“基因位于染色體上的實驗證據”的教學設計

【摘要】本文以“基因位于染色體上的實驗證據”為例，以摩爾根的經典實驗分析為依據，訓練學生的科學思維。

【關鍵詞】假說-演繹法 類比推理法 摩爾根 基因位于染色體上

【中圖分類號】633.91 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）09-0178-02

1.教材分析

“基因在染色體上”是遺傳學中的一個核心概念，在生物學科核心素養(yǎng)中凸顯“科學思維、科學探究”，在人教版必修2《遺傳與進化》的知識體系中上承孟德爾的兩大遺傳定律，對于理解孟德爾的兩大遺傳定律的實質具有關鍵作用；下啟伴性遺傳、基因的本質，對理解伴性遺傳、整合基因的傳遞和染色體的傳遞方式，避免人類遺傳病的發(fā)生，建立優(yōu)生優(yōu)育的觀念具有重要作用。

2.教學目標

（1）能用“類比推理法”和“假說-演繹法”對摩爾根經典實驗進行分析討論。

（2）能總結出判斷核基因位置的實驗方法。

（3）能運用“假說-演繹法”解決具體問題。

3.教學重難點

重點：基因位于染色體上的實驗證據。

難點：運用“假說-演繹法”區(qū)分紅眼白眼基因是位于X、Y染色體的同源區(qū)段還是只位于X染色體上。

4.教學過程

4.1 探討果蠅染色體組成及其傳遞

資料1.以果蠅性染色體的傳遞為例

（1）由圖1可知，親代雄性個體的X染色體只能遺傳給子代的____，子代雄性個體的X染色體只能來自____，親代雄性個體的X染色體不能傳遞給子代的____，可以通過它子代的____再傳遞給它的外孫。即雄性的X染色體只能由雄性個體傳遞給____性個體，才可以再傳給雄性個體。用圖解表示為____→ ____ → ____。（填：性別的傳遞方式）

（2）Y染色體只能由____性（性別）個體傳遞給____性（性別）個體。

4.2 摩爾根實驗證據的分析

4.2.1 觀察現象、發(fā)現問題

資料2：提供圖2，白眼雄果蠅與紅眼雌果蠅雜交得到F1、F2的遺傳圖解

問題：

（1）紅眼果蠅中偶爾發(fā)現一只白眼雌果蠅，說明之前的雌雄果蠅幾乎都是____眼，且都是____體。

（2）分析圖2可知，果蠅紅眼為____性狀，白眼為____性狀，且這對性狀的遺傳符合____規(guī)律，原因是____。

（3）但是該實驗結果還出現了一個與孟德爾實驗結果不同的新的現象，那就是____。

4.2.2針對問題，作出假設

資料3：提供圖3，F1的紅眼雌果蠅測交的遺傳圖解

問題：

（4）在圖3中，由于F1紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅雜交子代中出現了白眼雌果蠅、白眼雄果蠅，所以無論白眼基因在常染色體還是在X染色體上，都可推知F1紅眼雌果蠅攜帶有控制____眼的基因。

（5）綜合分析甲乙兩圖可知，親本雄果蠅的白眼性狀先遺傳給了F1的紅眼____果蠅，再通 過它傳給了F2的紅眼____果蠅。而雄果蠅X染色體的遺傳也是由____傳遞給F1的____再傳遞給F2的____。由此看出雄果蠅白眼性狀的遺傳與____染色體的遺傳方式相似，從而可用____推理法得出，控制果蠅眼色的基因位于____染色體上的假設。

4.2.3 針對假說，演繹推理

資料4：展示圖4果蠅X、Y染色體

問題：

（1）基于“果蠅眼色的基因位于X染色體上，Y染色體上沒有其等位基因”這一假設，則表示紅白眼 、基因位于X染色體的____區(qū)段，以紅眼白眼基因（用W、w表示）為例，雌性個體的基因型有____、____、____；雄性個體的基因型有____、____。該假說要成立還必須通過對F1進行____實驗進行驗證。現在F1有紅眼的雌性和雄性，故驗證實驗有____、____兩種實驗。請用遺傳圖解對上述兩類實驗進行演繹推理，請小組代表描述演繹推理的預期結果。

（2）若紅白眼基因在II區(qū)，雌性個體的基因型有____、____、____；雄性個體的基因型有____、____、____、____。

（3）請觀察圖5的遺傳圖解，如果紅白眼基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段同樣可以解釋F1、F2的實驗現象，并且F1紅眼雌果蠅的測交實驗結果也跟只位于X染色體這一假設的結果一致。請用遺傳圖解對另一個測交實驗進行演繹推理，并請小組代表用語言描述推理結果。

4.2.4 實驗驗證推理結果

資料5：摩爾根的學生布里吉斯將白眼雌蠅和紅眼雄蠅雜交，后代表現出紅眼雌蠅和白眼雄蠅。為“W/w基因在X染色體上”的結論提供了最直接的證據

4.2.5 結果對比得出結論

根據以上分析，可以得出____的結論。

5.定位核基因的實驗方法

5.1 怎樣區(qū)分等位基因只在X染色體還是XY染色體的同源區(qū)段

問題：根據摩爾根的驗證實驗，可以選擇雌性為____性狀，雄性為____性狀的雜交方式區(qū)分等位基因只在X染色體還是X、Y染色體的同源區(qū)段。

5.2怎樣判斷核基因位于常染色體還是性染色體

5.3 怎樣確認基因只在Y染色體上

資料7：用圖展示Y染色體的傳遞方式

6.設計思考

6.1 深挖教材，解決學生對摩爾根猜想基因位置的疑惑 在教學中需要教師再重組知識，學生就能發(fā)現摩爾根在猜想基因的位置時也運用了類比推理的方法，從而對該方法有更深的體會。

6.2 引發(fā)認知沖突，深入分析摩爾根的實驗

本設計從紅眼白眼基因位于性染色體的同源區(qū)段和位于X染色體的非同源區(qū)段都可解釋F1和F2的實驗現象的沖突來引發(fā)學生思考。

參考文獻：

[1]朱雄.關于摩爾根提出“果蠅眼色基因位于X染色體上”的導學[J].中學生物學，2013，3：50

作者簡介：

孫艷（1982.5-），女，中學一級教師，碩士研究生。