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2019-2020年高中生物 第二章 染色體與遺傳 2.2 遺傳的染色體學說教案 浙科版必修2 一、教材分析 在《分子與細胞》模塊中，學生已經(jīng)掌握了“核酸是一切生物的遺傳物質(zhì)；細胞核是遺傳物質(zhì)儲存、復制的主要場所，是細胞遺傳特性和代謝活動的控制中心”，但是對于什么是基因，以及基因與核酸、染色體的關系，卻一無所知。而在在《遺傳與進化》模塊中，學生先學習孟德爾的遺傳的兩個基本定律和減數(shù)分裂的過程，再學習遺傳的染色體學說，這樣的教學順序安排體現(xiàn)了科學研究的真實過程，更能使學生體會遺傳學的建立是一個不斷實驗、研究、推理、修正和發(fā)展的過程，也能使學生更好地體會科學研究往往是多角度的、多維度的。同時，這種重新演繹當年科學家探究過程的教學安排，利用了“類比推理”方法，是對“假說演繹法”科學方法的進一步培養(yǎng)。 通過本節(jié)知識的學習，使學生清楚基因和染色體的關系，真正把抽象的基因具體化，能夠從減數(shù)分裂的角度理解基因的分離和自由組合定律的實質(zhì)，把遺傳與減數(shù)分裂、基因與染色體的關系真正融合起來同時，通過本節(jié)內(nèi)容的學習，也為后面伴性遺傳、基因的表達、基因重組、染色體畸變、生物進化的變異來源、人類遺傳病的傳遞規(guī)律等內(nèi)容的學習，奠定了堅實的基礎。 二、學情分析 學生在學習本模塊內(nèi)容之前，已經(jīng)粗略地了解了核酸是生物的遺傳物質(zhì)，清楚了細胞核在生物遺傳中的作用，也清楚了基因的分離定律和基因的自由組合定律的有關內(nèi)容，同時又學習了有絲分裂和減數(shù)分裂的過程，并且高中學生已經(jīng)具有比較強的分析、推理的抽象思維的能力，為本節(jié)課的遺傳的染色體學說的學習奠定了知識與能力上的基礎。學生在學習前面的知識后，也期待更深入地了解基因與染色體的關系、基因的分離定律和自由組合定律產(chǎn)生的原因，因而對本節(jié)知識的學習有心理上的準備。高中學生也具有較強的動手能力，使本節(jié)課孟德爾定律的細胞學基礎的教學過程能夠順利得以實施。 但是，本節(jié)課的內(nèi)容比較抽象，學生對類比推理的方法比較難理解，因此需要教師在教學中應用多種教學手段，激發(fā)學生的學習興趣，將微觀的內(nèi)容具體化、形象化，從而提高學習效果。 三、教學目標 （一）知識與技能 1．了解基因與染色體在細胞分裂中的平行行為。 2．知道遺傳的染色體學說的內(nèi)容。 3．能用遺傳的染色體學說闡明孟德爾的分離定律和自由組合定律的實質(zhì)。 （二）能力與方法 1． 嘗試運用類比推理的方法，解釋基因位于染色體上，使學生學會嚴密的推理思路，訓練學生邏輯思維的能力。 2． 培養(yǎng)學生的語言表達能力以及實踐動手的能力。 （三）情感態(tài)度與價值觀 1．認同遺傳學的建立是一個開拓、繼承、修正和發(fā)展的過程。 2．培養(yǎng)學生勇于探索、團結(jié)合作、尊重科學、樂于探索生命奧秘、勇于自我否定的精神。 四、重點、難點與突破 教學的重點是遺傳的染色體學說和孟德爾定律的細胞學解釋；教學的難點是遺傳的染色體學說、生殖過程中基因和染色體行為的一致性。 染色體學說與生殖過程中基因和染色體行為的一致性本節(jié)課主要通過教師結(jié)合多媒體展示的示意圖給予學生一定的問題探討，引起學生思考，并給學生相應的提示。 孟德爾定律的細胞學解釋本節(jié)課主要通過活動讓學生有個大致的了解，教師再結(jié)合多媒體與學生共同歸納來突破。 五、教學模式與設計思路 本節(jié)課主要采用傳授式與探究式相結(jié)合的教學模式，講授式的教學程序是“復習舊課—激發(fā)學習動機----講授新課----鞏固練習----檢查評價----間隔性復習”，在講授新課的過程中我結(jié)合探究式的教學模式，給學生一些相應的問題引發(fā)學生的思考。 設計思路： 1、調(diào)動學生已有的知識和經(jīng)驗，激發(fā)學生的探究欲望 通過減數(shù)分裂與孟德爾定律的回顧，通過“基因(即遺傳因子)是抽象的概念還是客觀存在的實體？它究竟會存在哪里？遺傳的規(guī)律性有沒有可以觀察的實驗依據(jù)？”引入課題，激發(fā)學生探究的欲望。之后結(jié)合材料，再由學生分析在減數(shù)分裂過程中有什么物質(zhì)的行為與基因的行為非常相似，通過學生思考，教師引導，得到細胞中染色體的行為與基因的行為相一致，從而推斷出基因在染色體上的結(jié)論。 這樣采用問題串的形式，實際上就是學生在問題的驅(qū)動下帶著問題主動的積極的思考，引導學生步步深入地分析問題、解決問題、親歷科學家探索基因的歷程，讓學生自己去發(fā)現(xiàn)知識、體驗知識，使學生在學習過程中始終保持高昂的興趣，切身感受科學的魅力，并且加深對科學過程和方法的理解，培養(yǎng)了學生實事求是的科學態(tài)度及勇于探索、團結(jié)合作、樂于探索生命奧秘的精神。 2、設計模擬實驗，引導學生分析基因的分離和自由組合定律的實質(zhì) 得出基因在染色體上的結(jié)論后，如果直接將基因的分離和自由組合定律的實質(zhì)告訴學生，學生會感到枯燥無味，甚至不能做到真正理解兩大遺傳基本定律的實質(zhì)，這樣又會走上死記硬背的老路。因此，在教學中設計減數(shù)分裂的模擬實驗，讓學生在染色體的一定位置上標上基因，通過已經(jīng)學習了的減數(shù)分裂過程中染色體的行為變化，分析基因在減數(shù)分裂時的行為，從而得出基因的分離和自由組合定律的實質(zhì)，使整個教學過程顯得流暢，而且在前一階段學生推理分析之后，采用模擬實驗的方式，改變了教學手段，有利于學生學習興趣的保持和注意力的集中，也有利于把抽象的知識具體化、直觀化，保證了教學目標的順利完成。 六、課前準備 植物細胞減數(shù)分裂的模式圖 基因的遺傳行為與減數(shù)分裂染色體行為的對比圖 孟德爾定律的細胞學解釋的單因子和雙因子示意圖 紅色和藍色的電線，紅色和綠色、黑色和白色的橡皮筋， 一張大白紙 七、教學過程 教師組織和引導 學生 活動 設計 意圖 一 導 入 新 課 多媒體展示植物細胞的減數(shù)分裂的模式圖 1、教師要求學生用語言闡述細胞減數(shù)分裂的過程； 2、教師引出孟德爾的遺傳定律，并設疑：基因(即遺傳因 子)是抽象的概念還是客觀存在的實體？它究竟會存在哪里？遺傳的規(guī)律性有沒有可以觀察的實驗依據(jù)？ 學生邊觀察模式圖邊闡述減數(shù)分裂的大致過程。 學生思考教師的問題。 回顧前節(jié)課的知識，為下面學習做準備。 激發(fā)學生內(nèi)在的好奇心和探究欲望。 二 新 課 活 動、 給予 材料，引發(fā) 思考 1、基因與染色體在細胞分裂中的平行行為（突破難點之一） 多媒體展示材料一：孟德爾定律重新發(fā)現(xiàn)不久，引起人們的極大興趣。1902年，美國細胞學家薩頓（W.S. Sutton 1877～1916）和德國胚胎學家鮑維里(T．H．Boveri 1862～1915），他們獨立地認識到豌豆產(chǎn)生配子時孟德爾的遺傳因子（基因）的行為和減數(shù)分裂中的一種物質(zhì)的行為有著精確的平行關系。 教師提問：大家猜猜這種物質(zhì)會是什么呢？大家相互間可以討論一下。 教師根據(jù)學生的猜想情況進行相應的提示（如：先分析基因的分離定律和自由組合定律中孟德爾提出的基因有哪些行為，再分析減數(shù)分裂中什么物質(zhì)也有相似行為，然后進行聯(lián)系歸納），繼而多媒體展示“基因的遺傳行為”與“減數(shù)分裂中的染色體行為”的示意圖 請同學們思考：孟德爾假設的（遺傳因子）基因在配子的形成和結(jié)合過程中的行為與染色體在相同過程中的行為有沒有什么共同的地方呢？ 根據(jù)學生的回答與學生一起就兩者的共同點進行總結(jié)。 學生之間互相討論、思考。 學生根據(jù)多媒體上的示意圖進行分析。 提高學生的閱讀能力，培養(yǎng)學生之間的合作能力。 學生回顧減數(shù)分裂的過程又能鞏固知識。 提高學生對圖示的分析和總結(jié)能力。 使學生了解基因與染色體在細胞分裂中的平行行為。 2、基因位于染色體上（染色體學說） 引出本節(jié)的重點之一，也是難點突破之二 教師根據(jù)前面的總結(jié)得出結(jié)論：基因的行為和染色體的行為存在一致性。 教師提問：那么根據(jù)剛才的現(xiàn)象和結(jié)論，大家想想基因和染色體之間的關系會是什么呢？ 多媒體呈現(xiàn)材料：1902年，薩頓和鮑維里各自比較研究了減數(shù)分裂過程中染色體行為與遺傳因子之間的平行關系，由此提出了著名的“薩頓—鮑維里假想”：他們認為孟德爾的“遺傳因子”與配子形成和受精過程中的染色體傳遞行為具有平行性，認為孟德爾的遺傳因子位于染色體上體。 由此教師引出遺傳的染色體學說。 （如果在這里有學生提問到基因為什么不是染色體的載體等等之類的問題，教師可以相應地介紹摩爾根的果蠅雜交實驗給予解說） 教師出示問題：基因在染色體上，怎么存在？一基因一染色體嗎？（教師可以提示：人體的體細胞中有幾條染色體，又有多少個基因？） 學生根據(jù)現(xiàn)象進行思考。 學生運用類比推理的方法，解釋基因位于染色體上，使學生學會嚴密的推理思路，訓練學生的邏輯思維能力。 通過學習以前的科學家的實驗，認同遺傳學的建立是一個不斷開拓、繼承和發(fā)展的過程。 使學生知道染色體學說的內(nèi)容。 3、孟德 爾定律的細胞學解釋 （引出本節(jié)的重點之二） 活動中領悟孟德爾定律的細胞學解釋（結(jié)合多媒體） 4、問題串聯(lián)，引發(fā)思考，加深印象。 教師提問：既然基因是在染色體上，我們能否從細胞形成配子的過程中分析孟德爾的基因分離和自由組合的原因呢？ 學生活動： 用電線模擬兩對染色體（5cm長的藍色、8cm長的紅色），在電線的相應位置上扎上紅色和綠色、黑色和白色的橡皮筋，模擬兩對等位基因R和r、Y和y，其他的操作方法與前節(jié)課的減數(shù)分裂模擬過程相同，首先研究一對同源染色體的減數(shù)分裂。 教師多媒體展示一對同源染色體減數(shù)分裂的示意圖： 其次研究二對同源染色體的減數(shù)分裂，著重觀察：在減數(shù)分裂過程中染色體與基因的關系，在減數(shù)分裂形成配子時基因是否表現(xiàn)出分離和自由組合、及其原因。 教師配合展示多媒體的示意圖： 教師提問：在減數(shù)分裂形成配子時基因為什么表現(xiàn)出分離和自由組合？ 在此過程中不斷的對各組學生加以指點和指導，回答學生提出的各種問題，并適時予以評價和鼓勵。 教師根據(jù)剛才同學的活動，與學生一起結(jié)合孟得爾分離定律和自由組合定律的染色體基礎的圖示，共同歸納總結(jié)。 教師最后得出：用遺傳的染色體學說能十分圓滿的解釋孟德爾定律。 另外強調(diào)：分離定律分離的是等位基因，自由組合定律自由組合的是非同源染色體上的非等位基因。 多媒體展示：試一試：孟德爾定律發(fā)現(xiàn)在先，遺傳的染色體學說提出后，如何根據(jù)遺傳的染色體學說來改進對孟德爾定律的描述？ 學生根據(jù)材料進行探究。 學生在活動中提出問題。 學生觀看示意圖，結(jié)合剛才的實踐活動與教師一同總結(jié)。 學生根據(jù)材料進行探究活動并提出相應的問題。 學生觀看示意圖，結(jié)合剛才的實踐活動與教師一同總結(jié)。 學生思考并給出自己的想法。 通過此次的活動，使學生的語言表達能力和實踐動手能力得到相應的提高。 通過活動，也培養(yǎng)學生勇于探索、尊重科學、樂于探索生命、勇于自我否定的精神。 培養(yǎng)學生的讀圖能力和分析能力。 通過此次的活動，使學生的語言表達能力和實踐動手能力得到相應的提高。 培養(yǎng)學生的讀圖能力和分析能力。 能用遺傳的染色體學說闡明孟德爾的分離定律和自由組合定律的實質(zhì)。 增強學生的歸納能力。 三、 課 堂 小 結(jié) 、 鞏 固 練 習 教師請同學闡述染色體學說的內(nèi)容。 教師出示幾道練習加以鞏固知識： 1.下列有關基因和染色體的關系,那一項是不正確的 ( ) A.減數(shù)分裂時同源染色體互相分離,這與孟德爾所稱成對的基因互相分離至配子中相符合 B.各對染色體或各對基因之間形成配子時,有自由配合的情形 C.基因就是染色體 D.染色體的個數(shù)與基因的數(shù)目相同 2、在豌豆雜交實驗中，高莖與矮莖的植株雜交，F(xiàn)2中高莖和矮莖的比例為787∶277，出現(xiàn)上述實驗結(jié)果的實質(zhì)是 ( ) A.高莖基因?qū)Πo基因為顯性 B.等位基因隨同源染色體的分離而分開 C. 控制高莖和矮莖的基因不在同一條染色體上 D. F1自交，后代出現(xiàn)性狀分離 3.如果基因型為AaBbCc的生物，且三對非等位基因位于三對同源染色體上，那么能形成哪幾種類型的配子，比例怎樣？ 學生闡述染色體學說的內(nèi)容。 學生思考并回答問題。 通過題目的分析，結(jié)合這節(jié)課的知識點，更加有利于學生的知識的吸收和鞏固。 八、板書設計 第二節(jié) 遺傳的染色體學說 一、共同點（基因行為與染色體行為） 1、作為獨立的遺傳單位存在； 2、成對存在（一個來自母方，另一個來自父方）； 3、等位基因分離進入不同配子； 同源染色體分離進入不同配子； 4、不同等位基因與不同同源染色體都是獨立分離和自由組合的。 ----------------基因行為與染色體行為存在一致性 二、遺傳的染色體學說 細胞核內(nèi)的染色體是基因載體 三、孟德爾定律的細胞學解釋 九、作業(yè)設計 1、下列關于基因和染色體的敘述，錯誤的是： （ ） A、染色體是基因的主要載體 B、基因在染色體上呈線性排列 C、一條染色體上有多個基因 D、染色體就是由基因組成的 2、下列關于基因和染色體在減數(shù)分裂過程中行為變化的描述，錯誤的是： （ ） A、同源染色體分離的同時，等位基因也隨之分離 B、非同源染色體自由組合，使所有非等位基因之間也發(fā)生自由組合 C、染色單體分開時，復制而來的兩個基因也隨之分開 D、非同源染色體數(shù)量越多，非等位基因組合的種類也越多 3、某生物有兩對同源染色體，假定每一對同源染色體上各有一對等位基因。根據(jù)遺傳的染色體說，從基因組成看，這種生物產(chǎn)生的配子有多少類型 （ ） A、4 B、8 C、16 D、32 4、思考題： 孟德爾定律中的遺傳因子，即基因的行為和減數(shù)分裂過程中的染色體行為有怎么樣的平行關系？ 十、教學評價 本節(jié)課的亮點之一就是通過活動，讓學生自己動手去探索孟德爾定律的細胞學說解釋，在活動期間通過學生之間的相互討論并提出問題，可以培養(yǎng)學生的合作能力、探究能力和動手能力。亮點之二就是以學生為中心，結(jié)合多媒體和問題引導，問問相接，環(huán)環(huán)相扣，富有邏輯性和層次感。本節(jié)課因穿插全班活動，因此在時間上的把握很重要，這里就要求教師要把握好整堂課的時間安排。