人教版高中生物（2019）必修2第2章第二节基因在染色体上教学设计一、学习目标确立的依据：（一）课程标准要求概念3遗传信息控制生物性状，并代代相传（大概念）3.2有性生殖中基因的分离和重组导致双亲后代的基因组合有多种可能（重要概念）3.2.4概述性染色体上的基因传递和性别相关联（次位概念）（二）课程标准解读次位概念“概述性染色体上的基因传递和性别相关联”中的行为动词“概述”属于理解水平，具体要求是“把握内在的逻辑联系，与已有知识建立联系，进行解释、推断、区分、扩展，提供证据，收集整理信息”等。其中要引导学生在分析基因和染色体平行关系的基础上做出推论，进而引导学生运用假说-演绎法通过观察摩尔根实验现象、提出问题、作出假设、演绎推理、实验验证等环节为次位概念“性染色体上的基因传递和性别相关联”提供证据，最终为形成重要概念进而上升为大概念奠定基础。（三）教材分析：本节内容是人教版高中生物必修2第2章第2节的内容。本节的核心内容是：萨顿利用“类比推理”的方法提出的基因在染色体上的假说，摩尔根利用果蝇做杂交实验证明了基因在染色体上。二者分别从逻辑思维和实验证据两个方面把基因定位在了染色体上，将孟德尔定律进行了更为详细准确的解读。有利于学生对分离定律和自由组合定律实质的深入理解，同时又为学习伴性遗传奠定了基础。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。教学难点：对果蝇杂交实验结果的解释和验证。上述内容较为枯燥艰涩，尤其是摩尔根的实验课本介绍并不清楚，关键实验一略而过，需要教师吃透教材，研究相关资料，对相关知识进行补充和优化组合，帮学生理清实验思路和方法，让他们体验到科学研究的不易和收获的乐趣，掌握正确的科学研究方法，提升自己的科学研究能力。（四）学情分析：从学生的知识储备分析，学生对于孟德尔的遗传定律、画遗传图解、假说演绎法和减数分裂已经掌握，为学习本节内容奠定了良好的认知基础。从学生的认知规律分析，由于本节内容较为枯燥，而且不同学生的思维方式不同，可能在开始进行思维探究的时候学生会出现思维发散的现象，对问题的思考不够聚焦，因此要对学生可能出现的情况进行充分的预设，做好知识铺垫，降低理解难度，保证教学效果的顺利达成。二、学习目标：1.联系孟德尔遗传实验和减数分裂、受精作用过程分析基因和染色体的行为关系，认同萨顿假说；2.基于基因和染色体的相关事实，阐明基因的位置，体会假说演绎法；3.通过减数分裂图解阐明孟德尔遗传规律的现代解释。三、评价设计：1.目标1评价：通过学生填写图表的情况以及能否顺利观察图表作出推断评价学生对遗传定律和减数分裂的掌握情况和思维能力。2.目标2评价：（1）通过学生能否在观察摩尔根果蝇实验现象后能够顺利地提出问题并作出假设进行评价；（2）通过学生能否正确书写不同假设下亲本的的基因型进行评价；（3）通过学生能否正确地书写不同经典实验的遗传图解进行演绎推理进行评价；（4）通过学生完成达标检测1的情况进行评价。3.目标3评价：（1）通过学生对课后巩固1“将基因用小横线的形式标注在染色体相应的位置”的解答情况进行评价；（2）通过学生完成达标检测2的情况进行评价。四、教学媒介：PPT多媒体演示投影仪微课视频五、教学过程：导入，激趣，点题师：日常生活中，大家都有这样的生活经验：水果放置时间长了或者你吃剩了一半的苹果放置较长的时间，就会有一群小伙伴飞过来和你共同分享它，你认识它们吗？对，就是果蝇，请同学们看大屏幕：【屏显】果蝇这就是果蝇，果蝇个体虽小，但它是遗传学发展的大功臣，那么它到底有什么丰功伟绩呢？让我们先把目光回到18世纪。【屏显】孟德尔遗传因子传递图解和减数分裂过程中染色体的分离图解师：19世纪中叶遗传学之父孟德尔提出了遗传定律，揭示了遗传因子也就是基因的传递规律；19世纪末，科学家又发现染色体在遗传的过程中表现出连续性和稳定性。这就引发了大家的追问，神秘的基因到底在哪里？基因跟染色体之间有什么关系？这一节课我们就共同来探究一下基因在哪里？板书课题：基因在？首先来看一下本节课的学习目标。【屏显】本节课的学习目标。学生根据经验回答：果蝇设计意图：从日常生活经验入手，拉近学生与知识间的距离，激发学生学习热情目标1：萨顿假说【学生活动1】师：在学习新内容之前，老师先考考大家前面知识的掌握情况，请同学们快速完成学案上的【学生活动1】，填写表格，同时思考下面的问题：师：这个表格是不是很简单呀，我们一起来看一下：【屏显】已经填写完整的表格：请大家观察一下这个填写完整的表格，你有什么发现？师：生物学上将染色体与基因行为相似的现象称为“平行关系”。根据基因和染色体行为的平行关系，你来推测一下，基因与染色体之间可能存在怎样的位置关系？师：实际上同学们的推断跟科学家的推断是一样的，看来大家都有做科学家的潜质。我们一起来看一下科学家的研究。师讲解同时屏显：1903年，美国遗传学萨顿在以蝗虫细胞为实验材料，研究精子和卵细胞形成的过程中，发现基因的分离与染色体的分离存在平行关系，据此他提出了“基因在染色体上”的假说。萨顿假说一经提出，立刻引起了人们的关注，有赞同的，有反对的，有质疑的，其中质疑声最大的就是美国生物学家摩尔根，因为摩尔根的人生准则是“一切通过实验来说话”，而我们刚才的推断和萨顿的推断是不是都没有经过实验验证？也就是说，这在假说是否成立还是问号？那这个假说就没有意义了吗？有意义，一是指明了研究的方向，使人们的研究方向由浩瀚如大海的生物体缩小到如小船般的染色体，我们只要证明基因在不在染色体上就可以了；二是引起了科学家的关注，像摩尔根这样优秀的科学家都有共同的特点执着，他学生们一旦对某个问题产生兴趣，就会想尽一切办法找到答案。那怎么办呢？反正基因是无法直接观察到的。同学们想一下，有没有什么是与基因直接相关而恰恰是我们可以观察的？对，就是性状。也就是说，如果能找到某个特定的性状，证明它与某条特定的染色体有联系，是不是就为假说找到证据了？好，方向有了，那用什么作实验材料呢？这个时候，小小的果蝇引起了摩尔根的注意。填写表格，并思考问题生：染色体的数目和行为与基因的数目和行为存在相似的现象。生：基因在染色体上通过对已学知识进行梳理，观察现象，思考新问题通过一步步引导，使学生顺利作出推断，培养学生运用类比推理的研究方法研究问题设计意图：渗透科学家“执着”的优秀的科研品质遵循学生的认知规律和思维习惯引导思考目标二：摩尔根实验证据【学生活动2】师：引入摩尔根突变实验的介绍，讲述一段摩尔根实验的趣事，摩尔根为什么一定要用果蝇来做实验呢？我们来看一段资料：播放果蝇资料介绍短视频，提醒学生思考：果蝇适合做遗传学实验材料的优点有哪些？现在同学们知道摩尔根为什么对果蝇情有独钟了吧。摩尔根折腾了2年，终于有一只果蝇突变了，出现了一只白眼雄果蝇，摩尔根给它起了个名字叫“例外”，走哪都带着它，晚上睡觉得用瓶子装着放在床头，才能睡着。而例外也没辜负摩尔根，完成了开启现代遗传学理论的奠基性的实验。我们来看一下例外的精彩表现，介绍经典实验一。观看摩尔根实验，思考回答问题：思考：果蝇的红、白眼这一对相对性状中显性性状是？依据是？果蝇眼色的遗传是否符合孟德尔分离定律？依据是？果蝇的白眼遗传有什么特点？据此你能提出什么问题？在学生回答的基础上，提出问题，教师引导：摩尔根在观察实验现象后产生了同样的疑问。大家想一下，如果我们能证明控制红白眼的基因位于性染色体上是不是就为假说找到证据了？哪儿这个基因位于性染色体的什么位置呢？请根据果蝇性染色体的结构，做出你的假设？小组讨论。提出假设：1)在学生作出假设后，请学生参照右侧X、Y染色体的结构，写出相对应的红眼(纯合)与白眼()基因型，完成【学生活动3】，完成后小组讨论。【温馨提示】性染色体携带基因的写法【学生活动4】1)按照你的假设写出红眼(纯合)与白眼()杂交产生F1和F2的遗传图解，分析F1和F2的表现型，与“例外”实验结果是否相符？演绎推理：假设1和都能解释的通，怎么办？只能继续实验。介绍经典实验二的亲本，然后让学生书写遗传图解，推理实验结果。教师展示摩尔根真实的实验现象。假设1和2都能解释经典实验二，怎么办？只能继续实验。介绍经典实验三的亲本，然后让学生书写遗传图解，推理实验结果。教师展示摩尔根真实的实验现象。实验验证：看到这个结果，我们知道答案了吧，控制红白眼的基因位于X染色体上，Y上没有。摩尔根后来进行了测交实验，证明了基因位于染色体上。我们终于将特定的基因与特定的染色体联系起来，为基因在染色体上找到了确切的实验证据，小小的果蝇是不是居功甚伟，所以，不要轻视我们身边的每一个生命，包括你自己，每个生命都有它存在的独特价值。同学们请看黑板上书写的研究过程，是不是很熟悉？是什么？我们用孟德尔留下来的科学研究方法解决了他留下来的疑问，孟德尔不愧为遗传学之父。学生观察观看微视频设计意图：微视频对果蝇进行详细介绍，从而使学生对果蝇有充分的了解，同时通过摩尔根实验趣事的介绍让学生感受到科学研究的艰辛与不易，体会学习摩尔根屡败屡战、决不放弃的科学研究精神步步设疑，小梯度、小台阶目标3：遗传定律的现代解释知道了基因的位置，我们可以对孟德尔的遗传定律做更详细准确的解读了。孟德尔所说的一对遗传因子就是位于一对同源染色体上的等位基因，不同对的遗传因子就是位于非同源染色体上的非等位基因，在形成配子时，等位基因随同源染色体的分离而分离，非等位基因随非同源染色体的自由组合而自由组合。摩尔根的发现奠定了现代遗传学的基础，但摩尔根并没就此止步，和他的助手们继续研究努力，发现一条染色体上有很多基因，基因在染色体上呈线性排列，并且绘出了果蝇基因在染色体上具体位置，也因此拿到了诺贝尔奖。人们为了纪念做出卓越贡献的摩尔根，将基因之间的距离单位用“摩尔根”表示。他的名字作为一个单位名称长存于世。生倾听，让学生知道基因在染色体上的呈线性排列。设计意图：感受摩尔根的杰出贡献，激发学生对科学研究的向往之情课堂小结师：以上就是本节课学习的内容，请同学们回顾本节课学习的内容，同时思考：1.本节课你学到了哪些知识和科学的研究方法？2.通过不同科学家的研究和实验过程，你有什么感悟？希望同学们通过本节课的学习，掌握正确的科学研究方法，感受科学研究的乐趣，发展提高自己的科学研究能力，期待今后在相关的研究领域看到同学们的身影！