2.2 基因在染色体上教学设计-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

该高中生物学教学设计聚焦“基因在染色体上”核心知识点，涵盖假说提出与实验证据、孟德尔遗传规律现代解释。课堂导入通过萨顿研究蝗虫配子形成时基因与染色体行为的相似性，联系减数分裂和孟德尔定律，搭建学习支架帮助学生建立基因与染色体的平行关系认知。 该资料以科学史为主线，运用假说演绎法，萨顿类比推理提出假说，摩尔根通过果蝇杂交实验验证，结合问题驱动和即时训练，培养科学思维与探究实践能力。借助染色体标注基因图、果蝇杂交实验图等辅助，学生直观理解科学方法，提升科学精神，为教师提供逻辑清晰、可操作的教学方案。

课题名称 2.2基因在染色体上 课堂类型： R新课 □复习课 □习题课 □实验课 □试卷讲评课 □其他： 学习者 分析 第2节介绍了人类寻找基因的物质实体及其在细胞中的位置的过程。学生比较熟悉染色体、基因等概念，但并不清楚科学家研究的过程，因此，在让学生形成基因在染色体上这一概念的同时，体会和感悟其中蕴含的科学思维、科学方法和科学精神，也是学习的重要内容。 本章第2节是学习第3节《伴性遗传》的基础，学生对伴性遗传现象非常感兴趣，教学时可多举实例引导学生参与讨论和交流。 教学目标 1.基于基因和染色体的相关事实，运用归纳、概括、演绎推理等科学思维，阐明基因在染色体上，进一步体会假说—演绎法。 2.从基因和染色体关系的角度，对孟德尔遗传规律作出现代解释。 3.认同科学研究需要丰富的想象力，敢于质疑、探索求真的科学精神，以及对科学的热爱。 教学重点 (1)基因位于染色体上的假说和实验证据。 (2)对孟德尔遗传规律作出现代解释。 落实教学重点的方法： 通过理解思考分析基因和染色体的关系，联系遗传规律和减数分裂，进一步理解孟德尔的遗传规律。 教学难点 (1)对果蝇杂交实验结果的解释和验证。 (2)等位基因与同源染色体、非等位基因与非同源染色体的关系。 突破教学难点的方法： 学生再次运用假说演绎法的过程，理解摩尔根的果蝇实验。 教学资源 选择 教师用书、教材、题单、天天练 技术手段的使用： 电子白板、板书、多媒体 课时： 1课时 核心问题 ●科学家发现基因与染色体有哪些平行关系？ ●摩尔根如何证明基因位于染色体上？摩尔根的果蝇杂交实验给我们哪些启示？ ●怎样从基因和染色体的层面解释孟德尔遗传规律？ 教学过程设计 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 新课导入 当科学家们能够在显微镜下看到染色体行为后，他们中有人尝试将孟德尔的遗传定律和减数分裂中的染色体行为相联系起来，最先发现该联系的是美国遗传学家萨顿。萨顿在他的实验日记中记载到蝗虫在形成配子时，其中同源染色体的分离与孟德尔假设的一对遗传因子（等位基因）的分离很相似。 由此，萨顿提出问题：在配子形成过程中，基因和染色体有哪些共性？ 通过科学史导入，并结合科学史中相关问题驱动学生思考，体验科学家的实验历程。 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 萨顿的假说 萨顿以孟德尔的自由组合定律和2N=4的细胞减数分裂为例分析基因层面和染色体层面的行为共性。他发现体细胞中基因成对存在，一个来自父方，一个来自母方；而体细胞中同源染色体成对存在，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；而减数分裂中同源染色体分离，非同源染色体自由组合，最后形成的配子只含有等位基因中的一个，配子只含有同源染色体中一条，由该过程可知亲子代间基因保持完整性和独立性，亲子代间染色体保持相对稳定的形态结构，由此他提出基因很有可能位于染色体上。他将该过程整理成表格形式： 由此类比得出基因和染色体行为存在着明显的平行关系，因此得出推理内容：基因位于染色体上（假说）。 在生物学研究中，根据两个对象在某些属性上相同或相似，通过比较而推断出他们在其他属性上也相同的推理过程的方法称为类比推理法。 萨顿利用类比推理法得出基因位于染色体上的主要知识点有： 1、 假说内容：基因在染色体上（基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的）； 2、 依据：基因和染色体存在平行关系 3、 方法：类比推理法 阅读教材30页思考与讨论：将基因定位到染色体上，学生在图中的染色体上标注基因符号，解释孟德尔一对相对性状的杂交实验（图中染色体上的黑色横线代表基因的位置） Q：2.基因和染色体的行为存在平行关系。从理论上支持基因在染色体上的假说，但事实是否如此呢？为什么？——不一定 类比推理法的另一个实例：加拿大外交官朗宁在竞选省议员时，由于他幼儿时期吃过中国奶妈的奶水，受到政敌的攻击，说他身上一定有中国血统。朗宁反驳说：“你们是喝牛奶长大的，你们身上一定有牛的血统了。” 注意: 类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性。其正确与否,还需要观察和实验的检验。 习题即时训练。 正因为类比推理的非必然性，萨顿的假说遭到同时代的遗传学家摩尔根的强烈质疑。 教师讲解萨顿类比推理的过程，学生体验类比推理法的内涵。 通过完成思考讨论活动，将基因定位在染色体上，引导学生理解等位基因（相同基因）所处位置应该是相同的。 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 摩尔根通过实验证明基因位于染色体上 摩尔根在萨顿的假说后一直致力于研究基因和染色体的关系，在选择实验材料的时候确实也花费了很多时间，偶然发现腐烂水果周围飞舞的果蝇吸引了他的注意。最后选择果蝇作为实验材料。 一、选材：果蝇 ①易饲养；②繁殖快，后代数量多；③有许多易于区分的相对性状；④染色体数目少，便于观察；⑤成本低。 2、 过程及分析 1、 观察现象，提出问题 Q1.白眼和红眼，哪个是显性性状？——红眼 Q2.如何才能知道红眼和白眼这对相对性状的遗传是否遵循孟德尔遗传规律呢？ ——是，F1自交后代的性状分离比为3∶1 结合实验结果提出问题：白眼性状为什么与性别相关联？ 在同一时期，一些科学家已经在昆虫的细胞中发现了性染色体，果蝇有4对染色体，3对常染色体，1对性染色体（①性染色体：指雌雄异体的生物体内决定性别的染色体。②常染色体：指与性别决定无直接关系的染色体。） 引导学生分析性染色体XY上的基因，同源区段和非同源区段，同源染色体上相同位置的基因为等位基因或者相同基因，因此非同源区段和同源区段的基因型是不一样的： 2017.新课标Ⅰ节选 一般来说，对于性别决定为XY型的动物群体而言，当一对等位基因（如A/a）位于常染色体上时，基因型有____种；当其位于X染色体上时，基因型有____种；当其位于X和Y染色体的同源区段时，基因型有____种。  2、提出假设，做出解释 由于白眼的遗传和性别相关联，而且与X染色体的遗传相似，摩尔根及其同事就假设控制白眼的基因在X染色体上， 而Y染色体上不含有它的等位基因，为了纪念这只小白，摩尔根选择用Ww基因表示果蝇的眼色基因，因此可以写出雌果蝇和雄果蝇的基因型： 结合该假设写出遗传图解的过程，结果是吻合的。 3、演绎推理，实验验证。 其实到这里你应该发现，摩尔根的研究过程和孟德尔的相同，都是假说演绎法，因此接下来就是演绎推理进行实验验证。你能想出用什么方法验证吗？——测交法。测交有两种可能：红眼雌x白眼雄，或者红眼雄X白眼雌，你能预测实验结果是怎样的吗？ 演绎推理后，摩尔根进行了以上两个实验，发现实验结果与预测的相吻合， 由此得出结论：控制果蝇白眼的基因只位于X染色体上，而Y染色体不含其等位基因，基因在染色体上。 从此，摩尔根成了 孟德尔 理论的坚定支持者。 我们都知道，每种生物的基因数量远多于染色体数目，因此可以推测一条染色体上有许多个基因，摩尔根和他的学生发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，并绘制出第一个果蝇各种基因在染色体上相对位置图。同时也说明了基因在染色体上呈线性排列。 结合假说演绎法的研究过程引导学生分析摩尔根的实验过程，最后理解假说演绎法的内涵。 理解基因和染色体的位置关系，学会书写基因型。 即时训练及时评价。 通过体验假说演绎法的整个过程，学生更能理解摩尔根的实验过程。 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 孟德尔遗传规律的现代解释 1、基因的分离定律的实质 在杂合子的细胞中，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，独立的随配子遗传给后代。 2、基因的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。 关于基因自由组合定律的几点说明： (1)同源染色体上等位基因的分离与非同源染色体上的非等位基因间的自由组合同时进行，都发生在减数分裂Ⅰ后期。 (2)同源染色体上每对等位基因的遗传均遵循基因的分离定律。 (3)减数分裂时自由组合的是非同源染色体上的非等位基因(即两对等位基因必须位于两对同源染色体上)，而不是所有的非等位基因，因为同源染色体上的非等位基因的遗传不遵循基因的自由组合定律。 (4)真核生物的细胞核基因位于染色体上，细胞质基因位于叶绿体和线粒体的DNA上；真核生物细胞质中的基因与原核生物中的基因在遗传过程中均不遵循孟德尔的两个遗传规律。 关于基因的连锁和互换问题，教师可以板书再次引导学生理解。 加深对分离定律和自由组合定律的的理解。 板书基因的连锁和互换，加强学生对前面所学配子的多样性的理解。 小结 学科网（北京）股份有限公司 $