2020—2021学年人教版高中生物必修二第二章第2节 基因在染色体上 教案

基因在染色体上
一、教学目标
（一）知识目标：
1、说出基因位于染色体上的理论假说和实验证据。
2、运用有关基因和染色体的知识阐明孟德尔遗传规律的实质。
3、尝试运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上。
4、认同科学研究需要丰富的想像力，大胆质疑和勤奋实践的精神，以及对科学的热爱。
（二）能力目标
1、尝试总结归纳细胞学和遗传规律的有关知识，培养比较、归纳、总结的思维能力。
2、尝试运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上，提高分析和解决问题的能力。
3、运用有关基因和染色体的知识阐明孟德尔遗传规律的实质，锻炼批判性思维能力。
（三）情感目标：
激发对科学的热爱，认同科学研究需要丰富的想像力，在大胆质疑的同时必须小心求证，培养质疑、求实、创新以及勇于实践的科学精神。
二.、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。
三、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、教学过程
（一）、萨顿假说
请同学们认真阅读这几道题，你能做出正确的结论吗？从这些题目中，你是怎样得出结论的呢？
从这些题目中我们可以看出对题干两个词语是因果或者是包含关系，所以我们就可以在选项中找到相应关系的选项，像这样我们“由两个或两类对象在某些属性上相同的现象，推断出它们在另外的属性上也相同的一种推理方法叫类比推理”。
类比推理是一种非常重要的科学推理方法，比如我们发现光也有波所特有的一些特征，所以我们推测光也有波动性，这种科学方法也在生物学发展中发挥作用，下面就请同学们尝试运用类比推理的方法得出结论，
任务1：分析孟德尔的假说中(等位)基因（遗传因子）的动态变化
任务2：分析减数分裂过程中(同源)染色体的动态(行为和数目)变化
并完成下表：
基因的行为
染色体的行为
体细胞中的存在形式
成对
成对
配子中的存在形式
成单
成单
在体细胞中的来源
一个来自父方，一个来自母方
一个来自父方，一个来自母方
形成配子时的组合方式
自由组合
非同源染色体自由组合
传递中的性质
杂交过程中保持完整性和独立性
在配子形成和受精过程中保持稳定性
类比:基因和染色体之间具有平行关系
美国科学家萨顿用蝗虫细胞作材料，发现有一种蝗虫的体细胞中有24条染色体，生殖细胞中只有12条染色体。精子和卵细胞结合形成的受精卵，又具有24条染色体。蝗虫子代体细胞中的染色体数目，与双亲的体细胞染色体数目一样。子代体细胞中的这24条染色体，按形态结构来分，两两成对，共12对，每对染色体中一条来自父方，另一条来自母方。萨顿由此推论：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。也就是说，基因就在染色体上。
那是否就可以据此认为我们利用类比推理得出的结论就是正确的呢？其实，类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要观察和实验的检验。如何用实验证明基因就在染色体上呢？我们一起来看看美国生物学家摩尔根是怎么做的？
（二）、摩尔根果蝇实验
1.选择果蝇做遗传实验材料的原因：
易饲养，培养周期短，子代数量多；有许多易于区分的相对性状
；染色体数目少，便于观察
。
2.性别决定
（1）基础：生物的性别通常是由”性染色体”决定的。
（2）细胞内的染色体
同源染色体
按形态分
非同源染色体
常染色体：雌雄个体中相同的染色体
按与性别关系
性染色体：雌雄个体中不相同的染色体
注意：①只有
雌雄异体的生物才有性染色体。玉米、小麦等雌雄同株的植物性别决定和性染色体均不存在。
②性染色体不仅存在于生殖细胞中，
正常体细胞中也有。
③最主要的性别决定方式是由性染色体决定性别。
（3）性别决定方式
XY型
雌性：（同型）
XX
；雄性：（异型）
XY
3、实验过程
（1）发现现象，提出问题
P
红眼（雌）
×
白眼（雄）
F1
红眼
（雌、雄）
F1雌雄交配
F2
红眼（雌、雄）
白眼（雄）
3/4
1/4
提出问题：为什么F2白眼全都是雄性？
（2）作出假设
摩尔根设想：控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，而Y染色体不含它的
等位基因。
P
配子
F1
F2
XW
Y
XW
XWXW红眼（雌）
XWY红眼（雄）
Xw
XWXw红眼（雌）
XwY白眼（雄）
XWXW红眼（雌）XW
XWXw红眼（雌）
×
XwY白眼（雄）Xw
Y
XWY红眼（雄）
（3）演绎推理：测交
P（白雌）
XwXw
×
XWY（红雄）
配子
Xw
XW
Y
F1（红雌）XWXw
XwY（白雄）
（4）实验验证
摩尔根等人亲自做了该实验，实验结果如下：
红眼：126
（全雌）
白眼：120（全雄）
（5）结论：
基因在染色体上
。一条染色体上有许多基因。
摩尔根与其学生发明了基因位于染色体上相对位置的方法，并绘出第一个果蝇各种基因在染色体上相对位的图，说明了基因在染色体上呈线性排列。
思考：
细胞中的基因都位于染色体上吗？
答：不是。在线粒体和叶绿体中也有少量基因。
三、孟德尔遗传定律的现代解释
细胞遗传学研究表明：孟德尔的一对遗传因子就是位于一对同源染色体上的
等位
基因，不同对的遗传因子就是位于非同源染色体上的非等位基因。
等位基因的概念：在遗传学上，把位于一对同源染色体相同位置上，控制着相对性状的基因。
说明：非等位基因指不同对的基因。在细胞中有两种存在形式。
①非同源染色体上的基因互为非等位基因，如图中A与D。
②位于同源染色体上的基因互为非等位基因，如图中A与B、
b，a与B、b。
③D和D不是等位基因，也不是非等位基因，属于相同位置上控制相同性状的相同基因。
基因分离定律的实质是：在杂合体的细胞中，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，分别进入不同的配子，独立地随配子遗传给后代。
基因自由组合定律的实质是：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。
或者：
五、板书设计
基因在染色体上
一、萨顿假说
二、基因位于染色体上的实验证据
三、孟德尔遗传定律的现代解释
六、作业布置
完成课后练习