基因在染色體上教學設計基因在染色體上教學設計/NUMPAGES14基因在染色體上教學設計基因在染色體上教學設計《基因在染色體上》【課程標準】說明基因與染色體的關系；運用基因與染色體的關系闡明孟德爾遺傳規律的實質。【課程標準分析】《基因在染色體上》是人教版《生物必修②〈遺傳與進化〉》第二章第二節的內容，按照遺傳學的發展順序，在學完第一章遺傳因子的發現和第二章第一節減數分裂和受精作用的基礎上，科學家通過類比推理法以假說的形式提出基因位于染色體上。而后才以實驗的方式加以證明。本節課的內容是基于薩頓的假說，證明基因位于染色體上，這一內容的學習更加注重以學生為主體，讓學生利用第一章學到的假說演繹法推理整個過程，得出實證，更能夠激起學生對科學研究的熱愛和興趣。與此同時，孟德爾遺傳定律的現代解釋，結合了細胞學和遺傳學內容，較為深奧，選擇用微課課下教學，課堂針對性解決難點問題應當會更加高效。【教學目標】知識與技能（1）說出基因位于染色體上的理論假說和實驗證據。（2）概述孟德爾遺傳規律的現代解釋。過程與方法（1）掌握假說演繹法，并運用驗證摩爾根的果蠅實驗，證明控制白眼的基因在X染色體上，而Y上沒有對應的等位基因。（2）運用有關基因與染色體的知識闡明孟德爾遺傳規律的實質。情感態度與價值觀（1）認同科學研究需要大膽質疑，勇于實踐，提高學生對科學的熱愛。（2）參與假說演繹的推理過程，體驗成功的喜悅，鍛煉實驗設計技能。【教學重、難點】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。（二）教學難點（1）基因位于染色體上的實驗證據。（2）推動假說演繹法的使用，引導學生自主設計果蠅的測交實驗。【學情分析】（1）學生已經學習過有絲分裂、減數分裂和受精作用等細胞學基礎，掌握了生物的生殖過程、孟德爾遺傳規律等相關知識，為本節內容的學習奠定了認知基礎。（2）上一節課已經介紹了類比推理法和薩頓的假說，通過微課和課堂反饋，學生已經初步掌握并認同“基因位于染色體上”這一觀點。本節是基于薩頓的假說之后的實驗證據，運用之前的假說演繹法進行完整闡述。（3）高中生具備一定的認知能力，思維的目的性、連續性和邏輯性也已初步建立，但還很不完善，他們對事物的探究有激情，但往往對探究的目的性及過程，結論的形成缺乏理性的思考，需要教師的進一步引導。【微課教學內容及設計目的】本節內容中的微課設計包括2個部分：1.關于摩爾根設計的果蠅實驗，通過微課展示，讓學生了解基本的實驗過程和測交驗證實驗，找出其中的不足或不嚴謹進行討論；2.孟德爾遺傳定律的現代解釋，將其與細胞遺傳學結合，從染色體的角度解釋基因的分離定律和自由組合定律。這一模塊的內容需要較為復雜的圖解，使用微課可以更好地模擬各階段和過程，使得學生學習之后思路更加清晰，也更加直觀。【翻轉課堂教學設計思路】課前學習任務設計（1）學生已經學習過有絲分裂、減數分裂和受精作用等細胞學基礎，掌握了生物的生殖過程、孟德爾遺傳規律等相關知識，為本節內容的學習奠定了認知基礎。（2）通過微課學習，復習摩爾根設計的實驗，了解假說演繹法的完整過程。（3）學習之后，完成簡單的課堂反饋練習，并且，認真觀察假說演繹的各個過程，找出實驗中的不嚴謹之處，并嘗試給出解釋。（二）對學生課前學習任務的完成情況分析。對于上述任務（1）（2），學生均能夠較好地完成，在認真復習之后預習本節內容，具備初步的認知雛形，從而在課堂上更能挖掘學生對于未知的探索，發散思維，而不是禁錮在老師的照本宣科當中。對于任務（3），學生的完成通常是參差不齊，課堂反饋聯系會很好地完成，但是對于從課本中或者微課中發現問題，提出問題的能力還遠遠不夠，也就是缺乏“發現科學”的眼睛，需要加強訓練。（三）課上任務設計（1）通過微課學習，提出疑惑，自己嘗試給出初步解釋或是共同討論，頭腦風暴。（2）將不能理解或者概念混淆的知識點提出，有針對地解答，提高課堂效率。（3）運用所學解答問題，學會應用知識點。【課堂教學流程】教學步驟教師的組織和引導學生活動教學意圖導入新課微課復習摩爾根的果蠅實驗，包括提出假說，進行試驗，測交驗證和得出結論的全過程。提問引入，學生觀看了完整實驗過程后，有沒有發現不足，或者有沒有什么技術難題，邀請大家提問。重溫假說演繹法；通過閱讀了解摩爾根實驗設計的全過程并認真找出不足和技術疑問。培養學生的探究精神和用于質疑的科學態度教學步驟教師的組織和引導學生活動教學意圖一．基因在染色體上的實驗證據1．觀察實驗提出問題1.如何分辨果蠅的雌雄？(請學生自己查閱相關資料，課堂上各小組之間相互補充，完成該題)2.果蠅一直在飛，如何保證判斷的準確性？(可以用乙醚滴加到相應的廣口瓶中，制作麻醉瓶，而后放在白瓷板上觀察果蠅的大小和腹部形態進行判斷)。3.根據實驗，我們只能推出白眼基因位于性染色體上，性染色體有X和Y，為什么一定在X染色體而不在Y上呢？學生通過查閱資料，小組內自主解決該問題，雌（♀）雄（♂）大小大小形態腹部末端稍尖腹部末端呈鈍圓形顏色條紋腹部末端色淺，腹背5條黑色條紋腹部末端黑色，腹背3條條紋性梳無第一對足跗節基部有性梳2.根據課本和相關知識找出相應的解決辦法，如迷暈果蠅再進行相關操作等……3.設計假說演繹的補充實驗，重新推理整個過程，扮演小福爾摩斯。1.提高學生課外閱讀和文獻查閱能力，豐富知識；2.調動課堂氣氛，引起學生的興趣；3.創設爭相提問、爭相回答的探究氛圍，培養學生的觀察能力和問題意識。2．重提假說1．課件展示果蠅體細胞染色體圖解，明確染色體組成及性染色體的不同。2．引導學生都做一回摩爾根，試著提出解釋問題的假說。規定用w表示控制眼睛顏色的基因，紅眼W,白眼w．1．通過實驗結果，發現果蠅眼色與性別的關系，進而提出“控制眼色的基因位于性染色體上”的初步假設。探究位于哪條性染色體上。1)假說1：基因位于X染色體特有區段(XW,Y)2)假說2：基因位于X和Y染色體同源區段(XW,YW)3)假說3：基因位于Y染色體特有區段(X,YW)1.重溫常染色體和性染色體的相關知識；2.讓學生重演摩爾根當年的思維過程，培養探究問題的能力。教學步驟教師的組織和引導學生活動教學意圖3．篩選假說判斷假說是否正確首先要能解釋原有實驗的結果。若白眼基因僅位于Y染色體上，則F1和F2的雄果蠅都應該是白眼的。學生根據自己提出的假說分別畫遺傳圖解解釋摩爾根的實驗。據此排除假說3練習畫遺傳圖解來解決遺傳問題。4．驗證假說(假說演繹法)假說是否正確還要用測交進行檢驗摩爾根的哪個實驗是類似孟德爾的測交實驗？2．學生最先想到的可能會是用F1中的紅眼雌蠅和白眼雄蠅進行的雜交。給出兩組圖解分析。3．學生畫好圖解后，課件出示摩爾根所做實驗結果紅眼雌蠅：紅眼雄蠅：白眼雌蠅：白眼雄蠅=126

：132

：120：115=1：1：1：1進一步追問：依據兩種假說演繹的結果都和摩爾根的實驗結果相符，難道這兩種假說都對？而摩爾根只提出了假說1，摩爾根錯了么？還有沒有什么辦法可以幫助確定究竟哪個假說是對的？4．適時點撥：摩爾根為驗證他的假說，又設計了三個新實驗，其中之一是：將上述實驗所得白眼雌蠅和野生紅眼雄蠅進行雜交。5．讓學生再依據各自提出的假說演繹白眼雌蠅和野生紅眼雄蠅進行雜交的結果。6．學生畫好圖解后，課件出示摩爾根所做該實驗的結果：雌蠅全部紅眼，雄蠅全部白眼。1．學生分兩組分別依據假說1和假說2畫遺傳圖解演繹實驗結果。2.設計測交實驗并預測結果1）P:

XWXw×XwYw紅雌

白雄子代：XWXw

XWYw

XwXw

XwYw紅眼雌蠅：紅眼雄蠅：白眼雌蠅：白眼雄蠅=1:1:1:12）P:

XWXw×XwY紅雌白雄子代：XWXwXWYXwXwXwY紅眼雌蠅：紅眼雄蠅：白眼雌蠅：白眼雄蠅=1:1:1:13．學生繼續分組討論4．學生分兩組再分別依據假說1和假說2畫遺傳圖解演繹實驗結果。（再各找一名代表板演）1）P:XwXw

×

XWY白雌

紅雄子代：XWXw

XwY紅雌:白雄=1:12）P:XwXw

×XWYW白雌紅雄子代：XWXw

XwYW紅雌：紅雄=1：11.引導學生發現學習過程中的矛盾沖突，激發進一步探究的欲望，突破難點。2.訓練學生思維的邏輯性和開方性。3．感受科學家嚴謹治學的態度，在潛移默化中提升學生的生物科學素養。4.充分了解假說演繹法的完整過程，讓學生在推理的過程中了解生物學研究的樂趣。教學步驟教師的組織和引導學生活動教學意圖7．總結結論：“控制果蠅眼色的基因只在X染色體上，Y染色體上不含它的等位基因。”的假說是正確的。摩爾根用實驗證明了具體的基因在具體的染色體上，從此摩爾根成為孟德爾遺傳規律和薩頓的堅定支持者6.選擇正確的遺傳圖譜進行觀察，得出結論。二．基因在染色體上呈線性排列果蠅體內只有4對染色體，3對常染色體，1對性染色體，但是控制性狀表達的基因卻遠遠大于4，證明“一條染色體上含有多個基因。并且基因在染色體上呈線性排列”自主學習，了解科學新進展培養學生自主閱讀和收集信息的能力。三．孟德爾遺傳規律的現代解釋1.孟德爾兩大遺傳定律和減數分裂過程中染色體的變化行為，引導學生觀看微課。2．微課展示具有一對同源染色體攜帶一對等位基因的減數分裂過程圖。3.微課展示具有兩對同源染色體攜帶兩對等位基因的減數分裂過程圖。4.強調：只有位于非同源染色體上的非等位基因才能自由組合，且在減Ⅰ后期隨非同源染色體的自由組合而組合。5.啟發學生思考遺傳定律發揮作用的時間和適用范圍。1．回顧知識點，觀看微課，并提出自己的問題。2．總結分離定律實質3．總結自由組合定律實質。4.嘗試解答微課視頻最后的問題，用圖解的方式表示整個過程。1.重點內容，核心概念要重點突破。2.培養學生獨立思考的能力。善于運用所學解答問題。四：課堂小結以概念圖的形式課件展示完成知識梳理。使學生對本節內容有一個整體把握。【板書設計】§2.2基因在染色體上薩頓的假說實驗證據摩爾根的果蠅實驗假說演繹法基因在染色體上呈線性排列孟德爾遺傳規律的現代解釋【教學反思】1.整個推理過程中，教師說的太多，不能留下足夠的時間給學生進行思維整理和推導，所以實驗技能和科學思維的培養上效果不夠好。2.課程時間相對不夠，使得第三部分孟德爾遺傳定律的現代解釋講解不夠深入，不過有微課的輔助，可以讓學生課下反復觀看加以鞏固。

附件1《基因在染色體上》進階練習1．在人的精子形成過程中，次級精母細胞處于后期，細胞中可能有（）A．22對常染色體+XYB．22對同源染色體C．44條常染色體+XYD．44條常染色體+XX2、一個基因平均由1×103個核苷酸對構成，玉米體細胞中有20條染色體，生殖細胞里的DNA合計約有7×109個核苷酸對，因此每條染色體平均有基因的個數是（不考慮基因間區）（）×106×105C.7×105×103、果繩的紅眼為伴性顯性遺傳，其隱性性狀為白眼，在下列雜交組合中，通過眼色即可直接判斷子代果蠅性別的一組是（）A、雜合紅眼雌果蠅×紅眼雄果蠅B、白眼雌果蠅×紅眼雄果蠅C、雜合紅眼雌果蠅×白眼雄果蠅D、白眼雌果蠅×白眼雄果蠅4.對性腺組織細胞進行熒光標記，等位基因A、a都被標記為黃色，等位基因B、b都被標記為綠色，在熒光顯微鏡下觀察處于四分體時期的細胞。下列有關推測合理的是（）A．若這2對基因在1對同源染色體上，則有1個四分體中出現