第二单元微专题遗传学实验设计之“基因位置的确定”教学设计及导学案-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

微专题遗传学实验设计之“基因位置的确定”实验设计 2024-2025学年生物必修二《遗传与进化》第二单元教学设计 1． 教学目标 （一）生命观念方面的培养目标：掌握基因在细胞中的位置及基因的遗传特点，从而体现生命观念； （二）科学探究方面的培养目标：巧用假说—演绎法判断基因位置，引导学生进行科学探究实验的设计，培养学生的科学探究的能力； （三）科学思维方面的培养目标：模拟孟德尔的杂交实验中正反交过程来确定基因的位置。认识生命现象，探索生命规律，培养学生的科学思维； （四）社会责任方面的培养目标：通过基因位置判断，掌握遗传规律的特点，应用于社会实践中，认识到生物学的价值，培养学生的社会责任。 二．教学重点与难点 （一）教学重点：设计遗传实验探究或确定基因的位置。 （二）教学难点：基因位置的确认及遗传实验设计。 三．教学分析 （一）教材分析 基因定位（即确定基因位置）是指对控制生物性状的基因位置的判断。本节依据必修二第二章第二节《基因在染色体上》和第三节《伴性遗传》知识点而命题的遗传实验设计，既是对细胞质、常染色体及性染色体上基因的传递规律的考查，又是对基因分离定律和伴性遗传知识的提炼与升华。 本节是高考热点和高频考点，2024年新课标卷、全国甲卷、2023年新课标卷中都涉及到基因位置的判断，2016年、2017年、2018年全国一卷及2017和2018全国三卷都有涉及到基因位置的判断或相关实验设计，因此学生有必要对基因的位置确定进行归纳、总结、掌握其规律。 （二）学情分析 在高中生物遗传学教学部分，学生已经学习了基因的分离定律和自由组合定律，对孟德尔遗传实验和摩尔根的果蝇杂交实验、伴性遗传等知识有了一定的了解，本节内容是对细胞质、常染色体及性染色体同源区段和非同源区段上基因、两对等位基因位于同源染色体和非同源染色体上的传递规律的考查，又是对基因分离定律和伴性遗传知识的提炼与升华，学生对遗传规律有了一定的基础，但是缺乏归纳和总结，因此，有必要补上一课，引导学生进一步归纳提升。同时也考查学生的表达能力和逻辑能力，对学生的要求较高，我们可通过引导和探究活动让学生逐渐掌握上述能力。基因位置的探究，一直是学生学习遗传学内容的重点，这一问题的解决能够很好地培养学生的科学探究能力，发展学生的学科核心素养。 4． 教学策略 （1）通过引导学生回顾基因位置，让学生了解通过遗传实验来判断基因位置的多种类型，为整节课做下铺垫。 （2）巧用假法—演绎法，以典型例题分析的形式总结科学的探究方法，探究基因的位置。 （3）通过小组合作探究，领悟解题思路。 （4）对点增分强化训练。 5． 教学过程 学习任务 教师活动 学生活动 设计意图 导入 通过豌豆杂交实验，孟德尔提出了“遗传因子”的存在，提出分离定律和自由组合定律，约翰逊将“遗传因子”命名为“基因”，萨顿通过类比推理，发现基因与染色体的行为存在着明显的平行关系，提出“基因位于染色体”上的假说。摩尔根通过果蝇杂交实验为该假说提供了有利的实验证据，证明了基因位于染色体上，由染色体携带着基因从亲代传递给子代。那么基因都在染色体上吗？今天这堂课我们一起来共同探究基因的位置。 学生思考课题，思考基因的位置。 通过对遗传学三位科学家的主要贡献，以学生已知知识为基础，通过层层设问，引发学习兴趣。为后面运用“假说演绎法”探究基因的位置奠定一定基础。 让学生明确学习内容和学习目标。 归纳出基因存在的位置，教师进行评价。回归课本。通过学生明确掌握基因的位置，让学生了解通过遗传实验来判断基因位置的多种类型，为整节课做下铺垫。 给学生首先对基因位于常染色上、X染色体上、X、Y的同源区段时，基因的传递规律有一个清晰的认识，为后面的遗传实验设计思路打好基础 创设情境，提出问题，引发思考，激发思维探究欲望，引发学生学习兴趣。 遗传实验是近几年高考的热点，采用假设、拟推等方法帮助学生理清解题思路，指导学生规范答题。 通过引导学生总结特点，聚焦生物大概念，体现生物学学科素养。 让学生掌握灵活运用知识的能力。透析典型例题，提高了学生分析归纳整理、应用知识的能力。 培养学生举一反三、知识迁移运用能力。 遗传实验是近几年高考的热点，采用假设、拟推等方法帮助学生理清解题思路，指导学生规范答题，明确科学探究的一般原则 透析典型例题，一题多用，提高了学生分析归纳整理的能力，让学生体会题型，对本节重点内容进行检测，旨在突破生物大概念遗传的规律，将所学知识应用，认识到生物学的价值。 基因的位置 遗传实验来判断基因位置的多种类型 一、探究基因仅位于X染色体上还是X、Y染色体的同源区段 二、探究基因位于常染色体上还是X、Y染色体的同源区段 三、探究两对等位基因位于同源染色体上还是非同源染色体上 考点巩固 PPt展示学习目标 布置学生学习任务（必备知识梳理） 任务一：基因的位置 任务二：表格填写 引导学生回答判断基因位置遗传实验设计的多种类型。 PPt上展示目录 例题1：已知在果蝇的X染色体上有一对基因A、a分别控制的性状是腿部有斑纹和无斑纹。现有纯种果蝇若干，请通过一次杂交实验确定A和a基因在X染色体上非同源区段还是XY同源区段。要求写出实验方案、预期实验结果及结论。 通过对任务二表格中的遗传规律的总结归纳，引导学生总结出探究基因位于X染色体上还是XY同源区段的实验设计思路、预期实验结果及结论。 例题2：果蝇的长翅和残翅是一对相对性状，已知长翅对残翅为显性，控制相对性状的基因用A、a表示，这对基因在染色体上的位置未知。现有纯种长翅和残翅个体数只，设计实验判断控制这对相对性状的基因是位于常染色体上还是X、Y染色体的同源区段（最多只设计两代杂交组合实验）。要求写出实验方案、预期实验结果及结论。 教师引导学生。通过对任务二表格中的遗传规律的总结归纳，引导学生总结出探究基因仅位于常染色体上还是X、Y染色体的同源区段的实验设计思路、预期实验结果及结论。教师引导学生讲一种设计思路，实验设计思路二留给学生思考。 例题3：如图表示某一两性花植物花色形成的遗传机理，该植物的花瓣有白色、紫色、红色、粉红色四种，图中字母表示控制对应过程所需的基因，基因A对a完全显性，基因B能降低色素的含量。为研究两对基因（A和a、B和b）是在同一对同源染色体上还是在两对同源染色体上，某课题小组选用了基因型为AaBb的红色植株进行探究。 （1） 两对基因（A和a、B和b）在染色体上的分布位置有 种可能，请在图中画出（A和a、B和b）两对基因在染色体上的分布状态。（用竖线表示染色体，黑点表示基因在染色体上的位点）。 提供模型，让学生以小组为单位，做出能够表示（A和a、B和b）两对基因在染色体上的分布状态的模型，并要求学生在导学案上画出。 （2） 根据同学们提出的两对基因在染色体上的分布情况，合作探究完成例题3中的表格。 （3） 引导学生根据上述分析，设计实验探究控制花色的两对等位基因（A和a、B和b）在染色体上的分布情况。（要求写出实验方案、预期实验结果及结论） （4） 除了第三问中的实验方案，你还有其他实验方案来探究控制花色两对等位基因在染色体上的分布情况吗？引导学生写出设计实验方案、预期结果及结论。 （5） 教师总结 1. （2024全国甲卷第一问）袁隆平研究杂交水稻，对粮食生产具有突出贡献。用性状优良的水稻纯合体（甲）给某雄性不育水稻植株授粉，杂交子一代均表现雄性不育；杂交子一代与甲回交（回交是杂交后代与两个亲本之一再次交配），子代均表现雄性不育；连续回交获得性状优良的雄性不育品系（乙）。由此推测控制雄性不育的基因（A）位于 （填“细胞质”或“细胞核”）。 2. （2023全国新课标卷第二问）果蝇常用作遗传学研究的实验材料。果蝇翅型的长翅和截翅是一对相对性状，眼色的红眼和紫眼是另一对相对性状，翅型由等位基因T/t控制，眼色由等位基因R/r控制。某小组以长翅红眼、截翅紫眼果蝇为亲本进行正反交实验，杂交子代的表型及其比例分别为，长翅红眼雌蝇：长翅红眼雄蝇=1：1（杂交①的实验结果）；长翅红眼雌蝇：截翅红眼雄蝇=1：1（杂交②的实验结果）。回答下列问题。 （2）根据杂交结果可以判断，属于伴性遗传的性状是 ，判断的依据是 。 学生阅读 学生独立完成任务一“基因位置”和任务二的填写。 学生思考回答、合作式探究学习。 小组合作讨论，共同完成探究活动。 小组合作讨论，共同完成探究活动。 小组合作讨论，共同完成探究，提出三种假说。（学生通过小组竞争完成） 思考讨论完成表格二并展示。 完成例题3第三问。 完成例题3第四问。小组合作讨论，得出实验设计思路、预期实验结果、结论。 学生独立思考、回答问题。 学生做题、教师辅导讲解。 六、板书设计 基因位置确定实验设计 1、 基因的位置 2、 实验法探究基因的位置 7、 教学反思 高中生物学课程的核心任务是提高学生的生物学学科核心素养，即生命观念、科学思维、科学探究、社会责任，以实现学科核心素养为目标，通过探究性实验的学习过程，以评价促进学生的学习与发展，突破生物学大概念，提升学生的知识应用能力。 本节课我要解决三项问题：1.明确基因的位置；2.实验法确定基因的位置；3.高考体型检测，体会高考题类型。在解决第1个问题时，我采用层层设问，填学案，看课件等方式，简单问题由学生共同回答，较难问题，思考之后再抢答。其中好多问题体现了生命观念中结构与功能观，也为解决第2个问题打好基础。对于第2个问题的解决，我采用引导、小组合作、学生独立思考等方式来得到实验设计思路、预期实验结果、实验结论，层层设问，让学生逐步解决问题。我采用了一题多变，通过填写任务二中表格的方法，让学生自己总结出方法规律，做到心中有数，以不变应万变。第2个问题是本节重点和难点，在学习过程中，学生实验了科学思维及科学探究观，提高了学生的生物学学科核心素养。对于第3个问题的解决，让学生当堂做出2016年全国Ⅰ卷高考题，在高考题中体现了本节课的重要性，使学生在知识方面、能力方面进一步提高，使学生在生物学核心素养方面得到进一步升华。 本节课学生思维活跃，在不断思考探究中学会了知识，体会了学习的快乐，本节课对高中生物高考热点问题：设计遗传实验探究基因的位置进行专项归纳整理，在引导学生探究基因位置时，不是直接把答案给学生，也不是把某种可能的方式试一试，而是从根本上让学生找到规律，万变不离其宗。通过回顾孟德尔的杂交实验总结出实验思路。通过设计开放性问题，以缴发学生的学习兴趣，使学生对基础知识的巩固和应用有了进一步提升。同时本节课还存在一定的不足，如部分测试题在课堂上的探讨还不够充分，更应合理控制和分配PPT和板书之间的内容分配，在以后的教学中争取做到更好。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 微专题遗传学实验设计之“基因位置的确定”实验表格 2024-2025学年生物必修二《遗传与进化》第二单元导学案 学习目标： （一）掌握基因在细胞中的位置及基因的遗传特点。（生命观念） （二）用假说—演绎法判断基因位置，进行科学探究实验的设计。（科学思维、科学探究） （三）学会模拟孟德尔的杂交实验中正反交过程来确定基因的位置。（科学探究） （四）将遗传知识应用于社会实践中，认识到生物学的价值。（社会责任） 一、必备知识梳理 任务二：完成下列表格 等位基因的对数 基因在染色体上的位置 亲代（P） 子代（F1）基因型及比例 子代（F1）表型及比例 正反交结果是否一致 一对 等位 基因 常染色体 ① AA（♀）× aa（♂） ② aa（♀）× AA（♂） X染色体 ③ XaXa × XAY ④ XAXA × XaY X、Y染色体的同源区段 ⑤ XaXa × XAYA ⑥ XAXA × XaYa 两对 等位 基因 非同源染色体 ⑦ AaBb × AaBb 同源染色体 ⑧AaBb × AaBb 二、科学探究 （一）探究基因位于常染色体、仅位于X染色体或位于X、Y染色体的同源区段 例题1：果蝇的刚毛和截毛这一对相对性状分别由一对等位基因B和b控制，这一对等位基因可位于常染色体、仅位于X染色体或位于X和Y染色体的同源区段(如图所示)。回答下列问题： (1)果蝇是进行遗传学实验的优质材料，它的优点有____________________（写出2点）。 (2)B和b基因若仅位于片段Ⅱ-1或位于片段Ⅰ，果蝇群体的基因型分别有 ________种。 (3)现有纯种刚毛果蝇和纯种截毛果蝇若干(基因型为XBY、XbY的个体也视为纯合子)，可通过杂交实验来确定B/b基因在染色体上的位置：用纯种_____雌果蝇与纯种_____雄果蝇杂交观察子代果蝇的表型和比例，若_________________________________________，则基因B/b仅位于片段Ⅱ-1。若F1全为刚毛，再用F1雌雄果蝇相互交配，若子代_________________________________________，基因位于常染色体上；若子代________________________________________________，则基因位于片段Ⅰ。 （二）探究两对等位基因位于同源染色体上或非同源染色体上 例题2：如图表示某一两性花植物花色形成的遗传机理，该植物的花瓣有白色、紫色、红色、粉红色四种，图中字母表示控制对应过程所需的基因，基因A对a完全显性，基因B能降低色素的含量。为研究两对基因（A和a、B和b）是在同一对同源染色体上还是在两对同源染色体上，某课题小组选用了基因型为AaBb的红色植株进行探究。 （1） 两对基因（A和a、B和b）在染色体上的分布位置有 种可能，请在图中画出（A和a、B和b）两对基因在染色体上的分布状态。（用竖线表示染色体，黑点表示基因在染色体上的位点）。 假说一 假说二 假说三 （2） 根据同学们提出的两对基因在染色体上的分布情况，完成下列表格。 假说 两对基因在染色体上的分布情况 产生的配子的种类及比例 自交后代基 因型及比例 自交后代表 型及比例 两对等位基因是否遵循自由组合定律 假说一 假说二 假说三 （3） 请根据上述分析，请设计实验探究控制花色的两对等位基因（A和a、B和b）在染色体上的分布情况。（要求写出实验方案、预期实验结果及结论） 实验方案： ___ 。 预期结果及结论：若子代植株花色及比例为 ，则假说一正确；若子代植株花色及比例为____________________________，则假说二正确；若子代植株花色及比例为____________________________，则假说三正确。 （4） 除了第三问中的实验方案，你还有其他实验方案来探究控制花色两对等位基因在染色体上的分布情况吗？ 实验方案： ___ 。 预期结果及结论：若子代植株花色及比例为 ，则假说一正确；若子代植株花色及比例为____________________________，则假说二正确；若子代植株花色及比例为____________________________，则假说三正确。 3、 课后延伸思考 果蝇是昆虫纲双翅目的一种小型蝇类，体长3-4mm,在制醋和有水果的地方常常可以看到。因为果蝇易饲养，繁殖快，在室温下10多天就繁殖一代，一只雌果蝇一生能产生几百个后代，所以生物学家常用它作为遗传学研究的实验材料。 1、有些品系的果蝇对二氧化碳非常敏感，容易受到二氧化碳的麻醉而死亡，后来发现这些品系中有的果蝇对二氧化碳具有抗性。请你设计一个实验探究果蝇对二氧化碳敏感与抗性的基因是位于细胞核中还是细胞质中。 2、 果蝇翅型的长翅和截翅是一对相对性状，眼色的红眼和紫眼是另一对相对性状，翅型由等位基因T/t控制，眼色由等位基因R/r控制。 （1）现有纯种紫眼和纯种红眼的雌雄果蝇，请设计交配实验，探究这对基因位于常染色体上还是X染色体上。要求写出实验方案、预期实验结果及结论。 （2）若现在通过实验探究两对基因（T和t、R和r）位于非同源染色体上，请设计实验探究这两对等位基因都位于常染色体上还是一对等位基因位于常染色体上，另一对等位基因位于X染色上。 真题再现 1. 【2024全国甲卷32（1）】袁隆平研究杂交水稻，对粮食生产具有突出贡献。用性状优良的水稻纯合体（甲）给某雄性不育水稻植株授粉，杂交子一代均表现雄性不育；杂交子一代与甲回交（回交是杂交后代与两个亲本之一再次交配），子代均表现雄性不育；连续回交获得性状优良的雄性不育品系（乙）。由此推测控制雄性不育的基因（A）位于 （填“细胞质”或“细胞核”）。 2. 【2024全国新课标卷34（2）】某种瓜的性型（雌性株/普通株）和瓜刺（黑刺/白刺）各由1对等位基因控制。雌性株开雌花，经人诱雄处理可开雄花，能自交；普通株既开雌花又开雄花。王同学将黑刺雌性株和白刺普通株杂交，F1均为黑刺雌性株，F1经诱雄处理后自交得到F2，能够验证“这两对等位基因不位于1对同源染色体上”这一结论的实验结果是 。 3. 【2023全国新课标卷34（2）】果蝇常用作遗传学研究的实验材料。果蝇翅型的长翅和截翅是一对相对性状，眼色的红眼和紫眼是另一对相对性状，翅型由等位基因T/t控制，眼色由等位基因R/r控制。某小组以长翅红眼、截翅紫眼果蝇为亲本进行正反交实验，杂交子代的表型及其比例分别为，长翅红眼雌蝇：长翅红眼雄蝇=1：1（杂交①的实验结果）；长翅红眼雌蝇：截翅红眼雄蝇=1：1（杂交②的实验结果）。回答下列问题。 （2）根据杂交结果可以判断，属于伴性遗传的性状是 ，判断的依据是 。 第 3 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $$