個(gè)方案屬于測(cè)交，符合上面的要求。 生：第三組不行，后代全為白眼。不符合上面的第（3）個(gè)要求。 生：最后一組重復(fù)了教材中F1→F2的步驟。 師：觀(guān)察得很仔細(xì)?？磥?lái)只有第二組的設(shè)計(jì)是符合要求的。當(dāng)然了，同學(xué)可能還有其他的設(shè)計(jì)方案，大家可以在課后進(jìn)行交流。摩爾根在當(dāng)時(shí)也設(shè)計(jì)了一些測(cè)交實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證自己的假說(shuō)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)都能得到很好的解釋和驗(yàn)證，這說(shuō)明他的假說(shuō)是正確的。他的實(shí)驗(yàn)也因此為“基因在染色體上”這個(gè)假說(shuō)的論證提供了有力的證據(jù)。 四、分析方法，回顧科學(xué)史 師：摩爾根的成功不是偶然的。誰(shuí)能說(shuō)說(shuō)是哪些因素使摩爾根取得了成功？ 生：他選用了果蠅來(lái)做實(shí)驗(yàn)。 師：材料的選擇很關(guān)鍵。 生：摩爾根發(fā)現(xiàn)了白眼與性別有關(guān)。 師：發(fā)現(xiàn)果蠅的眼色與性別相關(guān)，說(shuō)明他有非常敏銳的觀(guān)察能力。為了解釋這個(gè)現(xiàn)象，摩爾根還作了大膽的假設(shè)，進(jìn)行了嚴(yán)密的推理和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)尿?yàn)證，最后得出了科學(xué)的結(jié)論?？梢哉f(shuō)，摩爾根在整個(gè)研究過(guò)程中的科學(xué)方法是值得大家好好思考和借鑒的（板書(shū)）。 師：在分析摩爾根實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，我們也可以一起來(lái)回顧一下其他科學(xué)家在“基因”的研究上取得了哪些成就（出示課件）。例如，首先提出“性狀由遺傳因子決定”觀(guān)點(diǎn)的科學(xué)家是誰(shuí)？ 生：孟德?tīng)枴? 師：把“遺傳因子”改為“基因”，并且提出了 “等位基因”概念的是誰(shuí)？ 生：約翰遜。 師：提出“基因在染色體上”這個(gè)假說(shuō)的科學(xué)家 呢？ 生：薩頓。 師：摩爾根一開(kāi)始是抱著質(zhì)疑的態(tài)度來(lái)對(duì)待這些 科學(xué)家的理論的，知道個(gè)中的原因嗎？ 生：他們的理論只是假說(shuō)，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)證據(jù)。 師：很好。摩爾根后來(lái)通過(guò)自己的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了這些科學(xué)家的假說(shuō)是正確的，他也由原來(lái)的懷疑者變成了堅(jiān)定的支持者。 五、自主學(xué)習(xí)，了解新進(jìn)展 師：在摩爾根實(shí)驗(yàn)之后，科學(xué)家對(duì)基因與染色體之間關(guān)系的研究又取得了那些新的進(jìn)展呢？大家可以看看教材的介紹。 （學(xué)生閱讀教材） 師：哪個(gè)同學(xué)來(lái)介紹一下？ 生：基因在染色體上呈線(xiàn)性排列。 師：“線(xiàn)性排列”是什么意思？ 生：一個(gè)接一個(gè)的意思。 師：簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是指基因在染色體上一個(gè)接一個(gè)地排列，沒(méi)有分支或分叉的現(xiàn)象。你繼續(xù)說(shuō)。 生：沒(méi)有了。 師（笑）：其他同學(xué)有沒(méi)補(bǔ)充？ 生：染色體上的基因有多個(gè)。 師：這是從數(shù)量上闡述兩者的關(guān)系。很好。在課本的小體字部分還介紹科學(xué)家運(yùn)用標(biāo)記法在染色體上看到了基因真實(shí)存在的情況。有興趣的同學(xué)可以課后看看。 六、補(bǔ)充并完善孟德?tīng)柖? 師：現(xiàn)在我們已經(jīng)知道了基因在染色體，如果要求你把下面左邊的基因?qū)懙接疫叺娜旧w上，你會(huì)怎么寫(xiě)？ （學(xué)生填寫(xiě)） 師：A和a、B和b是什么關(guān)系? 生：等位基因。 師：它們分別位于什么染色體上? 生：同源染色體上。 師：在形成配子的時(shí)候,等位基因?yàn)槭裁磿?huì)發(fā)生分離? 生：等位基因會(huì)隨同源染色體的分開(kāi)而分開(kāi)。 師：現(xiàn)在把問(wèn)題綜合起來(lái)，看能不能填寫(xiě)下面的表述：①在雜合子的體細(xì)胞中，控制同一性狀的等位基因成對(duì)存在于( )，具有一定的獨(dú)立性,不相融合；②在減數(shù)分裂形成配子時(shí)，等位基因會(huì)隨( )而分離，③分離后的基因分別進(jìn)入配子中,隨配子遺傳給后代。 （學(xué)生完成填寫(xiě)） 師：這個(gè)表述把染色體與基因聯(lián)系起來(lái)了，是對(duì)孟德?tīng)柗蛛x定律的補(bǔ)充和完善，被稱(chēng)為“分離定律的現(xiàn)代解釋”。 師：依照這種分析方法，大家能不能也對(duì)孟德?tīng)柕淖杂山M合定律進(jìn)行補(bǔ)充？ 生1：非等位基因位于非同源染色體上。他們分離或組合是互不干擾的。 師：大家認(rèn)同這個(gè)表述嗎？ 生2：非等位基因不一定位于非同源染色體上，同源染色體上也有非等位基因。 師：那應(yīng)該怎么改？ 生3：非同源染色體上的非等位基因的分離和組合是互不干擾的。 師：好，請(qǐng)繼續(xù)說(shuō)。 生4：在減數(shù)分裂過(guò)程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí)，非同源染色體上的非等位基因自由組合。 師：非常好（出示教材表述）。 七、總結(jié)提升，問(wèn)題探討 師：在這節(jié)課的最后，看看還有沒(méi)有問(wèn)題需要提出來(lái)和大家一起討論的？ （沉思片刻后，有學(xué)生起來(lái)提問(wèn)） 生：剛才在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，為什么要強(qiáng)調(diào)“性狀與性別有關(guān)”？ 師：哪個(gè)同學(xué)能來(lái)回答這個(gè)問(wèn)題？ 生：就是這種性狀在雌雄個(gè)體中的分布情況不一樣，例如白眼雄果蠅的數(shù)目多于白眼雌果蠅。 師（問(wèn)提問(wèn)的同學(xué)）：你滿(mǎn)意這個(gè)解釋嗎？ （學(xué)生點(diǎn)頭，表示滿(mǎn)意） 師：還有沒(méi)有其他的疑問(wèn)？ 生：摩爾根的實(shí)驗(yàn)中只有雄果蠅出現(xiàn)白眼，為什么會(huì)有白眼雌果蠅出現(xiàn)呢？ 師：這個(gè)問(wèn)題誰(shuí)來(lái)回答？ 生：摩爾根的實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有說(shuō)“只有雄果蠅出現(xiàn)白眼”，它只是說(shuō)“白眼與雄性有關(guān)”。 師：那有沒(méi)有可能得到白眼雌果蠅？ 生：只要把F2中的雜合的紅眼雌果蠅（XBXb）與白眼雄果蠅（XbY）雜交，它們的后代就會(huì)出現(xiàn)白眼的雌果蠅。 師：分析得很好。因?yàn)闀r(shí)間的問(wèn)題，我們的討論只能暫時(shí)到此為止。如果還有疑問(wèn)需要和老師或同學(xué)討論的，大家可以在課后進(jìn)行討論。