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基因在染色體上教學設計

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  • 發布時間:2015-05-01 05:03:00
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“基因在染色體上”教學設計
課題:
普通高中課程標準實驗教科書生物《遺傳與進化(必修2》(人教版)第2章第2節。
內容分析:
本節教材內容是“總結人類對遺傳物質的探索過程”的一部分,是在第1章人們如何發現遺傳因子的存在以及上一節《減數分裂和受精作用》的基礎上引過來。因此,第1章和本章的第1節是本節學習的基礎。“問題探討”的目的是讓學生由此聯想:基因和染色體的行為似乎是一致的,并進一步通過 “問題探討”所提供的資料,讓學生在頭腦中形成新的認知沖突:基因與染色體之間究竟是什么關系?很顯然,讓學生帶著問題和探究的興趣來學習是本節的最大特點。
“基因位于染色體上”這一觀點首先是由薩頓提出的,而薩頓的假說是運用了“類比推理”方法。類比推理得出的結論并不具有邏輯的必然性。因此,在教學設計時既要充分利用好教材資源, “落實探究性學習”的課程理念,又要想辦法引導學生去細細體會“基因位于染色體上”的實驗證據。以摩爾根的實驗為主干,通過問題串的形式,層層深入,引導學生逐步揭開遺傳的奧秘,最終證實基因的確位于染色體上。并且進一步說明一條染色體上有許多個基因,基因在染色體上呈線性排列。
關于孟德爾的豌豆雜交實驗及其在此基礎上提出的遺傳規律,學生循著科學家的探索足跡,不僅在觀念上逐漸認同,在知識結構上也形成了比較完整的認識。因此,教材安排了“孟德爾遺傳規律的現代解釋”,以幫助學生進行歸納總結。
本節的“技能訓練──類比推理”,目的是幫助學生進一步掌握類比推理的科學方法,并且為下一章的學習打下伏筆。“科學家的故事”用敘事式的寫法,介紹了染色體遺傳理論的奠基人──摩爾根的杰出貢獻、科學態度、科學精神,以及高尚的人品,幫助學生在了解科學家的事跡的同時,受到情感態度價值觀的教育
知識目標:
1.說出基因位于染色體上的理論假說和實驗證據。
2.運用有關基因和染色體的知識闡明孟德爾遺傳規律的實質。
能力目標:
1. 嘗試運用類比推理的方法,學會如何提出假說。
2. 通過摩爾根實驗,學會邏輯推理能力、設計實驗能力以及分析問題的能力。
情感目標:
1. 認同觀察、提出假說、實驗的方法在建立科學理論過程中所起的重要作用。
2. 認同科學研究需要豐富的想像力,大膽質疑和勤奮實踐的精神,以及對科學的熱愛。
教學重點:
1.基因位于染色體上的理論假說和實驗證據。
2.孟德爾遺傳規律的現代解釋。
教學難點:
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。
技術媒體:
多媒體課件
課時安排:
1課時
教學流程圖:
 

教學過程

教學內容

教師組織和引導

學生活動

教學意圖

引導學生閱讀“問題探討”一欄的內容。

將分離定律中的遺傳因子換成同源染色體,這個替換有問題嗎?為什么?由此你聯想到什么?

〖提示〗這個替換似乎可行。

閱讀思考

引入新課

通過閱讀初步體會類比推理的方法。

一、薩

 

介紹薩頓其人

課件展示 蝗蟲細胞減數分裂及受精作用圖解。

引導 孟德爾假設的一對遺傳因子,也就是等位基因,它們的分離與減數分裂中同源染色體的分離非常相似。

提出問題  科學家發現基因與染色體有哪些平行關系?由此,你會聯想到什么?

點撥

1.    基因在雜交過程中保持完整性和獨立性;染色體在配子形成和受精過程中,也有相對穩定的形態結構。

2.    在體細胞中基因成對存在、在配子中成單存在;染色體在體細胞中也是成對存在、在減數分裂形成配子時則只有成對的染色體中的一條

3.    體細胞中成對的基因一個來自父方,一個來自母方;同源染色體也是如此。

2.    4非等位基因在形成配子時自由組合,非同源染色體在減數第一次分裂后期也是自由組合。

3.       很顯然,基因和染色體行為存在著明顯的平行關系。

4.    推論】 基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的——基因在染色體

聽講

 

學生觀察圖解并思考問題

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

感受科學家的成就

 

 

 

引導學生自己發現基因和染色體行為的平行關系。

 

一方面鞏固對減數分裂的認知;另一方面為后面教學做準備。

思考與討論P28

(引導學生在染色體上標注基因)

思考、

標注

學生體會成功的喜悅

類比推理:這只是假說,證明假說是否成立要拿出實驗證據。歷史上誰作出了貢獻呢?

聽講、閱讀

發學生繼續探究的興趣

二、基

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

實驗材料—果蠅

優點】  ①個體小易飼養 ②繁殖速度快 ③有各種易于區分的性狀等

課件展示】:

摩爾根實驗過程及分析:

相對性狀:紅眼(顯性)—白眼(隱性)

【問題1  果蠅的白眼性狀遺傳有什么特點?F2代中白眼為什么全部是雄性?

分析

【問題2 如何解釋果蠅白眼性狀的遺傳?

假設 如果控制果蠅眼色的基因用字母W(w)表示。首先可排除該基因在Y染色體上:若在Y 染色體上,F2是白眼,則逆推F1雄性應為白眼,與事實不符。

假設控制白眼性狀的基因W位于X染色體上,是隱性的摩爾根的兩組果蠅雜交實驗的遺傳圖解如下:

 

后代有四種表現型:紅眼雌蠅、白眼雌蠅、紅眼雄蠅、白眼雄蠅,比例是1:1:1:1。圓滿地說明了實驗結果。

【問題3 這種解釋能否成立呢?(需要驗證)

【問題4 如何驗證?引導學生想到測交方法

摩爾根所作的測交實驗:

       F2中的白眼雄蠅×F1紅眼雌蠅

       紅眼雄蠅×白眼雌蠅

       白眼雄蠅×白眼雌蠅

實驗結果跟預期完全符合假設得到證實——白眼基因位于X染色體上

結論】  基因在染色體上。

閱讀課本相關信息

 

 

 

依據老師的引導提問、思考、討論、作答

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

寫出相關的遺傳圖解。

 

 

理解實驗材料的選擇對科學研究的重要性

 

 

引導學生體會科學家嚴謹的求實態度和務實的工作作風

 

 

 

 

師生互動:

經過分析、推理,培養學習能力,認同基因在染色體上

 

 

 

 

培養邏輯推理能力和想像力

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

培養設計實驗的能力

 

 

 

認同基因位于染色體上

介紹現代分子生物學技術的研究成果

通過科學家的工作,很多基因都定位在染色體上。

(課件展示) 

 

思考 基因與染色體的關系?

小結 一條染色體上有許多個基因,基因在染色體上呈線性排列。

觀察、

聽講

認同基因在染色體上呈線性排列

三、孟

課件展示)

            基因的分離定律的實質:在雜合體的細胞中,位于一對同源染色體上的等位基因,具有一定的獨立性;在減數分裂形成配子的過程中,等位基因隨同源染色體的分開而分離,獨立地隨配子遺傳給后代。

 

            基因的自由組合定律的實質:位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的;在減數分裂過程中,同源染色體的等位基因彼此分離的同時,非同源染色體上的非等位基因自由組合。

 

互動

 

 

 

 

 

 

 

 

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。

 

 

 

 

 

 

對孟德爾遺傳規律重新解釋認識鞏固以前所學。

【提示】:

       比推理的方法:提出了基因染色體上(假說)

       摩爾根實驗:確認了基因在染色體上(實驗證據)

       關于基因和染色體的知識:孟德爾遺傳規律的現代解釋

嘗試歸納本節知識

 

學會歸納,獲得科學知識。

技能訓練

課后運用類比推理的研究方法,推斷基因與DNA長鏈的關系。

閱讀思考

知識遷移

評價練習

1.課本P31 練習

2.屏幕展示(如下所示)

思考回答

學以致用

形成性評價練習:
一、選擇題(每小題只有一個選項符合題意)
1. 下列關于基因和染色體關系的敘述,正確的是( B )
A.基因全部位于染色體上 B.基因在染色體上呈線性排列
C.一條染色體上有一個基因 D.染色體就是由基因組成的
2. 一對同源染色體上( C )
A、只有一對等位基 B、全部都是等位基因
C、可能有多對等位基因 D、至少有一對等位基因
3.最初用實驗證明基因在染色體上的科學家是( C )
A.孟德爾 B.薩頓 C.摩爾根 D.沃森、克里克
4.下列關于基因在細胞中存在方式的敘述,正確的是( A )
A.在體細胞中成對存在,在配子中成單存在 B.在體細胞和配子中都成單存在
C.在體細胞中成單存在,在配子中成雙存在 D. 在體細胞和配子中都成雙存在
二、簡答題
5. 右圖為果蠅體細胞的染色體圖解,圖中II、III、IV、X、Y表示染色體,A、a、W表示基因。試據圖回答下列問題:
(1)此圖所示果蠅的性別是什么?細胞中有幾條染色體?其中性染色體和常染色體分別是哪些?
(2)此果蠅的基因型是什么?如果此圖表示果蠅的一個精原細胞,則減數分裂該精原細胞產生的配子的基因型有幾種?該果蠅可產生哪幾種基因型的配子?在產生配子時,遵循的遺傳規律有哪些?
(3)若W、w分別控制果蠅眼睛的紅色和白色,A、a分別控制果蠅翅的長和短,則短翅白眼雌果蠅的基因型是什么?
(4)若該果蠅與一只短翅白眼雌果蠅交配,請用遺傳圖解表示后代的性狀表現和基因型。
(5)從果蠅的眼色遺傳中可以反映出基因與染色體的關系如何?

參考答案:(1)雄性;8;X、Y;II、III、IV
(2)AaXWY;2;AXW、 AY、aXW、、aY;分離定律和自由組合定律
(3)aaXwXw (4) 略 (5)基因在染色體上,染色體是基因的載體。

設計意圖:
本節內容充分體現了新課程標準提到的“總結人類對遺傳物質的探索過程”這一新的理念。在人類對遺傳物質的探索過程中,薩頓和摩爾根都做出了杰出的貢獻。他們有獨到的研究方法,有縝密的思考,有嚴謹的推理,并得出了科學的結論。學生可以通過活動,領悟科學家的研究方法,進行探究并得出相關的結論。本節教學難點雖然較多但有培養學生的思維能力的好素材。因此,在課堂教學過程中要想方設法將其充分展示出來。通過精心設計問題串引導學生思考,讓其體會科學家的思維過程從而獲得思考的樂趣,不僅教學生學會知識,更要培養學生的科學意識,教學生學會學知識,以達到課程標準的要求。
最后,通過精心設計的評價性練習等來檢測教學目標,在歸納、總結、擴展的基礎上,對新知識進行遷移,以實現質的飛躍。
 

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