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基因在染色体上教学案例分析
生物组:张运
探讨在新课程背景下的课堂教学如何加强教师在探究教学中的引导,促使学生进行有效
的探究式学****活动。
任务驱动式、引导探究式。
:情景创设,引入课题。(此环节意在引导学生关注染色体与基因的关系)
师设疑:孟德尔所说的基因控制着生物的性状,在体细胞中成对存在,通过配子传给子
代,其遗传遵循基因的分离规律和自由组合规律。基因在哪里呢?
大家注意:体细胞中的同源染色体也是成对存在,在减数分裂过程形成配子时,成对的
染色体分进入开不同的配子,那么基因与染色体有什么关系吗?
:运用类比推理方法引导学生发现事实,提出假说,布置任务:完成学
案上的尝试分析基因与染色体的关系。
①一个基因型是AaBb的个体,可产生几种类型的配子?
②一个体细胞内有两对同源染色体(1与2、3与4)的个体,在减数分裂时产生多少种
类型的性生殖细胞(配子)?
③填表
学生完成上述任务并评价后,师导引:能否用一句话描述基因与染色体的关系?
学生:基因和染色体行为相似。
师:如果你就是科学家,怎样解释基因与染色体之间具有相似或者说具有平行关系这个
事实?
学生讨论后达成共识:基因在染色体上。
师述:上述过程是将两个相似的事物进行对比,得出假说。这种方法就是科学研究中的
类比推理。1903年,美国遗传学家萨顿用蝗虫细胞作材料,研究精子和卵细胞的形成过程,
也发现了等位基因的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似,于是运用类比推理提出
假说:基因在染色体上。学生得知自己具有科学家的思维,非常兴奋。(学生通过自己参与的
活动,提出与萨顿假说相似的观点,体验到了成功的喜悦)
:运用引导探究式教学方式,引导学生分析基因位于染色体上的实验证
据,为教学的重点和难点。流程是:问题诱发、探究引领→分析推理、提出假说→设计实验
(领悟假说——演绎)→实验验证→结论:基因在染色体上。
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。
展示摩尔根的头像及所用的实验材料——果蝇。
设疑:为什么选择果蝇作为实验材料?简介特点:个体小易饲养、繁殖快、后代多、相
对性状明显,便于观察和统计,而且染色体数少。展示雌雄果蝇的染色体组成图解:引导学
生识别雌果蝇的染色体组成、雄果蝇的染色体组成,分析比较区别,总结概述性染色体与常
染色体的概念。请学生关注XY的差异。(意在强化实验材料的选择对于实验的成功至关重
要)
师出示摩尔根的红白眼果蝇杂交实验:
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P红眼(雌)×白眼(雄)
↓
F1红眼(雌、雄)1237只
↓自交
F2红眼(雌)2459只红眼(雄)1011只白眼(雄)782只
引导分析:
(1)红眼、白眼这对相对性状中哪个是显性性状?生:F1看出红眼是显性性状。
(2)此遗传符合分离定律吗?生分析后得出结论:红眼(雌雄)3/4白眼(雄)1/4,符
合。
(3)用孟德尔的方法去分析摩尔根的实验,哪些现象不能得到合理的解释?生:白眼只
出现在雄性果蝇,与性别有关。
(4)如何解释白眼只出现在雄性果蝇中?
提示:如果按照萨顿的理论:基因在染色体上,那么,控制白眼的基因是在常染色体上还是
在性染色体上呢?如果在性染色体上,那又有哪些可能呢?
学生分组讨论:得出假设
学生:在性染色体上,理论依据:性染色体与决定性别有关。
假设一:控制白眼的基因是只在Y染色体上,X上没有它的等位基因
假设二:控制白眼的基因在X、Y染色体上
假设三:控制白眼的基因只在X染色体上,Y上没有它的等位基因。
师:哪种假设合理呢?判断假设是否成立,首先要能够解释实验。引导学生用假设一解
释摩尔根的实验,结果与事实不符,排除假设一的可能。(此环节意在给学生完成下面的任
务做出示范)教师导引学生写出如果假设二成立,则亲本的基因型为:XWXW(红眼雌)
XwYw(白眼雄)。如果假设三成立,则亲本的基因型为:XWXW(红眼雌)XwY(白眼雄)。
(此环节为学生独立完成下面的任务做铺垫)
布置任务:分组在学案上写出假设二、假设三对实验解释的相应遗传图解,判断假设二、
假设三两个假设能否解释实验。
生:两名学生在黑板上写出相应的遗传图解,其余学生在学案上写出相应的遗传图解。
写完后,教师引导学生进行点评,结果都能解释摩尔根实验。
师设疑:两个假设中肯定有一个是对的,一个是错的,如何验证?生:用测交:F1红眼
雌果蝇与最初的白眼雄果蝇杂交。
师:首先用演绎推理预测结果。布置任务:请依据假设二和假设三,演绎F1红眼雌与
白眼雄的交配后代可能的结果。
生:两名学生在黑板上写相应的预测结果。其余学生在学案上写相应的的预测结果。
教师导引学生点评后归纳:
根据假设二:F1红眼雌与白眼雄交配时,子代雌蝇和雄蝇中,红眼和白眼各占一半。
根据假设三:F1红眼雌与白眼雄交配时,子代雌蝇和雄蝇中,红眼和白眼各占一半。
师展示摩尔根的F1红眼雌与白眼雄的测交实验结果:子代雌蝇和雄蝇中,红眼和白眼
各占一半。引导学生与预测结果比较,结果两个假设的预测结果与测交实验结果都相吻合。
师:两个假设真的都合理吗?为了进一步验证假说,摩尔根又设计了一个新的实验:将
上述测交实验所得的白眼雌蝇和一个毫无血缘关系的纯种红眼雄蝇杂交。
布置任务:请依据假设二和假设三,分别演绎白眼雌蝇与纯种红眼雄蝇杂交,其后代可
能的结果。
生:两名学生在黑板上写相应的预测结果。其余学生在学案上写相应的预测结果。
教师导引学生点评后归纳:
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根据假设二:白眼雌蝇与纯种红眼雄蝇交配时,子代中雌蝇都是红眼,雄蝇也是红眼。
根据假设三:白眼雌蝇与纯种红眼雄蝇交配时,子代中雌蝇都是红眼,雄蝇都是白眼。
师展示摩尔根的白眼雌蝇与纯种红眼雄蝇交配的实验结果:子代的雌果蝇全是红眼,雄
果蝇全是白眼。并引导学生与预测结果比较,结果假设二的预测结果与实验结果不符。淘汰
假设二。假设三的预测结果与实验结果完全符合。证明假设三是正确的。这样,摩尔根就把
决定红眼和白眼的基因定位在X染色体上。
师小结:摩尔根的果蝇杂交实验,提供了有力的实验证据,证实了萨顿的“基因位于染
色体上”的假说。
:尝试运用研究成果解释孟德尔遗传规律
布置任务:在学案上把左边的基因写到右边的染色体上。并完成下列思考题:
①A和a是什么关系?它们位于什染色体上么?A与B或b,a与B或b是什么关系?它
们位于什染色体上么?
②在形成配子的时候,等位基因为什么会发生分离?非等位基因为什么会发生自由组
合?
③填写下面的表述: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;在减数分裂形成配子时,等位基因会随_______而
分离,分离后的基因分别进入配子中,随配子遗传给后代。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“分离定律的现代解释”。
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_______彼此分离的同时,_______上的非等位基因自由组合。这是基因的自由组合
定律的现代解释。
,不仅让学
生了解了萨顿、摩尔根科学发现中的相关生物学知识,更重要的是让学生体验到科学发现中
的科学方法。
《标准》的解读准确,通过任务驱动式,引领学生进行类比推理,通
过引导探究式教学分析摩尔根的实验,引领学生领悟“假说——演绎”法,驾驭教学资源的能
力较强。通过适当情景式质疑和设计问题串,有效地激发了学生探究的欲望,学生的思维始
终处于积极活跃的状态,整个教学过程侧重知识获取过程、学****方法和思维能力培养的整合,
体现了高中生物新课程的教学理念。
,将发现“基因在染色体上”的思维过程按
知识发展的逻辑过程转化为学生的学****思维过程,学生在教学中是思维活动的主体。教师始
终是引领者、组织者,有效的促使学生进行探究式学****活动。
“两个假设中肯定有一个是对的,一个是错的”,
在课后研讨中引起教师们激烈的争论,最后认为教师给学生这样的肯定语不妥,应改为“两
个假设都合理吗”更妥当些。