一、教学目标
学习目标:
1.尝试用类比推理法分析基因与染色体的关系,说出基因位于染色体上的理论假说。
2.运用假说——演绎法分析摩尔根的果蝇杂交实验。
3.运用基因和染色体关系的知识阐明孟德尔遗传规律的实质。
核心素养:
1.推导染色体和基因的关系,论证基因在染色体上,领悟类比推理的研究方法。
2.通过萨顿的假说,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。
3.通过假说——演绎法培养实验探究能力及分析推理能力。
4.通过学习摩尔根由最初质疑孟德尔的遗传规律转化为鉴定支持者的科学史,认同科学研究需要敢于质疑、追求实证的科学态度,培养批判性思维。
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。
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。
二、预习导学
(一)萨顿的假说
⒈内容:基因是由_______携带着从亲代传递给下一代的。即基因在________上。
⒉依据:基因和________的行为存在着明显的关系。
3.萨顿研究问题的方法是,其得出的结论正确与否还需要__________的检验。
(二)基因位于染色体上的实验证据
⒈实验者:__________。
2.实验材料:___________。
特点:有易区分的相对性状、________、________、________、染色体少易观察。
3.果蝇颜色遗传的实验过程和现象:
P红眼(♀)×白眼(♂)
F1_______(♀、♂)
↓F1雌雄交配
F23/4红眼(♀、♂):_______(♂)
(1)显性性状为。
(2)F2的性状分离比为,符合定律。
(3)F2中雌性个体的性状为,雄性个体的性状分离比为,说明性状表现与有关。
⒋实验现象的解释:
⑴提出假说:控制白眼的基因(用表示)在染色体上,而染色体不含有它的等位基因。
写出果蝇可能的基因型:
红眼雌蝇、白眼雌蝇、红眼雄蝇、白眼雄蝇。
⑵理论解释:遗传图解:
P_____(红眼雌性)×_____(白眼雄性)
配子____________
F1_______(红眼雌性)×________(红眼雄性)
F2
5.设计测交实验:F1雄果蝇与雌果蝇测交。
6.实验结论:控制果蝇眼色的基因在_________上。
7.发展:一条染色体上有个基因。基因在染色体上呈排列。
(三)孟德尔遗传规律的现代解释
1.基因的分离定律的实质
(1)在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等基因,具有一定的。
(2)在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
2.基因的自由组合定律的实质
(1)位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是的。
(2)在减数分裂过程中,彼此分离的同时,的非等位基因
自由组合。
三、问题引领,知识探究
请你试一试,把孟德尔分离定律中的遗传因子替换成同源染色体,把分离定律念一遍,你觉得这个替换有问题吗?由此你联想到什么?
直到年美国遗传学家萨顿用蝗虫细胞做材料研究精子和卵细胞的形成过程,发现孟德尔所假设的一对遗传因子,即一对等位基因,它们的分离与减数分裂过程中同源染色体的分离非常相似。那么,基因和染色体究竟有何关系呢?
(一)萨顿的假说
阅读教材P29-30,回答以下问题:
1.萨顿发现基因与染色体有哪些关系?
2.萨顿由此提出什么推论?
萨顿依据“基因和染色体的行为存在明显的平行关系”,提出“基因在染色体上”的假说,以下哪项不属于他所依据的“平行”关系()
A.基因和染色体,在体细胞中都成对存在,在配子中都只有成对中的一个
B.非等位基因在形成配子时自由组合,非同源染色体在减数分裂中也自由组合
C.每条染色体上有多个基因
D.基因在杂交过程中保持完整性和独立性,染色体在配子形成和受精过程中,也有相对稳定的形态结构
3.分析P30“思考.讨论”,用萨顿假说解释孟德尔一对相对性状的杂交实验。
4.虽然基因在染色体上这一假说能够解释孟德尔的实验现象,但是否一定成立呢?为什么?萨顿假说的提出运用了什么研究方法?这一方法具备逻辑必然性吗?
5.怎样验证萨顿假说是正确的?
(二)基因位于染色体的实验证据
介绍美国科学家摩尔根作出的重要贡献,提醒学生注意摩尔根选用的实验材料,回忆孟德尔实验选用豌豆作为实验材料的优点,用类比的方法启发学生列出果蝇作为遗传实验材料的优点。
a.有多个能稳定遗传且易于区分的相对性状,如体色等
b.易饲养,繁殖快,能缩短研究周期
c.产生后代多,便于数量统计
d.染色体数量少,便于观察
1.分析果蝇杂交实验,提出问题:
(1)白眼性状是显性还是隐性?怎么判断?
(2)眼色基因的遗传符合孟德尔遗传规律吗?依据是?
(3)实验中什么现象是孟德尔遗传规律不能解释的?
(4)当时,性染色体已经发现,据此你能作出怎样的解释?
展示雌雄果蝇体细胞染色体示意图,介绍常染色体与性染色体。
2.对实验现象进行解释——作出假说
引导学生思考:为什么白眼性状的遗传总是和性别相关联?据此推测控制白眼性状的基因可能在什么染色体上?
探究控制果蝇眼色的基因的位置
假设:控制红眼的基因用W表示、控制白眼的基因用w表示。则控制眼色的基因的位置有几种可能的假设?
假设①:白眼基因只位于X染色体上;假设②:白眼基因只位于Y染色体上;假设③:白眼基因同时位于X、Y染色体上;小组讨论:哪种假说是正确的?
介绍位于性染色体上的基因基因型的写法,引导学生写出遗传图解、作出判断。
3.设计测交实验,演绎推理
4.实验验证,得出结论:决定果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体上,从而证明了基因在染色体上。
果蝇体细胞中染色体组成可表示为()
A.3+X或3+YB.6+X或6+YC.3对+XX或3对+YYD.3对+XX或3对+XY
果绳的红眼为伴性显性遗传,其隐性性状为白眼,在下列杂交组合中,通过眼色即可直接判断子代果蝇性别的一组是()
A.杂合红眼雌果蝇×红眼雄果蝇B.白眼雌果蝇×红眼雄果蝇
C.杂合红眼雌果蝇×白眼雄果蝇D.白眼雌果蝇×白眼雄果蝇
摩尔根通过假说演绎法证明了基因位于染色体上,那么,基因和染色体具有什么样的数量关系和位置关系呢?
展示资料,厘清关系。
(三)孟德尔遗传规律的现代解释
1.基因的分离定律的实质是: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,独立的随配子遗传给后代。
2.基因的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;在减数分离过程中,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。
四、目标检测
1.下列叙述中不能体现基因与染色体平行行为的是(
)
A.基因位于染色体上,染色体是基因的载体
B.形成配子时,细胞中成对的基因分开,同源染色体也分开,分别进入不同配子
C.形成配子时,细胞中非等位基因自由组合,非同源染色体也是自由组合
D.体细胞中成对的基因一个来自父方,一个来自母方,同源染色体也是如此
2.下列关于基因和染色体关系的叙述,错误的是()
A.染色体是基因的主要载体B.基因在染色体上呈线性排列
C.一条染色体上有多个基因D.染色体就是由基因组成的
3.果蝇的红眼(R)对白眼(r)是显性,控制眼色的基因位于X染色体上。现用一对果蝇杂交,一方为红眼,另一方为白眼,杂交后F1中雄果蝇与亲代雌果蝇眼色相同,雌果蝇与亲代雄果蝇眼色相同,那么亲代果蝇的基因型为(
)
A.XRX×XrYB.XX×XYC.XX×XYD.XX×XY
4.下列关于孟德尔遗传规律的叙述,错误的是()。
A.同源染色体分离导致等位基因分离
B.一对遗传因子就是位于一对同源染色体上的等位基因
C.同源染色体上的非等位基因自由组合
D.非同源染色体上的非等位基因自由组合
五、分层配餐
A组题
1.下列基因的遗传不符合孟德尔遗传定律的是()
A.同源染色体上的等位基因B.同源染色体上的非等位基因
C.一对性染色体上的等位基因D.位于非同源染色体的非等位基因
2.如图表示果蝇某一条染色体上的几个基因,有关叙述不正确的是()
A.由图可知,基因在染色体上呈线性排列
B.白眼和棒眼不是相对性状
C.朱红眼基因和深红眼基因是一对等位基因
D.白眼和棒眼基因不遵循分离定律
3.下列关于基因和染色体关系的叙述,正确的是(
)
A.细胞中所有的基因都位于染色体上
B.非等位基因都位于非同源染色体上
C.基因和染色体的行为存在明显的平行关系
D.同源染色体上相同位置的基因都是等位基因
B组题
某种果蝇的眼色有暗红眼、朱红眼和白眼。现用纯种朱红眼果蝇和纯种白眼果蝇进行如图所示的杂交实验。下列说法错误的是(
)
A.控制眼色的基因位于两对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律
B.F暗红眼雌蝇为双杂合子
C.F2中暗红眼果蝇有6种基因型
D.F中朱红眼与白眼果蝇杂交,后代不可能出现暗红眼
C组题
萨顿在研究蝗虫染色体形态和数目时,发现基因和染色体的行为存在着明显的平行关系,下列说法不能说明这种关系的是(
)
A.非同源染色体自由组合时,所有非等位基因也自由组合
B.如果基因型为Aa的杂合子一条染色体缺失,则杂合子可能表现隐性性状
C.基因型为Aa的杂合子形成配子时,基因数目减半,染色体数目也减半
D.基因型为XAYa的个体,A基因来自母方,a基因来自父方,X染色体来自母方,Y染色体来自父方
教学反思:
1.能灵活处理教材: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。
2.精心设置问题:课堂教学思路清晰,层层递进设置问题,具有较好的综合性,学生需要经过一定的思考方能作答,从而促进了学生对问题的讨论。
3.让学生积极参与课堂活动。本节课有一个比较明显的学生活动,那就是让学生根据摩尔根的假说写出图解解释实验现象。我是这样处理的:让学生在下面自己写出图解,同时请两个学生到黑板上共同完成一个图解,这两个学生写完后,其他的学生也基本上完成了图解,教师然后请大家就该小组的图解进行点评和分析。教学证明,这一做法取得了很好的效果:每个学生都参与了写图解的过程,又从别人的图解中发现一些与自己共同存在的问题,教师也能利用学生的图解进行及时有效的指导。