高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 基因在染色体上教学设计

这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 基因在染色体上教学设计，共6页。教案主要包含了教学目标，教学重难点，教学过程，课堂导入，学生活动等内容，欢迎下载使用。

【教学目标】
1、阐明萨顿假说提出的原因。（科学思维）
2、简述摩尔根的试验过程。（科学思维）
3、对孟德尔遗传规律做出现代学解释. （科学思维、科学探究）
【教学重难点】
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。
【教学过程】
【课堂导入】
师：回顾减数分裂知识，思考：某生物体细胞含有一对同源染色体，它进行减数分裂，可以产生几种类型的配子？含有两对同源染色体的呢？(2种，4种)
师：一个基因型为Aa的个体，能产生几种类型的配子？AaBb的个体呢？(2种、4种)
师：大家比较一下在配子的形成过程，即减数分裂过程中染色体和基因的行为变化，你们有什么发现？可以提出什么样的假说？
一、萨顿的假说
1、观察现象
萨顿发现，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，又具有了24条染色体。蝗虫子代体细胞中的染色体数目，与双亲体细胞中的染色体数目一样。子代体细胞中的这24条染色体，
2、萨顿推论：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。
3、依据：基因和染色体行为上存在着明显的平行关系，可以归纳如下：
3、方法：类比推理法
【学生活动】在下图中的横线处填上合适的基因(用D、d表示一对基因)，来解释一对相对性状的杂交实验。
（2）类比推理是科学研究的重要方法之一，通过类比推理得出的结论并不具有必然性，类比推理得出的结论正确与否还需要观察和实验的检验。
二、基因位于染色体上的实验证据
萨顿的假说开始并没有得到广泛的认可，美国生物学家摩尔根为了推翻萨顿的假说，与他的学生一起以果蝇为研究对象进行实验，最终却由一位怀疑者变成萨顿假说的支持者。
1、科学研究方法：假说—演绎法
2、实验材料—果蝇
(1)果蝇作为实验材料的优点
①相对性状多且明显；
②培养周期短；
③成本低；
④容易饲养；
⑤染色体数目少，便于观察；
⑥繁殖率高。
(2)果蝇体细胞内染色体的组成
果蝇体细胞内染色体的组成:果蝇有4对同源染色体。3对是常染色体，一对是性染色体。雌性果蝇的性染色体体是同型的，用XX表示；雄性果蝇的性染色体组成是异型的，用XY表示。如图所示
3、研究过程
（1）观察现象
P 红眼(♀)×白眼(♂)
↓
F1 红眼(♀、♂)
↓雌雄交配
F2 eq \f(3,4)红眼(♂、♀)、eq \f(1,4)白眼(♂)
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①果蝇的红眼和白眼是一对相对性状。F1全为红眼，红眼是显性性状。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ② F2中红眼∶白眼＝3∶l，符合分离定律，红眼和白眼受一对等位基因控制。
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③ F2中只有雄果蝇出现白眼性状，说明果蝇眼色的表现与性别相联系。
（2）提出问题：白眼性状的表现为何总与性别相联系？
（3）提出假说，解释现象
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①假设：白眼基因(用w表示)、红眼基因(用W表示)位于X染色体上。
（4）实验验证——测交
摩尔根用测交实验证实了这个假设的正确性：
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①过程
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②测交结果：后代中红眼∶白眼＝1∶1，符合分离定律。
（5）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。
三、基因与染色体的关系
确定基因在染色体上的位置：荧光标记法
每种生物的基因数量都远远多于染色体的数目，摩尔根和他的学生的研究表明：
1、基因在染色体上。
2、一条染色体上具有多个基因。
3、基因在染色体上呈线性排列。
【思考】果蝇细胞内的基因都位于染色体上吗？请举例说明。
答案 不是，细胞质内的基因不位于染色体上，只有核基因位于染色体上。
四、孟德尔遗传规律的现代解释
1、基因的分离定律的现代解释
在杂合子的细胞中，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，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
2、基因的自由组合定律的现代解释
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。
3、分离定律和自由组合定律的适用条件：进行有性生殖的真核生物
五、问题探讨：人类基因组计划
人类基因组计划（human genme prject，HGP）是一项规模宏大，跨国跨学科的科学探索工程，于1990年正式启动。
人体内46条染色体：22对常染色体，1对性染色体XY
2对常染色体上相同位置上的基因是相同的或等位基因，所以只需要测定其中1条，X和Y有同源区和非同源区，非同源区上的基因不同，所以全部测定。总共测定24条染色体。
人类基因组计划的宗旨在于测定组成人类基因组（24条染色体）中所包含的30亿个碱基对组成的核苷酸序列，从而绘制人类基因组图谱，并且辨识其载有的基因及其序列，达到破译人类遗传信息的最终目的。 类别
项目
基因的行为
染色体的行为
传递中的性质
在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，保持相对稳定的形态结构
存在形式
体细胞中的存在形式
成对
成对
配子中的存在形式
成单，只有成对的基因中的一个
成单，只有成对的染色体中的一条
在体细胞中的来源
等位基因中一个来自父方，一个来自母方
同源染色体中一条来自父方，一条来自母方
形成配子时
等位基因分离，非等位基因自由组合
同源染色体分离，非同源染色体自由组合
雌性
雄性
图示
同源染色体
4对
4对
常染色体
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
性染色体
XX
XY
染色体组成
6＋XX(同型)
6＋XY(异型)
♀
♂
eq \f(1,2)XW
eq \f(1,2)Y
eq \f(1,2)XW
eq \f(1,4)XWXW(红眼雌性)
eq \f(1,4)XWY(红眼雄性)
eq \f(1,2)Xw
eq \f(1,4)XWXw(红眼雌性)
eq \f(1,4)XwY(白眼雄性)