高中生物-基因在染色体上教学设计学情分析教材分析课后反思

《基因在染色体上》教学设计教材分析“基因在染色体上”是人教版高中生物学必修2《遗传与进化》第2章“基因与染色体的关系”第2节的内容。教材按照生物学发展历程展现了人类对遗传物质探索过程的一个阶段:遗传学家萨顿在研究蝗虫的精子和卵细胞形成的过程中，运用“类比推理”的方法提出“基因位于染色体上”，摩尔根通过果蝇杂交实验提出了实验证据，现代分子生物学提出了观察证据。教材编排上，本节位于遗传因子的发现、减数分裂和受精作用之后，是联系细胞遗传学和分子遗传学的重要枢纽，在“遗传与进化”的知识体系中具有承上启下的重要作用。教学目标1.通过体验类比推理法，认识生命现象，培养生命观念。2.通过体验果蝇杂交实验分析过程，培养科学思维及科学探究能力。3.通过体验测交实验设计过程，培养实验设计以及对实验结果的交流讨论能力。三、教学重难点：

1.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2.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四、学情分析学生已学习了孟德尔的基因分离定律和基因自由组合定律，以及减数分裂过程中同源染色体的分离、非同源染色体自由组合过程，对本节的学习有一定的铺垫作用。同时，学生已经熟练掌握了遗传图解的写法。因此，学生已有的知识、相关能力都为本节课的实施打下了基础。教学过程教学内容学生活动教师组织与引导设计意图创设情景，导入新课观看荧光标记技术定位基因的图片齐读学习目标一起来看一下这幅图，这是用现代的荧光标记技术把基因定位在了染色体上。在一百多年前，萨顿和摩尔根那个时代，没有这么先进的技术，他们是如何得到“基因在染色体上”这个结论，并使之得到证明的呢？今天我们就一起来重走科学家的探索之路。先一起来看一下学习目标。根据这个学习目标，你觉得今天这节课的主人是谁？让我们一起来开启我们的探索之旅吧！创设情境并给学生留下疑问，迅速吸引学生的注意力，并激发探究欲望。萨顿的假说小组活动一：体验类比推理法1.制作非同源染色体自由组合产生不同配子模型。2.制作非等位基因自由组合产生不同配子模型。3.对两种模型进行比较，非同源染色体与非等位基因二者行为上具有什么关系？大胆猜测！萨顿首先提出“基因在染色体上”的假说，他是怎么提出来的呢？萨顿研究蝗虫的减数分裂，他发现“同源染色体分离，非同源染色体自由组合”。他又默念了几遍孟德尔的遗传规律“等位基因分离，非等位基因自由组合”。这二者之间会不会有什么联系呢？开始我们今天的第一个体验活动：体验类比推理法。观察、指导学生的小组活动。引导学生通过制作“非同源染色体自由组合产生不同配子模型”和“非等位基因自由组合产生不同配子模型”，自己发现基因与染色体的平行关系，自己用类比推理得出“基因在染色体上”假说。4.展示交流成果现在“基因在染色体上”是一个真理了吗？大家得出这个结论用的都是类比推理法，类比推理法得出的结论不具有逻辑上的必然性，所以才叫假说。假说正确与否，还需要通过实验来检验。让学生明确类比推理法的假说，需要实验验证。基因位于染色体上的实验证据1.用假说-演绎法，证明基因在染色体上。（1）观察现象，提出问题。（2）提出假说思考，回答。小组活动（二）：体验果蝇杂交实验分析过程1.利用果蝇XY染色体绘制果蝇杂交实验图解。2.设定R和r基因只位于X染色体上，Y上没有，将R和r基因贴在相应的染色体上。（参考课本上摩尔根的设想和解释）3.统计后代表现型及比例。4.展示交流成果。摩尔根曾明确表示，不相信孟德尔的遗传理论，对萨顿的假说更是持怀疑态度。他一直琢磨着做一个实验，来看看基因和染色体之间究竟是什么关系。他经常观察果蝇，有一天他在一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇，他如获至宝。同学们，如果你是一名遗传学家，你会用这只白眼果蝇来做什么？展示果蝇杂交实验。这个实验符合孟德尔的遗传规律吗？依据是什么？有什么特别的地方吗？白眼果蝇全都是雄性，这是个重大的发现。这说明红眼和白眼性状与性别表现出关联，而这个时候已经知道了果蝇的性别是由性染色体决定的。那么控制眼色的基因与性染色体之间会不会存在什么联系呢？展示果蝇染色体图。讲解果蝇染色体组成。既然我们分析控制眼色的基因与性染色体之间会可能存在联系，那我们现在用性染色体来把果蝇杂交实验模拟一遍就成了这样一幅图。展示性染色体模拟图。我假设控制眼色的基因就在性染色体上，它可能有哪些情况？大家提出了很多假说，我们下节课再来一一研究。今天我们就顺着课本上给出的摩尔根和他的同事们的假说来继续研究。控制眼色的基因在X染色体上，而Y染色体上没有。那么你根据这个假说，把它模拟在这个性染色体遗传图上，又会有怎样的规律呢？会不会和课本上摩尔根的解释一致呢？观察、指导学生的小组活动。讲述摩尔根的故事，引入果蝇杂交实验。述摩尔根讲述摩尔根源:学.科.X.K引引导学生思考，控制眼色的基因和性染色可能存在着联系。通过体验果蝇杂交实验分析过程，培养科学思维及科学探究能力。导]（3）演绎推理，实验验证。思考，回答。小组活动（三）：体验测交实验设计过程1.利用现有的果蝇设计测交实验。2.画出测交实验的遗传图解（用R、r）。3.统计后代表现型及比例。我们用性染色体图分析的结果和课本上摩尔根的分析都可以解释前面的果蝇杂交实验。现在“基因在染色体上”这个结论得到证明了吗？看看黑板上假说演绎法的步骤，我们进行到哪一步了？一个假说只能解释一个实验不行，还需要能解释和预测其它实验。所以接下来该进行哪一步？根据前面孟德尔的研究，我们如何做演绎推理？现在我们就来设计测交实验，并写出遗传图解。大家注意，常染色体基因直接写字母，如果基因在性染色体上，需要先把性染色体写出来，再把字母标在相应性染色体的右上角。如果只有X上有基因B，Y上没有就写XBY。观察、指导学生的小组活动。通过体验测交实验设计过程，培养实验设计以及对实验结果的交流讨论能力。4.展示交流成果。我问一个问题，看是不是真的懂了。测交能测什么？为什么能测？这个测交实验中出现了一只前面从来都没有的果蝇，它是？这个白眼雌果蝇有非常重要的作用，我们下节课会用到它。演绎推理完了下一步应该做？摩尔根和他的同事做了这个测交实验，他们用统计学方法处理数据，结果出现四种表现型，比例是1:1:1:1。到这里，萨顿提出的基因在染色体上的结论就被摩尔根证明了，从此摩尔根也就成了孟德尔理论的坚定支持者。锻炼语言表能力，思想交流碰撞。生成知识和能力。果蝇做实验材料的优点。思考，回答摩尔根能取得成功，除了他用了科学的研究方法外，小小的果蝇功不可没。根据我们前面的分析和你课前的预习，你觉得用果蝇做遗传实验材料的优点有哪些？明确实验选材的重要性。（4）得出结论倾听，回答选对了实验材料，实验就成功了一半。当然，摩尔根本人非常勤奋，富有进取精神。他进一步研究，发现了测定基因在染色体上相对位置的方法。根据他绘制的这幅图，我们可以清楚的看到，一条染色体上有多个基因，基因在染色体上呈线性排列。培养学生勤奋、不断进取的科研精神。三、孟德尔遗传规律的现代解释大声朗读现在，“等位基因分离，非等位基因自由组合”和减数分裂的“同源染色体分离，非同源染色体自由组合”就可以正式合体了。于是，孟德尔的遗传规律就有了一个现代解释，大声齐读一遍。明确孟德尔定律的实质结束语感悟自主探索的快乐。这节课同学们重走科学家之路，用科学的研究方法证明了“基因在染色体上”。靠自己的探索，获得真知。这是一件令人愉快并且有意义的事情吧！课下把学案上的课后巩固练习完成。升华学情分析学生已学习了必修1有丝分裂和必修2第一章遗传因子的发现及第二章第一节减数分裂和受精作用，对孟德尔的基因分离定律和基因自由组合定律，以及减数分裂过程中同源染色体的分离、非同源染色体自由组合过程都有一定的了解，学生也已经熟练掌握了遗传图解的写法，这些都为本节的学习提供了铺垫。另外，高二学生思维敏捷，学习能力强，学习生物的积极性高。喜欢挑战自我，享受探索问题给他们带来的快乐，且已养成讨论合作学习的习惯。因此，学生已有的知识、相关能力都为本节学生自主探索之路的的实施打下了基础。效果分析本节课让学生们重走科学家之路，运用科学的研究方法，通过自己的探索来获取知识。通过体验类比推理法、体验果蝇杂交实验分析过程和验测交实验设计过程，锻炼了他们的科学思维、科学探究能力，以及实验设计以及对实验结果的交流讨论能力。从课堂情况来看，同学们对本节内容兴趣浓厚，主动性很强。从学生课后学生做的巩固练习结果来看，由于学生上课通过自己的体验获取的知识，所以对知识点理解很透彻，错误较少。教材分析“基因在染色体上”是人教版高中生物学必修2《遗传与进化》第2章“基因与染色体的关系”第2节的内容。教材按照生物学发展历程展现了人类对遗传物质探索过程的一个阶段:遗传学家萨顿在研究蝗虫的精子和卵细胞形成的过程中，运用“类比推理”的方法提出“基因位于染色体上”，摩尔根通过果蝇杂交实验提出了实验证据，现代分子生物学提出了观察证据。教材编排上，本节位于遗传因子的发现、减数分裂和受精作用之后，是联系细胞遗传学和分子遗传学的重要枢纽，在“遗传与进化”的知识体系中具有承上启下的重要作用。2.2基因在染色体上巩固练习班级：小组：姓名：1.1903年美国遗传学家萨顿关于“基因在染色体上”的假说是如何提出的（）A.通过实验得出的结论B.运用假说演绎法提出的C.运用类比推理法提出的D.运用系统分析法提出的2．在人类探明基因神秘踪迹的历程中，最早证明基因位于染色体上的是（）A．孟德尔的豌豆杂交实验B．萨顿的蝗虫实验C．摩尔根的果蝇杂交实验D．道尔顿关于人类红绿色盲的研究3.下列有关性染色体的叙述正确的是（）A.存在于所有生物的各个细胞中B.其基因表达产物只存在于生殖细胞中C在体细胞增殖时从不发生联会行为D.在次级性母细胞中只可能含一条性染色体4.在正常情况下，下列有关X染色体的叙述错误的是（）A.女性体细胞内有两条X染色体B.男性体细胞内有一条X染色体C.X染色体上的基因均与性别决定有关D.黑猩猩等哺乳动物也有X染色体5.在XY型性别决定中，对性别起决定作用的细胞是（）A.精子B.卵细胞C.初级精母细胞D.初级卵母细胞6.人的性别决定是在（）A.胎儿出生时B.胎儿发育时C.形成合子时D.合子卵裂时7.豌豆的杂交实验中，高茎与矮茎杂交，F2中高茎和矮茎的比为787：277，上述实验结果的实质是（）A.高茎基因对矮茎基因是显性的B.F1自交，后代出现了性状分离C.控制高茎和矮茎的基因不在一条染色体上D.等位基因随同源染色体的分离而分开A.体细胞中B.卵细胞中C.受精卵中D.ABC中都有在细胞正常分裂的情况下，雄性果蝇精巢中一定含有两条Y染色体的是（）A.减数第一次分裂的初级精母细胞B.有丝分裂中期的精原细胞C.减数第一次分裂的次级精母细胞D.有丝分裂后期的精原细胞9.已知果蝇的红眼（W）对白眼（w）为显性。现有两红眼果蝇杂交，得到雄性50只（红眼24只，白眼26只）。据此推知双亲的基因型是（）A.Ww×WwB.Ww×WWC.XWXw×XWYD.XWXW×XWY10．关于右图中细胞的叙述，正确的是（）A．含2对同源染色体B．含1对同源染色体C．含2对等位基因D．含1个四分体11．下列关于等位基因与同源染色体的关系的叙述，正确的是（多选）（）A．等位基因位于同源染色体的相同位置上B．位于同源染色体的相同位置上的基因一定是等位基因C．等位基因位于非同源染色体上D．果蝇的生殖细胞中没有等位基因12.如图所示某生物正在进行分裂的细胞，等位基因A和a位于染色体的位置（不考虑交叉互换）可能是（）A．A位于①上，a位于⑤上B．A位于⑤上，a位于⑦上C．该细胞只有a，分别位于⑤和⑧上D．该细胞只有A，分别位于②和⑥上13.如图表示一对同源染色体及其上的等位基因，下列说法中错误的是（）A．来自父方的染色体与来自母方的染色体之间发生了交叉互换B．B与b的分离发生在减数第一次分裂C．A与a的分离发生在减数第一次分裂D．A与a的分离发生在减数第一次分裂和减数第二次分裂14．如图是科学家对果蝇一条染色体上的基因测定结果，下列有关该图说法正确的是（）A．控制朱红眼与深红眼的基因是等位基因B．控制白眼和朱红眼的基因在遗传时遵循基因的分离定律C．该染色体上的基因在果蝇的每个细胞中都能表达D．该染色体上的基因呈线性排列15.M、m和N、n分别表示某动物的两对同源染色体，A、a和B、b分别表示等位基因，基因与染色体的位置如图所示，下面对该动物精巢中部分细胞的分裂情况分析合理的是A.正常清况下，若某细胞的基因型为AABB此时该细胞的名称为初级精母细胞B.正常清况下，若某细胞含有MMmmNNnn这8条染色体，则此细胞处于有丝分裂后期C.在形成次级精母细胞过程中，图中的染色体发生复制、联会、着丝点分裂等变化D.M和N染色体上的基因可能会发生交叉互换16.性染色体为（a）XY和（b）YY的精子是如何产生的（）A.a减数分裂的第一次分裂不分离，b减数分裂的第一次分裂不分