《基因在染色體上》一節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)

賈國祥

【關(guān)鍵詞】 生物教學(xué)；《基因在染色體上》；教學(xué)設(shè)計(jì)

【中圖分類號(hào)】 G633.9 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A

【文章編號(hào)】 1004—0463（2017）08—0127—01

《基因在染色體上》這節(jié)課主要包括兩部分內(nèi)容：一部分是薩頓的假說，另一部分是摩爾根的基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。但教材內(nèi)容在編排上比較抽象、零亂，學(xué)生接受起來難度較大。為了使內(nèi)容顯得通俗易懂，讓學(xué)生更易接受，筆者認(rèn)為在教學(xué)過程中應(yīng)該從以下幾個(gè)方面進(jìn)行探究。

一、借助圖形來形象說明類比推理法及薩頓的假說

通過以上圖形的比較，直觀、形象地闡明了類比推理法及染色體與基因的行為存在著明顯的平行關(guān)系。

1. 類比推理法概念。其是由兩個(gè)或兩類對(duì)象在某些屬性上相同的現(xiàn)象，推斷出它們?cè)诹硗獾膶傩陨弦蚕嗤囊环N推理方法。 如，19世紀(jì)，物理學(xué)家在研究光的性質(zhì)時(shí)，曾經(jīng)將光與聲進(jìn)行類比。聲有直線傳播、反射和折射等現(xiàn)象，其原因在于它有波動(dòng)性。后來發(fā)現(xiàn)光也有直線傳播、反射和折射等現(xiàn)象，因此推測光也可能有波動(dòng)性。這種推理就是類比推理。

2. 染色體與基因的行為關(guān)系。

（1）基因在雜交過程保持完整性、獨(dú)立性，染色體在配子形成過程和受精過程中，也有相對(duì)穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)。

（2）在體細(xì)胞中基因成對(duì)存在，染色體也是成對(duì)的。

（3）體細(xì)胞中成對(duì)的基因一個(gè)來自父方，一個(gè)來自母方，同源染色體也是如此。

（4）非等位基因在形成配子時(shí)自由組合，非同源染色體在減數(shù)第一次分裂后期也是自由組合。

于是，薩頓將看不見的基因與看得見的染色體的行為進(jìn)行類比，根據(jù)其驚人的一致性，推斷兩者行為存在著明顯的平行關(guān)系。最終提出自己的假說：基因在染色體上。那么這個(gè)假說是否正確，還需通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。

二、用假說——演繹法來推理摩爾根的基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)

摩爾根在證明基因在染色體上的試驗(yàn)中，采用的方法和孟德爾的遺傳實(shí)驗(yàn)方法相同，假說—演繹法。

1. 觀察實(shí)驗(yàn)，提出問題

摩爾根關(guān)于果蠅眼色的遺傳實(shí)驗(yàn)

P 紅眼（雌）×白眼（雄）

F1 紅眼（雌、雄）

F2 紅眼（雌、雄） 白眼（雄）

3/4 1/4

果蠅的雜交試驗(yàn)完全符合孟德爾的一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并且摩爾根經(jīng)過仔細(xì)的觀察，發(fā)現(xiàn)F1 紅眼雌、雄果蠅交配，在F2中，紅眼既有雌果蠅又有雄果蠅，但是白眼全是雄果蠅，性狀的表現(xiàn)與性別有聯(lián)系。從而提出問題：白眼性狀的表現(xiàn)為什么總是與性別相聯(lián)系？

2. 分析問題，作出假說。摩爾根設(shè)想，若控制白眼基因（w）在X染色體上，而Y色體上不含有它的等位基因，那么親代紅眼雌果蠅的基因型為XWXW，白眼雄果蠅的基因型為XwY，摩爾根關(guān)于果蠅眼色的遺傳實(shí)驗(yàn)解釋如下：

P 紅眼（雌） XWXW× 白眼（雄）XwY

F1 XWXw 紅眼（雌、雄）XW Y

F2 XWXW XWXw XW Y XwY

紅眼（雌）：紅眼（雄）：紅眼（雌）：白眼（雄）

紅眼：白眼=3：1

假說完全解釋了果蠅雜交試驗(yàn)提出的問題，也符合孟德爾的遺傳假說，那么這個(gè)假說是否正確，還需要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，孟德爾采用測交試驗(yàn)，摩爾根也是如此。

3.演繹推理，驗(yàn)證假說。

采用測交試驗(yàn)。

（1）測交試驗(yàn)理論上的推測

F1 紅眼（雌）XWXw×白眼（雄）XwY

F2 XWXW XwXw XW Y XwY

紅眼（雌）：白眼（雌）：紅眼（雄）：白眼（雄）

1：1：1：1

（2）測交試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果

統(tǒng)計(jì)的結(jié)果與理論上的推測完全符合假說，則假說就是正確的。

4.驗(yàn)證成立，得出結(jié)論。通過以上測交試驗(yàn)，驗(yàn)證了假說是正確的，從而證明了基因在染色體上。

三、運(yùn)用設(shè)疑和課件來說明基因在染色體上呈線性排列

設(shè)疑：果蠅體細(xì)胞內(nèi)有4對(duì)染色體，被人們研究過的基因就達(dá)數(shù)百個(gè)，而人的體細(xì)胞只有23對(duì)染色體，卻有3～3.5萬個(gè)基因，基因既然在染色體上，基因與染色體可能有怎樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系呢？

通過分析得出：一條染色體上有許多個(gè)基因，基因在染色體上呈線性排列。

四、總結(jié)出孟德爾的基因分離定律與基因自由組合定律的現(xiàn)代解釋

通過上面的學(xué)習(xí)，我們知道了基因位于染色體上，孟德爾所說的一對(duì)遺傳因子就是位于一對(duì)同源染色體上的等位基因。不同對(duì)的遺傳因子就是位于非同源染色體上的非等位基因。

通過這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)，一方面使教學(xué)內(nèi)容更加充實(shí)、豐富，讓學(xué)生對(duì)基因?yàn)槭裁丛谌旧w上以及摩爾根的基因位于染色體上實(shí)驗(yàn)理解得更加透徹。另一方面，在教師的整體調(diào)控下，學(xué)生通過動(dòng)眼觀察、動(dòng)腦思考、動(dòng)手練習(xí)親身經(jīng)歷了知識(shí)的形成和發(fā)展過程。整個(gè)教學(xué)過程以一個(gè)個(gè)層層遞進(jìn)的問題為驅(qū)動(dòng)，使學(xué)生對(duì)知識(shí)的探究由表及里，逐步深入。編輯：張 昀