人教版必修2 基因在染色體上 教案.doc

課題第2節(jié) 基因在染色體上課型新授課教學目標1知識與技能：說出基因位于染色體上的理論假說和實驗證據(jù)。概述孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋。2情感態(tài)度與價值觀：認同科學研究需要豐富的想象力，大膽質疑和勤奮實踐的精神，以及對科學的熱愛。參與類比推理的過程，提出與薩頓假說相似的觀點，體驗成功的喜悅。重點難點【教學重點】來源:1基因位于染色體上的理論假說和實驗證據(jù)。 2孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋?！窘虒W難點】 1運用類比推理的方法，解釋基因位于染色體上。 2基因位于染色體上的實驗證據(jù)。教具準備課時安排1課時教學過程與教學內容教學方法、教學手段與學法、學情【教學過程】 前面學習了孟德爾分離定律，有哪位同學能夠把它回憶出來？在生物的體細胞中，控制同一性狀的遺傳因子（也即等位基因）成對存在，不相融合；在形成配子時，成對的遺傳因子發(fā)生分離，分離后的遺傳因子分別進入不同的配子中，隨配子遺傳給后代。也即配子中只含有每對等位基因中的一個。那同學們是否思考過這樣的問題：成對的等位基因是如何分離并分別進入不同的配子中的呢？顯示哺乳動物精子（或卵細胞）的形成過程圖解。我們知道，在減數(shù)分裂過程中同源染色體發(fā)生分離，結果配子只含每對同源染色體中的一條。在這里我們可以發(fā)現(xiàn)等位基因與同源染色體的行為有何相似之處？都存在分離現(xiàn)象：等位基因分離和同源染色體分離；配子中只有原來的一半：配子只含每對等位基因中的一個和只含每對同源染色體中的一條?；蚺c染色體到底是什么樣的關系呢？帶著這樣的問題，我們一起來學習“第2節(jié) 基因在染色體上”。1.薩頓的假說有同學看了這一節(jié)的標題以后會想：“基因在染色體上”這一結論是如何推導得出的呢？下面請同學們將孟德爾分離定律中的遺傳因子換成同源染色體，將分離定律念一遍，看看這樣替換是否有問題。由此你聯(lián)想到什么？閱讀，進行思考和討論。 是否可說明基因在染色體上?，F(xiàn)在如果我們把等位基因標在同源染色體上，并以此畫含一對同源染色體（假設其上有一對等位基因）和含二對同源染色體（假設其上各有一對等位基因）的精原細胞減數(shù)分裂示意圖。看看結果如何？基因和染色體有何相似的地方？精原細胞中基因成對存在，染色體也是成對；但配子只含有等位基因中的一個，也只是有同源染色體中的一條。另外，非等位基因在形成配子時自由組合，非同源染色體在減數(shù)第一次分裂后期也是自由組合的。 根據(jù)畫圖和大家的分析，我們可以得出什么結論？ 基因和染色體行為存在明顯的平行關系。那么基因和染色體行為主要有哪些平行關系呢？我們可以根據(jù)基因與染色體行為存在明顯的平行關系，能夠推論基因就在染色體上。這是科學研究中常用的方法之一，叫做類比推理。在研究基因與染色體的關系方面，美國遺傳學家薩頓應用類比推理法做出了突出的貢獻。他用蝗蟲細胞作材料，發(fā)現(xiàn)有一種蝗蟲的體細胞中有24條染色體，生殖細胞中只有12條染色體。精子和卵細胞結合形成的受精卵，又具有24條染色體。蝗蟲子代體細胞中的染色體數(shù)目，與雙親的體細胞染色體數(shù)目一樣。子代體細胞中的這24條染色體，按形態(tài)結構來分，兩兩成對，共12對，每對染色體中一條來自父方，另一條來自母方。薩頓由此推論：基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的。也就是說，薩頓做出了大家完全一樣的假說：基因就在染色體上。由此我們可以發(fā)現(xiàn)，只要有縝密的思考和嚴謹?shù)耐评?，我們一樣能得出與偉大遺傳學家一樣的結論。但問題是如果薩頓的推論成立，它應該能夠解釋孟德爾的豌豆雜交實驗。下面請同學們利用課本p28的“思考與討論”所提供的孟德爾一對相對性狀的雜交實驗圖解，在染色體上標注出相應基因，看看對實驗現(xiàn)象的解釋是否仍然成立？成立。那是否就可以據(jù)此認為我們利用類比推理得出的結論就是正確的呢？其實，類比推理得出的結論并不具有邏輯的必然性，其正確與否，還需要觀察和實驗的檢驗。如何用實驗證明基因就在染色體上呢？我們一起來看看美國生物學家摩爾根是怎么做的？2.基因位于染色體上的實驗證據(jù)摩爾根一開始對待孟德爾的遺傳理論和薩頓的基因位于染色體上的學說抱不相信、懷疑的態(tài)度，他認為以上兩個學說是主觀的臆測。但是盡管如此，他沒有批評、挖苦，而是認真鉆研，設計實驗，尋找證據(jù)解決疑點。摩爾根實驗的成功同樣離不開實驗材料的正確選擇-果蠅。顯示果蠅的照片，簡要介紹選擇果蠅作為遺傳學實驗研究材料優(yōu)點。從1909年開始，摩爾根就開始潛心研究果蠅的遺傳行為，并利用在一群紅眼果蠅中偶然發(fā)現(xiàn)的一只白眼雄果蠅做了如下的雜交實驗：顯示課本p29“圖2-8 果蠅雜交實驗圖解”，并簡要介紹實驗的過程與結果。根據(jù)實驗，果蠅紅眼和白眼的遺傳是否符合基因的分離定律？如何判斷？符合。因為f2紅眼和白眼之間的數(shù)量比是3:1。那通過哪一個雜交組合可判斷果蠅的顯性性狀？親本雌性紅眼果蠅和雄性白眼果蠅雜交所產生的后代全部是紅眼，說明紅眼是顯性性狀，白眼是隱性性狀。根據(jù)果蠅雜交實驗圖解，果蠅的白眼性狀遺傳有什么特點？只是雄性才出現(xiàn)白眼。哪為什么會這樣？顯示雌雄果蠅體細胞的染色體圖解，介紹果蠅體細胞中染色體的分類與數(shù)量，重點提示果蠅的性別決定方式與人類相同，同為xy型，且性染色體與性別決定有關。前面我們已經推論基因在染色體上，結合果蠅白眼性狀的表現(xiàn)總是與性別相聯(lián)系，我們又可以作出什么樣的設想？控制白眼的基因在性染色體上。當時摩爾根和他的同事也是這樣假設的，他們設想控制白眼的基因（用w表示）在x染色體上，并假設y染色體不含有它的等位基因。如是，雌性紅眼果蠅的基因型怎么寫？按照前面學過的知識，可否寫成ww？不對。那應該如何表示？因為果蠅眼色的遺傳與性染色體有關，應先把性染色體寫出來，如雌性應先寫出xx。然后把控制紅眼的基因寫在兩條性染色體的右上方，所以雌性紅眼果蠅應寫成xwxw。那又該如何去表示一個雄性白眼果蠅的基因型呢？寫成xwyw對嗎？不對。因為我們已經假設y染色體上沒有與x配對的基因w，所以不能寫成xwyw。因此雄性白眼果蠅的基因型應該表示為xwy。畫出果蠅雜交實驗的基因遺傳圖解。逐步顯示右邊的分析圖解，師生共同分析討論。從右邊的圖解可以看出，摩爾根等人的設想可以合理地解釋。但能否就說以上的解釋說是正確的呢？不能。還需要通過測交實驗加以證明。后來摩爾根他們通過測交等方法，進一步驗證了以上解釋。正是他們的工作，把一個特定的基因和一條特定的染色體-x染色體聯(lián)系起來，從而用實驗證明了基因在染色體上。從此，摩爾根成了孟德爾理論的堅定支持者。yxw雌性紅眼雌性紅眼雄性紅眼雄性白眼xwxwxw xwxwyxwy配子xwyxwxw雌性紅眼配子xwxwxw雌性紅眼xwy雄性白眼親代xwxwxwyf1雄性白眼f2實驗證明基因在染色體以后，人們又在思考：果蠅體細胞的染色體只有4對，但被人們研究過的基因就達數(shù)百個；另，人類體細胞的染色體只有23對，但攜帶的基因大約有幾萬個。這又能說明什么問題？說明一條染色體上應該有許多個基因。摩爾根與其學生經過十多年的努力發(fā)明了測定基因位于染色體上的相對位置的方法，繪出了第一個果蠅各種基因在染色體上相對位置的圖。顯示課本p30“圖2-11 果蠅某一條染色體上的幾個基因”，幫助學生理解基因在染色體呈線性排列。結合課本圖解簡單介紹現(xiàn)代分子生物技術將基因定位在染色體上的的研究成果。3.孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋。引導、幫助學生用關于基因和染色體的知識解釋孟德爾的分離定律和自由組合定律，提高學生的分析歸納能力，獲得科學知識。如可引導學生分析等位基因是如何并在何時分離的？或組織學生將兩對等位基因標在兩對同源染色體上，畫出遺傳圖解，解釋孟德爾二對相對性狀的雜交實驗。 精講1常染色體和性染色體：常染色體是指與性別決定沒有直接關系的染色體，性染色體是指與性別決定有關的染