基因.docx
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基因
基因在染色体上
2节基因在染色体上
刘春雷
一．教学目标
二．教学思路的设计
问题探讨引出问题→根据已学习的知识对问题作出自己的假设，并与科学家的假说比较→理解假说的实验支持，对科学家的精神敬佩→得出结论，对孟德尔遗传定律实质的认识
教学基本过程
教学意图
教师引导
学生活动
问题探讨，发现问题
与孟德尔所用材料相对照，赞同实验材料对科学家研究的重要性
讲解摩尔根实验过程
介绍当时代的知识背景
学习孟德尔的思维方式解释—验证（假说—演绎法）
基因分离定律和基因自由组合定律的实质
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？
由此你联想到什么？
（生回答问题．）
分析遗传因子在遗传中和同源染色体在减数分裂中的行为变化，并做比较：
基因在体细胞中成对存在，在配子中成单；同源染色体在体细胞中也是成对存在，在减数分裂形成配子时分离，配子中也没有同源染色体．
非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数第一次分裂时也是自由组合。
结论：
遗传因子与同源染色体的行为相似。
肯定学生的回答，并与萨顿的假说比较，对自身分析充满自豪。
这只是假说，证明假说是否成立要拿出实验证据。
历史上谁作出了贡献呢？
阅读摩尔根的相关故事。
思考实验材料是什么？
为什么选择它作为实验材料？
实验材料—果蝇
优点：
①个体小易饲养②繁殖速度快③有各种易于区分的性状等
摩尔根实验过程及分析：
相对性状：
红眼（显性）—白眼（隐性）
与孟德尔一对相对性状的实验结果相同。
但是F2代中白眼为什么全部是雄性？
当时对果蝇的染色体已经有了一定了解。
怎样解释F2代白眼果蝇全部为雄性这一与性别相联系的现象？
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。
若基因在X染色体上而Y染色体上没有相应的等位基因呢？
讲解或学生自己分析推理。
与事实相符。
这种解释虽能说明实验事实，但能否能说明其它情况还有待验证。
能否验证此解释。
摩尔根所作的测交实验：
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
结论：
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。
思考：
基因与染色体的关系？
小结：
一条染色体上有许多个基因，基因在染色体上呈线性排列。
把基因放在染色体上考虑，形成配子的过程可表示如下：
孟德尔分离定律—Aa的个体产生的配子是A或a，原因是什么？
由上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。
那么AaBb的生物体产生的配子为什么有AB、Ab、aB、ab四种？
或者
小结：
形成配子时，由于非同源染色体自由组合，所以非同源染色体上的非等位基因自由组合。
轻声读读替换后的语句，并思考问题．
学生阅读课本相关科学家的故事、相关信息
学生猜测控制白眼的基因与Y染色体
学生自己推理白眼基因在X染色体上F2的表现型是否与事实相符。
在教师的引导下，想到测交方法。
课后反思
本节课的知识涉及到的主要是类比推理方法的学习和理解，因此课堂的重点之一是紧紧围绕这一方法展开的，在课前对相关知识进行必要的复习和展示，有利于学生类比推理，但学习的最高点目的应该是对孟德尔的两个定律的重新解释，应该要求学生会表述这个结论性的结果。
内容中涉及到的摩尔根的实验很重要，是用来说明任何假说和理论都是建立在实验（即事实）的基础上的，但其具体的实验内容不用详细分析，而应该是下一节课的重点，本
【必修2】基因在染色体上
谢玉燕湘潭市雨湖区江南中学
来源：
网络 时间：
2009-07-2816:
29:
49 【字体：
大中小】
教学设计指导思想及理论依据
建构主义教学理论突显学习者的主体地位，强调学习要以知识的生成为主线，认为新知识是学生在原有经验和知识的基础上，通过各种学习方式构建起来的。
因此，教师的教学设计要顺应学生学习过程的需要，分析学生原有的认知水平，根据学生群体和个性特点（思维与情感特征）、学习类型，合理设计教学事件，用以支持各个阶段的学习，教学实践中应采取相应的策略，以激发学生的学习兴趣，不断促进学习者自我“意义建构”和个性发展，营造学习者积极参与、和谐、平等的教学氛围，关注学生在意义建构过程中的内心体验和态度学习。
本节教学设计将充分利用教材、媒体等课程资源，创设适于学生有效学习的学习场景，促进不同层面和特征差异的学生在科学素养、生物科学知识、能力和情感态度方面有个性地发展。
教学背景分析
教学内容：
本节内容是在学习了必修模块2，第一章，孟德尔从个体性状出发，通过科学研究发现了遗传的两大定律和第二章的第一节，从细胞水平通过对蝗虫等生物的减数分裂过程中染色体行为的观察，发现了染色体（遗传物质的载体）的传递情况，那么本节的重要内容就是通过萨顿的实验观察和类比推理以及摩尔根的实验论证，将孟德尔的遗传因子（即基因）与染色体联系起来，解决了基因在哪里的问题，是对遗传定律的进一步学习与强化，也为后续的伴性遗传以及遗传的物质基础（基因是什么）的学习作好了铺垫。
本节栏目内容丰富，为教师设计学习环境提供重要素材。
学生情况：
学生通过初中和前面的学习，已经具有关于人类眼皮及豌豆等生物的性状遗传规律，和减数分裂中染色体行为基本知识。
学生的思维形式已向抽象的逻辑思维转变，具有辨证思维特征，情感方面更趋向于独立和自主。
本校学生由于生源较差，整体素质远远低于示范性中学的学生，而且同班学生表现出明显差异，但是班级人数较少。
教学方法：
结合教材特点和学生特点，主要采用引导——探究式教学，即教师通过设置的学习场景，针对知识发生的过程，让不同类型或层次的学生组合，进行协作探究的学习形式，将本节内容涉及到的科学知识原始生成过程逐一展开，对教材中抽象概念基因和染色体，则由具体的实物模型（硬纸条）替代，再模仿其行为进行操作，展示生物学事件经历的过程，从宏观上帮助学生进行类比推理及对摩尔根实证过程的理解。
同时通过阅读、讨论、交流等方式，不断进行归纳总结本节的知识内容、科学方法和科学家在研究过程中呈现的科学态度和品质。
教学手段：
多媒体教学
教具及技术准备：
熟练掌握媒体操作技术，制作多媒体课件，学生自制成对染色体和等位基因模型
教学目标
知识目标：
1、说出基因位于染色体上的理论假说和实验依据
2、运用有关基因和染色体的知识阐明孟德尔遗传定律的实质
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
情感目标：
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、体验科学研究中常用的类比推理、构建模型的方法。
3、认同假说演绎法在建立科学理论过程中所起的重要作用。
教学重点：
1、基因位于染色体上的理论假说和实验依据
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、基因位于染色体上的实验证据
教学过程：
教学流程
教师活动
学生活动
设计
意图
技术
应用
时间安排
课前准备
制作PPT，用硬纸板制作2对染色体模型和2对写有等位基因字母的纸板
学生搭配分组，每组5人合作准备1对同源染色体和1对等位基因模型各两件，成对的染色体用不同的颜色标记。
等位基因用相同字母的大小写表示。
为学生探究活动做准备
PPT制作
课前完成
复习旧知
展示图片和任务，引导回忆减数分裂及和生殖过程中染色体行为，孟德尔遗传定律的内容
观图并阅读任务，针对图片内容和任务展开小组讨论，将成果与其他组进行交流
通过复习旧知识，为学习新知做好铺垫
多媒体展示蝗虫减数分裂后期图片
合作探究
2＇
问题探讨
展示问题内容
及时肯定 鼓励
引导学生阅读本节聚焦，
阅读问题内容，分组操作讨论，交流说出自己的想法，阅读聚焦说出本节要学习的内容
引起学习动机，引出本节学习的主题。
多媒体
合作探究
2＇
实践操作
展示任务，引导学生确定探究的问题、并做出假设预期结果，巡视指导，引导学生注意基因与染色体的平行关系
根据老师提示分组活动，列出探究的问题，利用课前准备的染色体及基因模型进行操作，分别模仿减数分裂和受精过程及孟德尔遗传因子的传递，然后将成对的等位基因纸板用别针固定在代表成对染色体的纸板上，重复上述操作并列表记录结果。
通过自己活动演示，将2个生物学事件联系在一起，体验类比推理的方法在科学研究过程中的作用
多媒体展示合作探究内容
4＇
分享交流
将学生总结出来的内容板书，评价并引导学生反思
展示活动成果，（1个小组上讲台演示并陈述结果）总结归纳基因与染色体的平型关关系
学会欣赏和分享
板书
4＇
体验科学发展历程
展示科学研究过程，引导学生分析萨顿假说的依据并进行归纳总结，提出新的问题：
萨顿的假说被当时的科学家接受了吗？
阅读“萨顿的假说”并与自己的活动成果比对，检验自己的推论。
同时讨论老师的提问。
体验自己获取成果的喜悦。
由提问引发进一步探究的兴趣
媒体展示萨顿的研究过程
4＇
课堂演练
展示演练内容
评价学习成果
根据任务提示，参照“思考与讨论”中图例，图解孟德尔的分离定律
巩固所学知识
多媒体展示演练内容
2＇
体验感受
引导分析注意摩尔根对遗传定律和萨顿假说的态度
阅读课文①分析摩尔根对萨顿假说的态度
感受敢于质疑，勇于实践的科学态度
1＇
合作探究
提示学生注意相关信息，展示果蝇眼色遗传图解引导学生分析找出与孟德尔分离规律的异同
②小组分析讨论;实验选材的依据，果蝇眼色遗传规律，说出讨论结果，质疑。
为什么眼色遗传与性别有关呢？
培养获取信息、合作探究、敢于质疑发现问题的的能力，
多媒体展示问题
3＇
体验科学研究过程
展示：
20世纪初对染色体研究成果
阅读后讨论果蝇的性别是怎样决定的
培养学生利用科学研究的最新成果来解决自己探究的问题的能力
多媒体展示同时代研究成果
1＇
展示摩尔根的设想，引导学生分析，最后展示完整的图解
学生根据摩尔根的设想写出眼色遗传图解并与教材图解比较
学会用遗传图解解释遗传现象。
多媒体展示遗传图解
4＇
提出新的问题：
如何验证这些解释呢？
设计测交试验：
说出实验方案并画出图解。
培养学生的实验设计能力，体验假说—演绎的科学方法
展示学生设计成果
2＇
提出问题：
摩尔根的这些工作解决了一个什么样的问题呢
阅读课文，小组讨论后，陈述答案。
并讨论摩尔根在研究过程中的态度变化。
体验科学研究过程、认同基因位于染色体上、感受求真务实，不断探索的科学精神。
多媒体展示问题和答案
2＇
展示问题情景
基因在染色体上已是不争的事实，可是1条染色体上只有1个基因还是有多个基因呢？
带着问题阅读课文，讨论摩尔根通过什么样的工作解决这个难题。
总结摩尔根的研究成果。
认同基因在染色体上成线性排列。
展示问题情景
研究成果图片等
2＇
展示问题情景与图片：
有没有更直接的方法来确定某基因在染色体上的位置呢？
学生阅读课文资料展开小组讨论后说出新的方法
感受新技术的应用对科学发展的重要作用
多媒体展示图片
1＇
引导学生用基因和染色体的知识解释遗传定律，对学生的解释予以评价肯定
用基因和染色体的知识解释孟德尔的遗传定律
期待得以满足
多媒体展示
3＇
归纳总结
引导 帮助
本节所学：
通过模拟探究和类比推理研究了基因和染色体的关系巩固了前面所学知识，获得了与萨顿假说类似的发现；通过对摩尔根研究过程的剖析与解释确认基因在染色体上，用基因和染色体的知识解释孟德尔的遗传定律。
培养归纳总结的能力，完善本节内容的意义建构。
多媒体展示
2＇
技能训练
展示图片布置课后任务
运用类比推理的方法推断基因与染色体的关系。
技能训练培养自学能力
展示染色体图片
1＇
课堂评价
展示评价内容
独立完成纸笔测试
巩固所学
展示测试题
4
教学评价设计：
一． 过程性评价：
对学生在小组活动的参与程度、模拟活动的结果，分享交流过程中表现予以欣赏、肯定、与鼓励。
二．终端评价：
纸笔测试
1. 关于基因与染色体的平行关系叙述错误的是：
A.基因在杂交过程中保持完整性和独立性，染色体也一样。
B.在体细胞中基因是成对存在，染色体也是一样都是偶数，而在配子中都成奇数
C.体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方，同源染色体也是如此
D.非等位基因（指位于非等位基因上）在形成配子时可以自由组合，非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合。
2.下列关于基因与染色体关系的说法错误的是：
A．1条染色体上有多个基因
B.染色体是基因的主要载体
C.基因在染色体上呈线性排列
D.染色体就是由基因组成的。
3.下列各项中，不属于摩尔根在科学研究过程中表现出的科学态度是：
A.坚持自己的观点，从不相信他人
B.敢于质疑、勇于实践
C.起初不相信孟德尔的遗传定律，后来成了坚定的支持者。
D.对怀疑的观点总是想法通过试验去证实。
4.下列关于基因和染色体在减数分裂过程中行为变化的描述，错误的是：
A.同源染色体分离的同时，等位基因也随之分离
B．非同源染色体的自由组合，导致所有非等位基因自由组合
C.相同基因的分开是在减数第二次分裂的后期，随着染色单体的分开而分开
D.染色体数量越多，非等位基因的组合种类也越多。
板书设计：
第二节 基因在染色体上
萨顿等的实验发现：
蝗虫生殖过程中的染色体行为
推理：
基因位于染色体上
萨顿的假说：
依据：
基因与染色体的行为有着惊人的相似
科学方法：
类比推理
摩尔根的科学态度
果蝇的眼色遗传实验
摩尔根的研究：
对实验现象的解释
基因定位的方法
研究成果
技术进步：
荧光定位确定基因在染色体上的位置
基因的分离定律的现代解释
遗传定律的现代解释
基因的自由组合定律的现代解释
本设计与以往教学设计的特点：
本人以往的教学设计仍具有较为严重的传统色彩，注重知识的传授，侧重知识结构的形成，对学生操作技能和智慧技能的关注较少。
本节内容设计是在接受省级培训和阅读了较多的课程及教育理念的著作后进行的，采用“引导——探究”为主，辅以其它方法。
设计围绕学生的学习主线——知识的生成过程为中心，借助多媒体教学技术手段，将参照教材素材内容设计的学习场景较为鲜活地呈现在学习者面前，为学生的学习活动提供较好的支持，促进学生操作技能和智慧技能的不断成长，设计中较多地体现教师对学生学习过程和态度学习的关注，更多的评价是对学习过程中的表现及各种学习成果予以不同程度的肯定和表扬。
基因在染色体上》教学实录
广东广雅中学苏科庚
一、体验类比推理，提出假说
师：
基因和染色体是我们前面学习的两个重要概念，现在我们已经知道，基因和染色体都跟生物的遗传有关，两者之间可能存在着什么关系呢？
这节课我们要和大家一起来探讨这个问题。
师：
（出示问题）一个基因型是AaBb的个体，在进行减数分裂时有可能产生多少种配子？
生：
4种。
师：
一个体细胞内有两对同源染色体的个体，在减数分裂时产生的配子最多有多少种？
生：
也是4种。
师：
大家来看一下这两幅图。
对比减数分裂中染色体和基因的行为，两者有没有共同的地方，谁来说说看？
生：
两者产生配子的种类是一样的。
生：
两者产生配子时，非等位基因、非同源染色体都是自由组合。
师：
同学们讲到了两点，一个是配子的种类，另一个是配子中基因或染色体的组合。
除此之外，有没有其他相似的地方？
（学生思考）
师（笑）：
讲不出来也没关系，在我们课本中有一段文字很详细地描述了两者相似的关系，大家可以看看教材列举哪几点。
（学生阅读教材）
师：
我们作一个小结（完成表格）：
染色体
基因
在体细胞中的存在方式
存在
存在
来源
一个来自、一个来自
一个来自、一个来自
配子中的数目
是体细胞的
是体细胞的
配子中的组合
非同源染色体
非等位基因
师：
通过比较可以知道，基因和染色体有着非常相似的关系，教材中用了一个什么词来描述这种相似性？
生：
平行关系。
师：
一百多年前，美国的生物学家萨顿对两者进行了类比推理，提出了一个大胆的假说，认为基因在染色体上。
这就很好的解释了两者相似的关系。
二、师生互动，分析实验
师：
假说仅仅只是一种推理，并不等于事实，假说要成为事实，还必须经过什么环节？
生：
实验的验证。
师：
萨顿假说的证明是由另一个科学家摩尔根通过一个著名的实验实现的。
我想请大家先阅读教材，了解实验的过程，我们再来进行分析。
（学生阅读完后，教师引导学生进行分析）
师：
摩尔根为什么用果蝇进行实验？
生：
（果蝇）容易饲养和繁殖。
师：
这有什么好处？
生：
便于观察和统计。
师：
摩尔根的果蝇杂交实验与孟德尔的豌豆杂交实验有没有共同的地方，谁来说说？
生1：
他们实验的对象都有明显的相对性状。
生2：
亲本都是纯合子。
生3：
在F2代中，两者（表现型）的比值都是3：
1。
生4：
F1的性状都只有一种。
师：
既然如此，用孟德尔的方法去分析摩尔根的实验，还有哪些现象是解释不了的？
生：
孟德尔的方法不能解释性状与性别有关的现象。
师：
好。
正是这个用孟德尔方法不能解释的现象，才使得摩尔根的实验变得有意义。
他当时提出了什么观点？
生：
控制白眼的基因在X染色体上。
师：
X染色体跟什么有关？
生：
性别。
师：
（出示果蝇染色体组示意图）从图中可以看出果蝇共有4对同源染色体，哪一对与性别有关？
生：
下面一对
师：
与性别有关的染色体我们称之为性染色体。
另外三对与性别无关的染色体，则称之为常染色体（板书）。
师：
明确这两个概念后，怎么来表示亲本中的“红眼雌果蝇”和“白眼雄果蝇”呢？
（引导学生写出基因型：
XBXB、XbY）
师：
根据假设，请大家请用图解分析F1和F2的情况,看能否解释实验现象?
（学生写图解，教师请两名学生在黑板上写出一个图解，写完后，教师引导学生进行点评）
师：
大家可以将自己的图解与这两个同学的图解对照，看看有没有值得改正的地方。
生1：
他们的图解没有标出每个个体的表现型。
生2：
F2除了要写出基因型和表现型外，还要列出比例。
师：
分析得很对（边说边改正图解）。
从图解的分析来看，与实验现象符不符合？
生：
符合。
三、设计实验，验证假设
师：
摩尔根的假设能够很好地解释实验现象。
但单凭一个实验就说某个假设是正确的，似乎还不够说服力，我们通常还要设计其他的实验来进行验证，如果让大家来完成这个任务，你最多能设计出多少种方案来？
你们可以两个人或四个人一起来完成设计。
（学生讨论，设计方案，教师巡回指导，同时请已经设计好实验的同学将方案列举在黑板上，完后，师生进行点评）
组别
♀
♂
F1
①
XBXB
XbY
XBXbXBY
②
XBXb
XbY
XBXbXbXbXBYXbY
③
XbXb
XbY
XbXbXbY
④
XBXb
XBY
XBXBXBXbXBYXbY
师：
我们一起来看看同学列举出来的一些设计方案。
在这些方案中，哪些是可行的，哪些也许不太适合？
大家在点评的时候，应该有一定的依据，我这里给大家提供一个参考，例如：
（1）不应重复教材实验；
（2）推理过程没有错误；（3）F1性状应与性别有关。
谁先来作一个点评？
生：
在第一组不太适合，因为他们的后代中，雌雄都是红眼，看不出性别与性状有关。
师：
大家认不认同？
生：
认同。
师：
其他的方案呢？
生：
第二个方案属于测交，符合上面的要求。
生：
第三组不行，后代全为白眼。
不符合上面的第（3）个要求。
生：
最后一组重复了教材中F1→F2的步骤。
师：
观察得很仔细。
看来只有第二组的设计是符合要求的。
当然了，同学可能还有其他的设计方案，大家可以在课后进行交流。
摩尔根在当时也设计了一些测交实验来验证自己的假说，结果发现都能得到很好的解释和验证，这说明他的假说是正确的。
他的实验也因此为“基因在染色体上”这个假说的论证提供了有力的证据。
四、分析方法，回顾科学史
师：
摩尔根的成功不是偶然的。
谁能说说是哪些因素使摩尔根取得了成功？
生：
他选用了果蝇来做实验。
师：
材料的选择很关键。
生：
摩尔根发现了白眼与性别有关。
师：
发现果蝇的眼色与性别相关，说明他有非常敏锐的观察能力。
为了解释这个现象，摩尔根还作了大胆的假设，进行了严密的推理和严谨的验证，最后得出了科学的结论。
可以说，摩尔根在整个研究过程中的科学方法是值得大家好好思考和借鉴的（板书）。
师：
在分析摩尔根实验的基础上，我们也可以一起来回顾一下其他科学家在“基因”的研究上取得了哪些成就（出示课件）。
例如，首先提出“性状由遗传因子决定”观点的科学家是谁？
生：
孟德尔。
师：
把“遗传因子”改为“基因”，并且提出了
“等位基因”概念的是谁？
生：
约翰逊。
师：
提出“基因在染色体上”这个假说的科学家
呢？
生：
萨顿。
师：
摩尔根一开始是抱着质疑的态度来对待这些
科学家的理论的，知道个中的原因吗？
生：
他们的理论只是假说，没有实验证据。
师：
很好。
摩尔根后来通过自己的实验，验证了这些科学家的假说是正确的，他也由原来的怀疑者变成了坚定的支持者。
五、自主学习，了解新进展
师：
在摩尔根实验之后，科学家对基因与染色体之间关系的研究又取得了那些新的进展呢？
大家可以看看教材的介绍。
（学生阅读教材）
师：
哪个同学来介绍一下？
生：
基因在染色体上呈线性排列。
师：
“线性排列”是什么意思？
生：
一个接一个的意思。
师：
简单来说，就是指基因在染色体上一个接一个地排列，没有分支或分叉的现象。
你继续说。
生：
没有了。
师（笑）：
其他同学有没补充？
生：
染色体上的基因有多个。
师：
这是从数量上阐述两者的关系。
很好。
在课本的小体字部分还介绍科学家运用标记法在染色体上看到了基因真实存在的情况。
有兴趣的同学可以课后看看。
六、补充并完善孟德尔定律
师：
现在我们已经知道了基因在染色体，如果要求你把下面左边的基因写到右边的染色体上，你会怎么写？
（学生填写）
师：
A和a、B和b是什么关系?
生：
等位基因。
师：
它们分别位于什么染色体上?
生：
同源染色体上。
师：
在形成配子的时候,等位基因为什么会发生分离?
生：
等位基因会随同源染色体的分开而分开。
师：
现在把问题综合起来，看能不能填写下面的表述：
①在杂合子的体细胞中，控制同一性状的等位基因成对存在于（），具有一定的独立性,不相融合；②在减数分裂形成配子时，等位基因会随（）而分离，③分离后的基因分别进入配子中,随配子遗传给后代。
（学生完成填写）
师：
这个表述把染色体与基因联系起来了，是对孟德尔分离定律的补充和完善，被称为“分离定律的现代
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