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基因在染色体上教学设计

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  • 发布时间:2015-05-01 05:03:00
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“基因在染色体上”教学设计
课题:
普通高中课程标准实验教科书生物《遗传与进化(必修2》(人教版)第2章第2节。
内容分析:
本节教材内容是“总结人类对遗传物质的探索过程”的一部分,是在第1章人们如何发现遗传因子的存在以及上一节《减数分裂和受精作用》的基础上引过来。因此,第1章和本章的第1节是本节学习的基础。“问题探讨”的目的是让学生由此联想:基因和染色体的行为似乎是一致的,并进一步通过 “问题探讨”所提供的资料,让学生在头脑中形成新的认知冲突:基因与染色体之间究竟是什么关系?很显然,让学生带着问题和探究的兴趣来学习是本节的最大特点。
“基因位于染色体上”这一观点首先是由萨顿提出的,而萨顿的假说是运用了“类比推理”方法。类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性。因此,在教学设计时既要充分利用好教材资源, “落实探究性学习”的课程理念,又要想办法引导学生去细细体会“基因位于染色体上”的实验证据。以摩尔根的实验为主干,通过问题串的形式,层层深入,引导学生逐步揭开遗传的奥秘,最终证实基因的确位于染色体上。并且进一步说明一条染色体上有许多个基因,基因在染色体上呈线性排列。
关于孟德尔的豌豆杂交实验及其在此基础上提出的遗传规律,学生循着科学家的探索足迹,不仅在观念上逐渐认同,在知识结构上也形成了比较完整的认识。因此,教材安排了“孟德尔遗传规律的现代解释”,以帮助学生进行归纳总结。
本节的“技能训练──类比推理”,目的是帮助学生进一步掌握类比推理的科学方法,并且为下一章的学习打下伏笔。“科学家的故事”用叙事式的写法,介绍了染色体遗传理论的奠基人──摩尔根的杰出贡献、科学态度、科学精神,以及高尚的人品,帮助学生在了解科学家的事迹的同时,受到情感态度价值观的教育
知识目标:
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。
能力目标:
1. 尝试运用类比推理的方法,学会如何提出假说。
2. 通过摩尔根实验,学会逻辑推理能力、设计实验能力以及分析问题的能力。
情感目标:
1. 认同观察、提出假说、实验的方法在建立科学理论过程中所起的重要作用。
2. 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.基因位于染色体上的实验证据。
技术媒体:
多媒体课件
课时安排:
1课时
教学流程图:
 

教学过程

教学内容

教师组织和引导

学生活动

教学意图

引导学生阅读“问题探讨”一栏的内容。

将分离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?

〖提示〗这个替换似乎可行。

阅读思考

引入新课

通过阅读初步体会类比推理的方法。

一、萨

 

介绍萨顿其人

课件展示 蝗虫细胞减数分裂及受精作用图解。

引导 孟德尔假设的一对遗传因子,也就是等位基因,它们的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。

提出问题  科学家发现基因与染色体有哪些平行关系?由此,你会联想到什么?

点拨

1.    基因在杂交过程中保持完整性和独立性;染色体在配子形成和受精过程中,也有相对稳定的形态结构。

2.    在体细胞中基因成对存在、在配子中成单存在;染色体在体细胞中也是成对存在、在减数分裂形成配子时则只有成对的染色体中的一条

3.    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。

2.    4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后期也是自由组合。

3.       很显然,基因和染色体行为存在着明显的平行关系。

4.    推论】 基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的——基因在染色体

听讲

 

学生观察图解并思考问题

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

感受科学家的成就

 

 

 

引导学生自己发现基因和染色体行为的平行关系。

 

一方面巩固对减数分裂的认知;另一方面为后面教学做准备。

思考与讨论P28

(引导学生在染色体上标注基因)

思考、

标注

学生体会成功的喜悦

类比推理: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?

听讲、阅读

发学生继续探究的兴趣

二、基

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

课件展示】:

摩尔根实验过程及分析:

相对性状:红眼(显性)—白眼(隐性)

【问题1  果蝇的白眼性状遗传有什么特点?F2代中白眼为什么全部是雄性?

分析

【问题2 如何解释果蝇白眼性状的遗传?

假设 如果控制果蝇眼色的基因用字母W(w)表示。首先可排除该基因在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。

假设控制白眼性状的基因W位于X染色体上,是隐性的摩尔根的两组果蝇杂交实验的遗传图解如下:

 

后代有四种表现型:红眼雌蝇、白眼雌蝇、红眼雄蝇、白眼雄蝇,比例是1:1:1:1。圆满地说明了实验结果。

【问题3 这种解释能否成立呢?(需要验证)

【问题4 如何验证?引导学生想到测交方法

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

实验结果跟预期完全符合假设得到证实——白眼基因位于X染色体上

结论】  基因在染色体上。

阅读课本相关信息

 

 

 

依据老师的引导提问、思考、讨论、作答

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

写出相关的遗传图解。

 

 

理解实验材料的选择对科学研究的重要性

 

 

引导学生体会科学家严谨的求实态度和务实的工作作风

 

 

 

 

师生互动:

经过分析、推理,培养学习能力,认同基因在染色体上

 

 

 

 

培养逻辑推理能力和想像力

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

培养设计实验的能力

 

 

 

认同基因位于染色体上

介绍现代分子生物学技术的研究成果

通过科学家的工作,很多基因都定位在染色体上。

(课件展示) 

 

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。

观察、

听讲

认同基因在染色体上呈线性排列

三、孟

课件展示)

            基因的分离定律的实质: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,等位基因随同源染色体的分开而分离,独立地随配子遗传给后代。

 

            基因的自由组合定律的实质:位于非同源染色体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,同源染色体的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。

 

互动

 

 

 

 

 

 

 

 

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律。

 

 

 

 

 

 

对孟德尔遗传规律重新解释认识巩固以前所学。

【提示】:

       比推理的方法:提出了基因染色体上(假说)

       摩尔根实验:确认了基因在染色体上(实验证据)

       关于基因和染色体的知识:孟德尔遗传规律的现代解释

尝试归纳本节知识

 

学会归纳,获得科学知识。

技能训练

课后运用类比推理的研究方法,推断基因与DNA长链的关系。

阅读思考

知识迁移

评价练习

1.课本P31 练习

2.屏幕展示(如下所示)

思考回答

学以致用

形成性评价练习:
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列关于基因和染色体关系的叙述,正确的是( B )
A.基因全部位于染色体上 B.基因在染色体上呈线性排列
C.一条染色体上有一个基因 D.染色体就是由基因组成的
2. 一对同源染色体上( C )
A、只有一对等位基 B、全部都是等位基因
C、可能有多对等位基因 D、至少有一对等位基因
3.最初用实验证明基因在染色体上的科学家是( C )
A.孟德尔 B.萨顿 C.摩尔根 D.沃森、克里克
4.下列关于基因在细胞中存在方式的叙述,正确的是( A )
A.在体细胞中成对存在,在配子中成单存在 B.在体细胞和配子中都成单存在
C.在体细胞中成单存在,在配子中成双存在 D. 在体细胞和配子中都成双存在
二、简答题
5. 右图为果蝇体细胞的染色体图解,图中II、III、IV、X、Y表示染色体,A、a、W表示基因。试据图回答下列问题:
(1)此图所示果蝇的性别是什么?细胞中有几条染色体?其中性染色体和常染色体分别是哪些?
(2)此果蝇的基因型是什么?如果此图表示果蝇的一个精原细胞,则减数分裂该精原细胞产生的配子的基因型有几种?该果蝇可产生哪几种基因型的配子?在产生配子时,遵循的遗传规律有哪些?
(3)若W、w分别控制果蝇眼睛的红色和白色,A、a分别控制果蝇翅的长和短,则短翅白眼雌果蝇的基因型是什么?
(4)若该果蝇与一只短翅白眼雌果蝇交配,请用遗传图解表示后代的性状表现和基因型。
(5)从果蝇的眼色遗传中可以反映出基因与染色体的关系如何?

参考答案:(1)雄性;8;X、Y;II、III、IV
(2)AaXWY;2;AXW、 AY、aXW、、aY;分离定律和自由组合定律
(3)aaXwXw (4) 略 (5)基因在染色体上,染色体是基因的载体。

设计意图:
本节内容充分体现了新课程标准提到的“总结人类对遗传物质的探索过程”这一新的理念。在人类对遗传物质的探索过程中,萨顿和摩尔根都做出了杰出的贡献。他们有独到的研究方法,有缜密的思考,有严谨的推理,并得出了科学的结论。学生可以通过活动,领悟科学家的研究方法,进行探究并得出相关的结论。本节教学难点虽然较多但有培养学生的思维能力的好素材。因此,在课堂教学过程中要想方设法将其充分展示出来。通过精心设计问题串引导学生思考,让其体会科学家的思维过程从而获得思考的乐趣,不仅教学生学会知识,更要培养学生的科学意识,教学生学会学知识,以达到课程标准的要求。
最后,通过精心设计的评价性练习等来检测教学目标,在归纳、总结、扩展的基础上,对新知识进行迁移,以实现质的飞跃。
 

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