【生物】基因在染色体上教学设计-2024-2025学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

课题第2章第2节基因在染色体上（1个课时）时间教材分析“基因在染色体上”安排在遗传因子的发现、减数分裂和受精作用之后，伴性遗传之前，是一节承上启下的教学课。本节内容的教学将遗传规律与其细胞学基础紧密联系，有利于学生深入理解遗传的基本规律，同时让学生有了性染色体上有基因分布的认识，为之后伴性遗传的学习做了铺垫。学情分析基于学生已掌握藏数分裂和分离定律,自由组合定律,梳理萨顿假说提出的依据较为顺利,列表或绘图比较基因和染色体的行为变化,帮助学生体验科学家的思维过程。让学生在染色体上标注基因,以图形绘制的形式让学生直观体会减数分裂中基因与染色体的行为存在通过绘制减数分裂过程图,复习减数分裂I同源染色体分开,非同源染色体自由组合,强化减数分裂模型,铺垫基础知识。在染色体上标注基因,辨析相同基因,等位基因,同源染色体等概念,带领学生分析减数分裂过程中,基因随染色体移动的过程。基于减数分裂模型再解基因的传递规律,得出孟德尔分离定律和自由组合定律的实质。教学目标1.基于基因和染色体的相关事实，运用归纳、概括、演绎推理等科学思维，阐明基因在染色体上，进一步体会假说一演绎法。（生命观念、科学思维）2.从基因和染色体关系的角度，对孟德尔遗传规律作出现代解释。（科学思维）3.认同科学研究需要丰富的想象力，敢于质疑、探索求真的科学精神，以及对科学的热爱。（科学思维、科学探究）教学重难点1.教学重点(1)基因位于染色体上的假说和实验证据。(2)对孟德尔遗传规律作出现代解释2.教学难点(1)对果蝇杂交实验结果的解释和验证。(2)等位基因与同源染色体、非等位基因与非同源染色体的关系。教学内容及流程学习任务教学过程（第1课时）备注问题探讨【问题探讨】人有46条染色体，但是旨在揭示人类基因组遗传信息的人类基因组计划却只测定人的24条染色体的DNA序列。思考：1.对人类基因组进行测序，为什么首先要确定测哪些染色体？2.为什么不测定全部46条染色体？创设问题情境，有目的地引导学生思考基因和染色体的关系，激发探究的兴趣。萨顿的假说【教师讲述】1903年，美国科学家萨顿用蝗虫细胞作材料，研究精子和卵细胞的形成过程。发现等位基因的分离与同源染色体的分离非常相似。提出萨顿假说：基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。假说依据：【课堂探究】如果你也认同基因在染色体上，请在图中的染色体上标注基因的符号（用D和d表示），解释孟德尔一对相对性状的杂交实验。教师演示类比推理的方法及过程,让学生在回顾减数分裂和分离定律的过程中归纳看得见的染色体和看不见的基因之间存在的关系,理解萨顿提出基因在染色体上的假说的理由。基因在染色体上的实验证据【思考讨论】萨顿经推理得出的结论-基因在染色体上究竟是否正确呢？【教师讲述】摩尔根的果蝇实验：果蝇的优点：①易饲养，繁殖快②后代多③相对性状多且明显④染色体数目少，便于观察（3对常染色体+1对性染色体——XY型性别决定方式）【思考讨论】1909年起，摩尔根开始潜心研究果蝇的遗传行为。1910年5月的一天，摩尔根在实验室中偶然发现一只白眼雄果蝇。白眼性状是如何遗传的？思考：1.是否符合孟德尔遗传定律？如何解释？F1是3：1说明红显白隐，F2是3：1符合分离定律，说明果蝇颜色由一对等位基因控制。2.特殊在什么地方？白眼性状的表现总是与性别相关联3.当时，性染色体已经发现，据此你能作出怎样的解释？可能在性染色体上。【教师讲述】果蝇的性别决定与Y染色体无关，与X的条数有关。【教师讲述】由以上两条推出眼色基因位于X染色体上，Y染色体不含其等位基因。写出果蝇杂交实验的遗传图解进行分析。【思考讨论】摩尔根等人的设想可以合理地解释实验现象。但是判断一种设想或假说是否正确，仅能解释已有的实验现象是不够的，还应运用假说-演绎法，预测另外设计的实验结果，再通过实验来检验。你能运用上述果蝇杂交实验的知识设计一个实验，来验证他们的解释吗？【教师讲述】用F1的红眼雌果蝇与白眼雄果蝇进行测交实验；再选其中的白眼雌果蝇与红眼雄果蝇交配，得到实际后代的数量比例。【教师讲述】梳理摩尔根运用假说演绎法的过程。摩尔根等人的工作将一个特定的基因和一条特定的染色体(X染色体)联系起来。通过实验证明了基因在染色体上。并且得出：①一条染色体上有许多个基因②基因在染色体上呈线性排列【教师讲述】摩尔根团队发现基因位于染色体上后，又发现位置相近的基因是相互连锁的，摩尔根和学生斯特蒂文特想出了一个巧妙的方法“三点测交”有效定位了基因在染色体上的位置，并绘制出了第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置图。【教师讲述】摩尔根团队的其它研究成果：①发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法②证明了基因在染色体上呈线性排列③发现了遗传第三大定律—基因的连锁和互换定律等沿着假说-演绎法的流程进行设想或验证,根据实验现象作出多种猜想和假说，绘制遗传图解解释实验现象,逐步排除不合理的假说。在演绎推理环节，设法鼓励学生选择测交亲本组合,并进行演绎推理,确定合适的测交亲本,确定合理的假说,有效开拓学生的思维，打破思维的局限性。客观呈现科学家的研究成果,不仅能使学生直观感受到生物现象的复杂性,而且能让他们深刻体会到科学家乐于探索、勤奋实践的科学精神,尊重事实和证据的科学思维。经过分析、推理，培养学生的逻辑推理能力和想象力。孟德尔遗传规律的现代解释【教师讲述】基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，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，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。【教师讲述】基因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，同源染色体上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。【教师讲述】依据“基因在染色体上”的理论,在重温减数分裂过程中染色体的变化之后,将两对等位基因标注在两对同源染色体上，让学生体会等位基因随着同源染色体的分开面分离、非同源染色体上的非等位基因自由组合,顺理成章地归纳出分离定律和自由组合定律的实质。基因间的位置关系中有等位基因、非同源染色体上的非等位基因,还有同源染色体上的非等位基因。在同一条染色体上的两对或多对非等位基因的传递方式要依据染色体的行为来进行判断。如果在减数分裂联会时,染色体没有出现互换现象,就会产生两种配子;而如果出现了染色体片段的互换,则一次减数分裂就会产生四种配子。设计本环节的目的在于提醒学生分析遗传学现象时,首先要判断基因间的位置关系,这是解决问题的关键。小结与练习【课堂小结】同板书【课堂练习】处理教材中的思考讨论、练习与应用，处理双导学案和分层作业引导学生关注知识内容的梳理，尝试构建概念图。板书设计2.2基因在染色体上作业布置【课后作业】1.完成分层训练课后素养评价、2.完成双导学案对应内容和下一节问题式预习部分教学反思首先，考虑到学生的认知水平及知识的承上启下，我把前面所学的“减数分裂中染色体行为”和“孟德尔豌豆杂交实验中基因的行为”作为问题探讨，通过类比推理，猜想基因和染色体的关系。其次，本节课补充了“摩尔根的果蝇的测交”内容，这有利基本知识目标的达到成，也理清了摩尔根实验验证的逻辑顺序；由于补充了内容，上课时间很紧，故运用类比推理的方法，推断基因与DNA长链的关系的“技能训练”安排到课后练习完成。最后是教材内容的整合：在课堂练习中，设计了一道回顾科学史的练习。通过对科学史的回顾，学生不仅把前面的知识联系起来了，而且对整个有关“基因”的研究过程有了一个比较全面而整体的认识，使学生对科学家们所作的贡献和取得的成果有了一个系统的了解。借助基因在染色体上呈线性排列的结