“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：
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教学内容 |
教师组织和引导 |
学生活动 |
教学意图 |
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问 题 探 讨 |
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。 |
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一、萨 顿 的 假 说
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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
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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。 |
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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 |
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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 |
激发学生继续探究的兴趣 |
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二、基 因 位 于 染 色 体 上 的 实 验 证 据
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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： ① F2中的白眼雄蝇×F1红眼雌蝇→ ② 红眼雄蝇×白眼雌蝇→ ③ 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。
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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 |
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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 |
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三、孟 德 尔 遗 传 规 律 的 现 代 解 释 |
（课件展示）： ① 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。
② 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。
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师生互动
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。
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对孟德尔遗传规律重新解释认识，巩固以前所学。 |
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课 堂 小 结 |
【提示】： ① 类比推理的方法：提出了基因在染色体上（假说）； ② 摩尔根实验：确认了基因在染色体上（实验证据）； ③ 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
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学会归纳，获得科学知识。 |
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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 |
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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。