《基因在染色體上》教學(xué)設(shè)計(jì)

軒冬靜

教材分析：

當(dāng)孟德爾的遺傳規(guī)律被重新發(fā)現(xiàn)以后，以下問題始終沒有解決：基因在哪？基因是不是物質(zhì)實(shí)體？存在于細(xì)胞的什么位置？薩頓用蝗蟲細(xì)胞當(dāng)材料，揭示精子和卵細(xì)胞的形成需經(jīng)過減數(shù)分裂，即配子中染色體數(shù)目減半，之后精子和卵細(xì)胞再經(jīng)過受精作用結(jié)合，形成的受精卵中染色體數(shù)目又恢復(fù)為該物種體細(xì)胞中的染色體數(shù)目。他發(fā)現(xiàn)在此過程中染色體的行為與孟德爾遺傳定律中基因的行為具有驚人的一致性，因此薩頓利用類比推理的方法提出基因在染色體上的假說。這一融合了大膽想象與科學(xué)推理的假說引起摩爾根的注意，最初持懷疑態(tài)度的摩爾根以果蠅為實(shí)驗(yàn)材料，運(yùn)用假說演繹的方法把一個(gè)特定的基因和一條特定的染色體聯(lián)系起來，最終證明了基因在染色體上。本節(jié)課學(xué)生圍繞“基因在染色體上”的探索過程，精心設(shè)計(jì)學(xué)生參與的活動(dòng)，開展思維探究，訓(xùn)練思維的邏輯性和嚴(yán)密性，再次體驗(yàn)科學(xué)的思想方法，領(lǐng)略科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)求證的科學(xué)態(tài)度和大膽預(yù)言、勇于想象的創(chuàng)新品質(zhì)。

教學(xué)目標(biāo)：

1.知識(shí)與技能：理解細(xì)胞學(xué)和遺傳規(guī)律的有關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，說出基因位于染色體上的理論假說和實(shí)驗(yàn)證據(jù)，運(yùn)用有關(guān)基因和染色體的知識(shí)闡明孟德爾遺傳規(guī)律的實(shí)質(zhì)。

2.過程與方法：嘗試總結(jié)歸納細(xì)胞學(xué)和遺傳規(guī)律的有關(guān)知識(shí)，培養(yǎng)比較、歸納、總結(jié)的能力；嘗試運(yùn)用類比推理的方法解釋基因位于染色體上，提高分析問題和解決問題的能力；運(yùn)用有關(guān)基因和染色體的知識(shí)闡明孟德爾遺傳規(guī)律的實(shí)質(zhì)，鍛煉批判性思維能力。

3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀：激發(fā)對(duì)科學(xué)的熱愛，認(rèn)同科學(xué)研究需要豐富的想象力，在大膽質(zhì)疑的同時(shí)必須小心求證，培養(yǎng)質(zhì)疑、求實(shí)、創(chuàng)新以及勇于實(shí)踐的科學(xué)精神。

教學(xué)重點(diǎn)：

基因和染色體的平行關(guān)系，基因位于染色體上的理論假說和實(shí)驗(yàn)證據(jù)，孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋。

教學(xué)難點(diǎn)：

1.運(yùn)用類比推理的方法解釋基因位于染色體上。

2.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。

教學(xué)過程：

一、提問導(dǎo)入

1.教師提問

觀察減數(shù)分裂中染色體的行為和孟德爾基因分離定律中基因的行為，通過類比推理比較二者有哪些相似之處。（學(xué)生回答）

2.教師總結(jié)

一個(gè)是看不到的染色體，一個(gè)是看得見的基因，由此你得到哪些推論？（學(xué)生回答）

二、合作探究，構(gòu)建新知

1.薩頓的假說

（1）內(nèi)容

基因在染色體上。

（2）科學(xué)研究方法

類比推理法。

（3）理論依據(jù)

基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系。

說明其具體表現(xiàn)。

2.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)

（1）摩爾根介紹

（2）實(shí)驗(yàn)材料（優(yōu)點(diǎn)）

易飼養(yǎng)，繁殖快。

（3）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

說明：與孟德爾實(shí)驗(yàn)進(jìn)行類比講解摩爾根實(shí)驗(yàn)，比較相對(duì)性狀（顯隱性性狀）、實(shí)驗(yàn)過程，要求學(xué)生根據(jù)分離定律預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果，再進(jìn)一步指出雖然子二代紅眼與白眼的個(gè)體數(shù)比例為3‥1，但有性別上的差異。

提問：為什么F2代中白眼個(gè)體全部是雄性？

介紹背景知識(shí)：對(duì)果蠅的染色體已經(jīng)有了一定了解，要求學(xué)生閱讀29頁第2段，總結(jié)果蠅體細(xì)胞、精子和卵細(xì)胞可能的染色體組成。

（4）對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出假設(shè)

控制白眼的基因在X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因。

（5）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

測交實(shí)驗(yàn)（寫出遺傳圖解）。

（6）得出結(jié)論

基因在染色體上。

說明：控制果蠅白眼的基因在X染色體上，屬于伴性遺傳。

3.孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋

展示孟德爾的分離定律與自由組合定律內(nèi)容，利用基因在染色體上這一結(jié)論，對(duì)兩大遺傳定律進(jìn)行現(xiàn)代解釋。

三、課堂小結(jié)

從孟德爾豌豆實(shí)驗(yàn)、薩頓假說到摩爾根果蠅實(shí)驗(yàn)，通過類比推理和假說演繹的科學(xué)思維方法，最終得到基因在染色體上的結(jié)論。

四、教學(xué)反思

本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容邏輯推理性較強(qiáng)，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，對(duì)學(xué)生的理解能力要求較高，需要學(xué)生能夠較好地理解已學(xué)過的假說演繹法，同時(shí)能夠熟練掌握減數(shù)分裂過程的實(shí)質(zhì)。在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中，通過一條主線“基因在染色體上”連接起兩種科學(xué)思維方法，類比推理和假說演繹法，其中類比推理需要學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上及時(shí)應(yīng)用，而假說演繹則是在回顧的同時(shí)達(dá)到再次應(yīng)用加深理解的目的。從課堂上學(xué)生的反應(yīng)以及課后作業(yè)情況看，對(duì)于理科班的同學(xué)更適宜，教學(xué)效果較好，課堂中學(xué)生積極參與思考活動(dòng)，主動(dòng)探究，課堂氣氛比較活躍，節(jié)奏緊湊，但在時(shí)間上略顯緊張，學(xué)生表達(dá)得不夠充分，在難點(diǎn)問題上需要教師有效引導(dǎo)。

（責(zé)任編輯 馮 璐）