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1、第二章 遗传与进化 第二节 遗传的染色体学说一、教学目标【知识目标】1了解基因与染色体在细胞分裂中的平行行为。2了解遗传的染色体学说的内容。3能用遗传的染色体学说阐明孟德尔的分离定律和自由组合定律的实质。【能力目标】1 尝试运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上，使学生学会严密的推理思路，训练学生逻辑思维的能力。2 培养学生的语言表达能力以及实践动手的能力。【情感态度与价值观】1认同遗传学的建立是一个开拓、继承、修正和发展的过程。2. 体会科学研究的多维性，围绕某个问题的科学研究往往不只是从一个角度展开的。3培养学生勇于探索、团结合作、尊重科学、乐于探索生命奥秘、勇于自我否定的精神。二、教材
2、分析在细胞和分子模块中，学生已经掌握了“核酸是一切生物的遗传物质；细胞核是遗传物质储存、复制的主要场所，是细胞遗传特性和代谢活动的控制中心”，但是对基因是什么，基因与核酸、染色体是什么关系，都还未学习。在遗传与进化模块中，在本节知识之前，学生先学习孟德尔的遗传的两个基本定律和减数分裂的过程，再学习遗传的染色体学说，这样的教学顺序安排体现了科学研究的真实过程，更能使学生体会遗传学的建立是一个不断实验、研究、推理、修正和发展的过程，也能使学生更好地体会科学研究往往是多角度的、多维度的。同时，这种重新演绎当年科学家探究过程的教学安排，利用了“类比推理”方法，是对“假说演绎法”科学方法的进一步培养。学
3、生在学习本节内容之前，对孟德尔的遗传两个基本定律和减数分裂过程的有关知识的理解是相互孤立的，从内容上根本没有把这两者联系起来，这样就不能解释基因分离和自由组合的实质，使基因的传递规律显得十分抽象，没有实实在在的细胞学基础，也使减数分裂与遗传物质的传递相隔绝，使减数分裂的过程游离于遗传之外。通过本节知识的学习，使学生清楚基因和染色体的关系，真正把抽象的基因具体化，能够从减数分裂的角度理解基因的分离和自由组合定律的实质，把遗传与减数分裂、基因与染色体的关系真正融合起来。通过本节内容的学习，也为后面伴性遗传、基因的表达、基因重组、染色体畸变、生物进化的变异来源、人类遗传病的传递规律等内容的学习，奠定
4、了坚实的基础。可以说，本节内容确实具有承前启后的重要作用。三、教学重难点重点：基因位于染色体上的假设和实验证据；孟德尔遗传规律的现代解释。难点：类比推理方法的运用四、课时安排 1课时。五、学情分析学生在学习本模块内容之前，已经粗略地了解了核酸是生物的遗传物质，清楚了细胞核在生物遗传中的作用，也清楚了基因的分离定律和基因的自由组合定律的有关内容，同时又学习了有丝分裂和减数分裂的过程，并且高中学生已经具有比较强的分析、推理的抽象思维的能力，为本节课的遗传的染色体学说的学习奠定了知识与能力上的基础。学生在学习前面的知识后，也期待更深入地了解基因与染色体的关系、基因的分离定律和自由组合定律产生的原因，
5、因而对本节知识的学习有心理上的准备。高中学生也具有较强的动手能力，使本节课孟德尔定律的细胞学基础的教学过程能够顺利得以实施。但是，本节课的内容比较抽象，学生对类比推理的方法比较难理解，因此需要教师在教学中应用多种教学手段，激发学生的学习兴趣，将微观的内容具体化、形象化，从而提高学习效果。六、教学过程（一）创设情境，导入新课导入如果对孟德尔的实验作进一步的思考，一定会提出很多疑问：基因(即遗传因子)是抽象的概念还是客观存在的实体？它究竟存在哪里？性质怎样？遗传的规律性有没有可以观察的实验依据？可以说，孟德尔遗传定律所提出的问题远比它所解决的问题多得多。那么孟德尔的“遗传因子”在细胞中是否真正有相
6、应的结构？科学家们发现基因的分离定律和自由组合定律是生物体在前后代传递遗传物质时的传递规律，而减数分裂又是生物体在形成有性生殖细胞时的分裂方式，这二者是否有联系呢？ （二）问题探究，学习新知1、遗传的染色体学说教师活动多媒体呈现材料：孟德尔定律从新发现不久，引起人们的极大兴趣。1902年，美国细胞学家萨顿（W.S. Sutton 18771916）和德国胚胎学家鲍维里(THBoveri 18621915），他们独立地认识到豌豆产生配子时孟德尔的遗传因子的行为和减数分裂中的一种物质的行为有着精确的平行关系。多媒体呈现问题一：请分析，你认为这是什么物质？这种物质与孟德尔的遗传因子（基因）的行为有哪
7、些平行关系？（这个问题的提出相当于对第一章的巩固）教师可以提示分析的方法：先分析基因的分离定律和自由组合定律中孟德尔提出的基因有哪些行为，再分析减数分裂中什么物质也有相似行为，然后进行联系归纳。学生活动学生以四人小组为单位进行分析、讨论、交流。然后，学生小组为单位，汇报讨论的结果。师生总结：（1） 孟德尔对基因的存在和行为的假设： 基因在体细胞中成对存在，其中一个来自母本，另一个来自父本 基因在生殖细胞中成单存在 F1体细胞内成对的等位基因各自独立，互不混杂 F1形成配子时，等位基因的分离，非等位基因表现出自由组合（2）同源染色体的存在和行为与以上基因的存在和行为有一致现象，具体表现为： 同源
8、染色体在体细胞中成对存在，一个来自母方，一个来自父方 同源染色体经过减数分裂，在生殖细胞中成单存在 在体细胞中存在的两条同源染色体各自独立，互不混杂 在原始的生殖细胞形成配子进行减数第一次分裂时，同源染色体分离，非同源染色体表现出自由组合教师活动多媒体呈现问题二：对此现象，你可能作出怎样的推测？学生活动学生讨论后得出结论：可能基因在染色体上，染色体是基因的载体。教师总结这也正是科学家摩尔根当时在实验的基础上得出的结论：孟德尔的“遗传因子”与配子形成和受精过程中的染色体传递行为具有平行性，孟德尔的遗传因子位于染色体上体。教师讲解迄今为止，从最高等的哺乳动物到最低等的细菌和病毒，基因在染色体上的原
9、理都是适用的。基因论科学地反映了生物界的遗传规律。基因论的提出，标志着现代遗传学的正式建立。有人曾对遗传的染色体学说的建立作了一个形象的比喻：若将孟德尔学说比作是从生物雄壮的交响乐中分解出七个音符，那么摩尔根的染色体遗传理论则不仅证实了六弦琴上六根琴弦的存在，而且证明了这七个音符就是从这只大弦琴上发出来的。教师活动多媒体呈现问题三：基因在染色体上怎么存在？一基因一染色体吗？教师提示：人体的体细胞中有几条染色体，又有多少个基因？学生活动讨论回答。教师活动讲解：一条染色体上有许多的基因，基因在染色体上呈直线排列。教师活动通过我们对以上知识的学习呢，我们就已经建立的染色体的细胞学说，多媒体呈现问题四
10、：遗传的染色体学说的基本内容是什么？学生活动思考得出：基因在染色体上，染色体是基因的载体。教师活动多媒体呈现问题五：遗传的染色体学说的建立告诉我们什么道理？学生活动思考回答。师生归纳：（1）遗传的染色体学说的建立需要几代科学家共同努力，是一个不断开拓、继承、修正和发展的过程，需要勇于探索、团结合作、尊重科学、乐于探索生命奥秘、勇于自我否定的科学精神。（2）关于遗传物质和遗传规律的科学研究，不只是从一个角度展开的，而是多角度的、多维度的。（3）遗传的染色体学说的基本内容：基因在染色体上，染色体是基因的载体。2、孟德尔定律的细胞学解释教师活动既然基因是在染色体上，我们能否从细胞形成配子的过程中分析
11、孟德尔的基因分离和自由组合的原因呢？下面让我们象前一节课中模拟减数分裂的过程一样，用电线模拟两对染色体（5cm长的蓝色、8cm长的红色），在电线的相应位置上扎上红色和绿色、黑色和白色的橡皮筋，模拟两对等位基因A和a、B和b，其他的操作方法与减数分裂模拟过程相同，先研究一对同源染色体的减数分裂，再研究二对同源染色体的减数分裂，着重观察：在减数分裂过程中染色体与基因的关系，在减数分裂形成配子时基因是否表现出分离和自由组合、及其原因。多媒体呈现问题六：在减数分裂形成配子时基因为什么表现出分离和自由组合？学生活动以小组为单位模拟减数分裂的过程，研究基因在减数分裂形成配子时的行为。教师活动在此过程中不断
12、的对各组学生加以指点和指导，回答学生提出的各种问题，并适时予以评价和鼓励。师生归纳师生结合孟得尔分离定律和自由组合定律的染色体基础的图示，共同归纳：（1）F1在减数分裂形成配子时等位基因表现出分离。等位分离的原因：等位基因位于同源染色体的相同位置上，减数分裂时随着同源染色体的分离而分离。等位基因分离的时间：减数第一次分裂的后期。等位基因分离的结果：形成含A或a基因的两种类型的配子，并且比例为11。F2出现31比例的原因：F1 产生A、a两种类型的配子且比例为11，在受精作用形成受精卵时，雌雄配子结合是随机的，所以F2出现三种基因型比例为121，出现二种表现型比例为31。师生共同归纳总结基因分离
13、定律的实质：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，独立地岁配子遗传给后代。（2）在减数分裂形成配子时非等位基因表现出自由组合。非等位自由组合的原因：非等位基因位于非同源染色体的上，减数分裂时随着非同源染色体的自由组合而自由组合。非等位基因自由组合的时间：减数第一次分裂的后期。非等位基因自由组合的结果：形成含AB、Ab、aB、ab基因的四种类型的配子，并且比例为1111。F2出现9331比例的原因：F1 产生AB、Ab、aB、ab四种类型的配子且比例为1111，在受精作用形成受精卵时，雌雄配子结合是随机的，所以F2出现四种表现型比例为9331。师生共同总结基因自由组合定律的实质：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。教师活动用遗传的染色体学说我们能十分圆满地解释孟德尔定律。教师强调：分离定律分离的是等位基因，自由组合定律自由组合的是非同源染色体上的非等位基因。（三）课堂小结，练习巩固教师活动请学生进行本节课的课堂总结。教师活动进行课堂练习并讲解；布置作业。用心 爱心 专心
