基因在染色体上的教学设计高一生物精品教案.docx
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基因在染色体上的教学设计高一生物精品教案
基因在染色体上的教学设计
1、教学目标
1.知识性目标:
说出基因位于染色体上的理论假说和实验数据
2.技能性目标:
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、尝试运用类比推理的方法解释基因位于染色体上
3.情感性目标:
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、学情分析
我教的班级是高一理科次重点班。
学习热情较好,学生物的积极性高。
但整体都有点畏难情绪,逻辑思维欠缺,且他们是刚分班重新组合的新班级,课堂上讨论的习惯还没养成,所以为了课上学生能有时间真正去讨论和推理,本节内容的果蝇染色体组成和基因的表示方式都安排在课前预习部分。
知识方面,学生对于前面刚学习过的孟德尔的遗传定律、画遗传图解、假说演绎法和减数分裂已经较好掌握,为学习这节内容奠定了良好的认知基础。
三、教学重难点:
1.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
2.教学难点
1)基因位于染色体上的实验证据
四、教学内容分析
在学习了孟德尔的遗传定律及减数分裂之后,沿着遗传学发展史的顺序,本节主要安排了萨顿的假说和摩尔根的果蝇杂交实验。
二者分别从逻辑思维和实验证据两个方面把基因定位在了染色体上。
不仅有利于学生对分离定律和自由组合定律实质的深入理解,而且也为学习伴性遗传奠定了基础。
“基因在染色体上”一节,很多老师都觉得这一节没有什么实际内容,所以往往会简单地把这一部分内容分解到其他各相关节一带而过。
但实际这节是“总结人类对遗传物质的探索过程”的一部分,教学难点较多,是培养学生思维能力的好素材。
这一节在知识性、技能性和情感性目标方面都有很多值得仔细探讨的地方(见教学目标)。
由此可见,“基因在染色体上”一节的教学目标既全面又丰富,是一节十分值得我们教师去研究和探索的内容,而且这一节课还可以发挥以学生为主体、教师为主导的教学新模式的一个理想材料。
五、教学环节与活动
教学
步骤
教师的组织和引导
学生活动
教学意图
提前两天布置学生培养、培养观察果蝇
印发果蝇相关资料
培养果蝇,根据资料学会识别雌雄,观察果蝇的眼色、翅形等性状
使学生对果蝇有感性认识
导入
新课
1.提问学生孟德尔遗传定律的内容?
若用“同源染色体”一词替换定律中的“遗传因子”是否可行?
2.在基因和染色体的关系的研究中,美国科学家萨顿起到了先驱者的作用。
1.思考回答
2.用同源染色体替换遗传因子。
尝试总结出:
基因和染色体的行为存在平行关系。
3.阅读了解萨顿研究
借助已有知识,发现新问题
一、萨顿的假说:
1.假说的依据
指导学生思考分析二者在哪些方面存在怎样的平行关系?
(课件呈现表格答案。
)
学生思考、抢答,而后用表格进行整合和补充。
让学生亲历萨顿的思维过程。
2.提出假说
从上面的类比可以看出,二者行为具有惊人的一致性,引导学生推断二者位置关系。
发现基因由染色体携带着从亲代传递到子代。
提出基因在染色体上的假说。
应用类比推理法。
3.引出摩尔根实验
指出萨顿的假说缺少实验证据
阅读课本举例说明类比推理并指出类比推理的优缺点
1.营造良好的学习氛围,激发学生的兴趣
2.为摩尔根出场做铺垫
二.基因在染色体上的实验证据
1.观察实验提出问题
1. 课件简介摩尔根,诙谐指出摩尔根质疑萨顿的假说,也质疑孟德尔的遗传定律
2.课件展示摩尔根的果蝇杂交试验
P 红眼(雌)× 白眼(雄)
↓
F1 红眼(雌、雄)
↓F1雌雄交配
F2 红眼(雌、雄) 白眼(雄)
3/4 1/4
3.学生观察分析实验,交流讨论,不难得出如下结论:
① 眼色的遗传符合分离定律
② 果蝇的颜色受一对等位基因控制,红眼对白眼是显性
果蝇眼色的遗传与性别想关联
创设争相提问、争相回答的探究氛围,培养学生的观察能力和问题意识
2.提出解释---问题的假说
1.课件展示果蝇体细胞染色体图解,明确染色体组成及性染色体的不同(这部分因有提前预习,所以可以一带提出)
2.引导学生都做一回摩尔根,试着提出解释问题的假说。
规定用控制眼睛颜色的基因,红眼A,白眼a.(把课本的W基因改掉,因为不该掉学生书写容易混乱大小写)
3.学生可能会提出控制果蝇眼色的基因在常染色体上或性染色体上。
进一步追问,学生分组讨论可能会提出以下四种假说:
假说1:
基因位于常染色体上
假说2:
基因位于Y染色体特有区段( X,Ya)
假说3:
基因位于X和Y染色体同源区段(Xa,Ya)
假说4:
基因位于X染色体特有区段(Xa,Y),Y染色体上没有相应的基因
让学生具备摩尔根当时的知识基础,重演摩尔根当年的思维过程
3.筛选假说
判断假说是否正确首先要能解释原有的实验结果。
1.请同学们分组讨论分析每种假设,并在学案上写出相应的遗传分析图解。
最后派一名小组代表上台做解释。
2.学生分四组讨论后小组长上台展示各自小组解释遗传图,并下结论。
3.学生分两组分别依据假说1和假说2画遗传图解演绎实验结果。
(各找一名代表上台直接投影)
假设1的分析
.AA(红眼雌)Xaa(白眼雄)
↓
F1Aa(雌、雄红眼)
↓
F2AA(红)2Aa(红)aa(白)
组长结论:
从上图F2中白眼果蝇性染色体的组成既有可能是XX,也有可能是XY。
即这种假设不能合理解释F2中的白眼全是雄性果蝇的实验现象。
假说2的分析
P:
XX X XYa
红雌 ↓ 白雄
F1:
XX(红眼雌)XYa(白眼雄)
组长分析:
从上图可以看出此假设不能合理地解释实验现象中F1全部都是红眼的实验现象。
假说3的分析
P:
XAXA X XaYa
红雌 ↓ 白雄
F1:
XAXaXAYa
红眼雌蝇↓ 红眼雄蝇
F2XAXAXAYa XAXa XaYa
红雌红雄红雌白雄
组长分析:
遗传分析跟摩尔根实验完全符合,所以我们小组认为假说3有可能成立。
假说4的分析
P:
XAXA X XaY
红雌 ↓ 白雄
F1:
XAXaXAY
红眼雌蝇↓ 红眼雄蝇
F2XAXAXAYa XAXa XaY
红雌红雄红雌白雄
组长分析:
从上图可知,假说4也符合摩尔根实验现象。
所以假说4也可能成立。
提高学生分析现象、推理验证的综合思维能力以及语言表达能力。
4.利用假说,演绎测交结果及做测交实验检验假说是否正确
假说是否正确还要用测交进行检验
1.因为F1中红眼果蝇既有雌性又有雄性,所以理论上需要对两种性别的基因型分别进行测交,但现实是摩尔根当年实验室还没有白眼雌果蝇,因此只有一种测交方案可行。
2.学生最先想到的可能会是用F1中的红眼雌蝇和白眼雄蝇进行的杂交。
4.学生个小组上台分析完后,课件出示摩尔根所做实验结果
红眼雌蝇:
红眼雄蝇:
白眼雌蝇:
白眼雄蝇=126 :
132:
120:
115约等于1:
1:
1:
1
依据两种假说演绎的结果都和摩尔根的实验结果相符,难道这两种假说都对?
而摩尔根只提出了假说1,摩尔根错了么?
2.学生愤悱之际,适时点拨:
摩尔根为验证他的假说,又设计了三个新实验,其中最为关键的实验是:
将上述测交实验所得白眼雌蝇和野生红眼雄蝇进行杂交。
3.让学生再依据各自提出的假说演绎白眼雌蝇和野生红眼雄蝇进行杂交的结果,同时叫两名学生上黑板板书分析过程图。
4.学生画好图解后,课件出示摩尔根所做该实验的结果:
雌蝇全部红眼,雄蝇全部白眼。
水到渠成,排除了假说3,从而确认了假说4,即摩尔根的假说是正确的。
也认同了摩尔根的测交实验是白眼雌蝇和红眼雄蝇的杂交。
11.总结:
摩尔根用实验证明了具体的基因在具体的染色体上,从此摩尔根成为孟德尔遗传规律和萨顿的坚定支持者
学生继续分组讨论,组长代表解释
针对假说3的测交分析P:
XAXa X XaYa
红雌 白雄
F1:
XAXa红雌XaYa白雄
1:
1
针对假说4的测交分析
P:
XAXa X XaY
红雌 白雄
F1:
XAXa红雌XaY白雄
1:
1
学生板书如下:
假说3的补充实验分析
P:
XaXa X XAYA
白雌 红雄
F1:
XAXa红雌XaYA红雄
1:
1
假说4的补充实验分析
P:
XaXa X XAY
白雌 红雄
F1:
XAXa红雌XaY白雄
1:
1
1. 引发学生学习过程中的矛盾冲突,激发进一步探究的欲望,突破难点。
2. 训练学生思维逻辑的严密性和开方性。
3.感受科学家严谨治学的态度,在潜移默化中提升学生的生物科学素养。
三.基因在染色体上呈线性排列
简单介绍摩尔根和他学生后期研究的结果
自主学习
了解科学新进展
四.孟德尔遗传规律的现代解释
1.等位基因和非等位基因是核心概念,要利用课件精讲。
2.课件展示具有两对同源染色体携带两对等位基因的减数分裂过程图。
3.强调:
只有位于非同源染色体上的非等位基因才能自由组合,且在减Ⅰ后期随非同源染色体的自由组合而组合。
8.启发学生思考遗传定律发生时间和适用范围。
1.识图填写学案:
2.总结分离定律实质
3.总结自由组合定律实质。
4.讨论总结:
发生在减数分裂形成配子时,适用于真核生物的细胞核遗传。
讲练结合重点突破
五:
课堂小结
以概念图的形式课件展示
听讲
使学生对本节内容有一个整体把握。
六、教学资源
1.提前两天让学生养果蝇,在此期间观察果蝇
2.印刷果蝇的相关资料,特别是相对性状和雌雄的区分,让学生提前预习
3.由于课时紧张,一定要使用多媒体以实现课堂的高效
七、教学评价
学生在学习过程中的主体性是课程改革特别重视的教育理念之一,本节教学能充分调动学生的积极主动性和参与性,在难点突破过程中,本节的知识性目标、技能性目标以及情感性目标均水到渠成地达成,教学效果非常理想。
遗憾的是若学生的讨论和表达水平有限,所以这方面以后上课得多加强。
附件:
预习学案
第2节基因在染色体上(预习学案)
教学目标:
1.说出基因位于染色体上的理论假说和实验证据。
2.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。
3.尝试运用类比推理的方法,解释基因位于染色体上。
4.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。
教学重难点:
1.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。
2.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。
温故知新:
下图为具有两对同源染色体的精原细胞示意图(○代表着丝点)。
(1)请在下图右侧画出该图减数第一次分裂后期染色体分配的各种可能组成示意图(无互换)。
(2)根据你画出的染色体各种组成图,写出该图可能形成配子的基因型。
。
自主学习与要点讲解:
一、萨顿的假说
实验发现:
蝗虫精子与卵细胞的形成过程中,等位基因的分离与减数分裂中同源染色体的分离极为相似;
推论:
基因位于染色体上,基因和染色体行为存在着明显的。
(1)基因在杂交过程中保持___________性和___________性。
染色体在配子形成和受精过程中,也有相对稳定的___________。
(2)在体细胞中基因___________存在,染色体也是___________的。
在配子中只有成对的基因中的___________,同样,也只有成对的染色体中的___________。
(3)体细胞中成对的基因一个来自___________,一个来自___________。
同源染色体也是如此。
(4)非等位基因在形成配子时___________,非同源染色体在减数第一次分裂后期也是___________的。
科学研究方法:
类比推理是指由两个或两类对象在某些属性上相同的现象,推断出它们在另外的属性上也相同的一种推理方法。
类比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。
二、基因位于染色体上的实验证据
1.摩尔根:
他对孟德尔的遗传理论,萨顿的基因位于染色体上的学说持怀疑态度,但他认真钻研,寻找证据解决疑点。
2.实验材料:
果蝇
选取果蝇的优点是:
_______________________________________________________。
3.实验设计:
4.实验结果解释:
从果蝇红眼和白眼这一对相对性状来看,F1的表现型是_____________,F2的红眼和白眼之间的数量比是_____________,这样的遗传表现符合分离定律,表明果蝇的红眼和白眼是受一对等位基因控制的。
思考:
白眼性状的表现总是与性别相联系,如何解释这一现象呢?
补充:
基因的表示方式---常染色体上的基因,一般直接用基因符号表示;性染色体上的基因,一般用性染色体和基因共同表示(因为性染色体在雄性体内是异型的。
如X染色体上w基因表示为Xw)
5.摩尔根的假设(用a表示控制白眼的基因,红眼基因A):
1)常染色体
XX(同型的):
雌性果蝇中
性染色体:
XY(异型的):
雄性果蝇中
雌雄果蝇体细胞的染色体图解
(1)假设1:
写出假设a基因在常染色体上的分析图解:
(2)假设2:
控制白眼的基因是在Y染色体上,而X染色体上没有它的等位基因(X,Ya)的分析图解
(3)假设3:
控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段(Xa、Ya)的分析图解
(4)假设4:
控制白眼的基因在X染色体上,而Y上不含有它的等位基因(Xa,Y)的分析图解
XA
Y
XA
Xa
P
结果假设和假设的分析结果都和摩尔根的实验结果相符,难道这两种假说都对?
6.设计测交实验验证(写出遗传图解):
提示:
假设3F1中雌雄果蝇基因型是XAXa和XAYa;
假设4F1中雌雄果蝇基因型是XAXa和XAY
1)假设3的测交图解
2)假设4的测交图解
摩尔根等人亲自做了该实验,实验结果如下:
红眼雌:
红眼雄:
白眼雌:
白眼雄=126:
132:
120:
115.实验结果仍然完全符合假说和。
但摩尔根只提出了假说4,他错了吗?
后续:
怎么办?
摩尔根的实验结果是:
雌果蝇全部是红眼,雄果蝇全部是白眼。
7.得出结论:
___________________________________________________________。
8.检测方法:
荧光标记法→一条染色体上应该有多个基因,基因在染色体上呈线性排列,。
三、孟德尔遗传规律的现代解释
细胞遗传学的研究结果表明,一对遗传因子就是位于一对同源染色体上的___________,不同对的遗传因子就是位于非同源染色体上的___________。
1.基因的分离定律的实质是:
_在杂合体的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
2.基因的自由组合定律的实质是:
位于上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,上的非等位基因自由组合。
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