1、基因在染色体上教学设计湖北武汉华中师范大学第一附属中学(430223) 曾凡洪1 设计理念根据新课程理念，高中生物学的教学重在培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等生物学素养。结合本校开展的培养学生的关键能力(4C 能力：即批判性思考及问题解决能力、有效沟通能力、团队共创能力、创造与创新能力及 ICT 即信息与通信技术能力)的主题活动，本节课以“引导质疑探究讨论小结归纳”的过程来贯穿教学的始终，倡导学生主动参与、积极思考、勇于质疑、乐于探究、合作学习、勤于动手，培养学生识图能力、获取新知识的能力、收集和处理信息的能力、分析和解决问题的能力以及交流、表达与合作的能力。注重联系实际，体验科学家探
2、究遗传规律的奥秘过程，激发学生对科学的热爱之情，以形成学生正确的情感态度和价值观。2 教材分析本节是高中生物（人教版）必修第二册“第 2 章 基因和染色体的关系”中的第 2 节内容，主要探讨了萨顿假说、基因位于染色体上的实验证据、孟德尔遗传规律的现代解释。本节是以“减数分裂和受精作用” 、 “孟德尔的豌豆杂交实验” 、 “假设演绎法”等的知识为基础，同时，也是学习第 3 节伴性遗传和第 5 章第 1 节基因突变的基础知识。所以，本节内容对学习遗传变异的相关知识具有承上启下的作用。3 教学目标3.1 说出基因位于染色体上的理论假说和实验证据。3.2 尝试运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上。
3、3.3 在质疑、探究中重温科学家的探索历程。3.4 运用有关基因和染色体的知识阐述孟德尔遗传规律的实质。3.5 认同科学研究需要丰富的想象力，大胆质疑和勤奋实践的精神、严谨的态度、缜密的思维，以及对科学的热爱。4 教学重点4.1 基因位于染色体上的理论假说和实验证据。4.2 孟德尔遗传规律的现代解释。5 教学难点5.1 运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上。5.2 基因位于染色体上的实验证据及推理过程。6 教学策略本节教材内容是“总结人类对遗传物质的探索过程”的一部分，教学难点较多，是培养学生思维能力，尤其是批判性思维能力的好素材。因此，教师应充分利用教材资源，围绕“基因在染色体上”的探索
4、过程，精心设计问题，引导学生积极参与讨论和探究活动，倡导学生开展思维探究。本节内容设计教学时间为 2 课时6.1 认真处理本节“问题探讨” ，联想用同源染色体取代孟德尔的遗传因子会出现的结果，引导学生关注染色体与基因的关系。6.2 学生通过自己参与的活动，提出与萨顿假说相似的观点，体验成功的喜悦。引导学生画减数分裂过程示意图，据图发现基因与染色体的平行关系。经过思考和讨论认同基因在染色体上。6.3 分析摩尔根等人的研究是教学难点。教师可在清晰表述摩尔根研究的同时，提出一系列问题，引导学生思考、质疑、探究，先小组之间讨论、交流，然后教师引导学生回答、其他同学补充完善、修正，教师因势利导、层层引导
5、，逐一完善、修正学生的答案，形成共识。最后教师最后予以小结、归纳来进行突破重点，进而得出基因在染色体上的结论。6.4 尝试运用研究成果解释孟德尔遗传规律。6.4.1 教师课件展示具有一对同源染色体携带一对等位基因的减数分裂过程图，引导学讨论，并用现代观点来解释孟德尔的分离定律。6.4.2 在上述活动的基础上，教师课件进一步展示具有两对同源染色体携带两对等位基因的减数分裂过程图，引导学生用现代观点来解释孟德尔的自由组合定律。6.5 运用类比推理的方法，推断基因与 DNA 长链的关系。 7 教学方法自学法、探究式问题讨论法、引导探索法、归纳总结法、合作交流法等综合运用。8 教学过程教学内容及程序
6、教师组织和引导 学生活动 教学意图复习提问，导入新课前面我们已经学习了孟德尔的豌豆杂交试验和减数分裂、受精作用的相关知识，请同学们回顾以下问题：1、孟德尔对豌豆的性状分离现象的原因解释，提出了哪些假说？2、假设一个精原细胞中含有两对同源染色体，画出其减数分裂形成精细胞的过程图。教师引导，并利用投影进行演示、更正。学生回答后，教师因势利导：根据孟德尔的假说和减数分裂中染色体的行为，你能提出什么观点？学生进行讨论、思考，画图，然后后回答相关问题学生讨论、交流后回答巩固知识、创设情境、思考问题、激发兴趣、导入新课，为后面的学习作铺垫。合作交流、体会成功的喜悦一、萨顿的假说 引导、鼓励学生回答后，引出
7、并介绍类比推理的研究方法。利用加拿大外交官布朗竞选省议员中运用类比推理的事例，指出类比推理的缺陷，从而说明：提出的假说是需要实验来证明的。学生阅读教材，讨论、领会萨顿假说引导学生获得科学结论，激发其学习的欲望。二、基因位于染色体上的实验证据1、实验者2、实验材料及其特点3、实验过程及现象教师通过 ppt 介绍摩尔根及其与果蝇相关的故事。教师在学生回答相关问题后，再介绍果蝇作为模式生物的相关知识。与果蝇有关的诺贝尔奖的故事。布置学生看书，并请学生上黑板模拟用遗传图解的形式表达出来摩尔根首先做了实验一：P 红眼（雌） 白眼（雄） F1 红眼（雌、雄） F 1 雌雄交配 学生阅读教材听讲学生看书，讨
8、论分析，并依次回答相应的问题学生听讲学生看书、画图培养交流合作能力。激发兴趣巩固所学知识，培养学生获取新知识的能力4、实验分析5、提出假说摩尔根的设想实验解释6、验证F2 红眼（雌、雄） 白眼（雄） 3/4 1/4 1、通过红眼与白眼果蝇亲本杂交得到的 F1 全为红眼，说明什么问题？2、F 1 自交，F 2 红眼：白眼=3:1，又能说明什么问题？3、上图中白眼果蝇都为雄性，你能提出什么问题？教师导言过渡：摩尔根又是如何解释这一现象的呢？教师介绍性染色体及常染色体的相关知识。布置学生阅读教材请学生上来用遗传图解的形式板书实验一：P XWXW XwY红雌 白雄 F1 XWXw XWY红雌 红雄F2
9、 教师过渡：摩尔根用自己提出的假说很好地解释了自己所观察到的实验现象，是否就此证明了自己的假说是正确的呢？如何验证呢？引导学生回顾测交的含义及亲本的选择问题请学生在黑板上板书测交图解实验二：P XWXw XwY红雌 白雄 测交后代 XWXw XWY XwXw XwY红雌 红雄 白雌 白雄1 ：1 ：1 ：1教师引导学生质疑：单纯依据测交结果，能否确定控制果蝇眼色的基因一定位于 X 染色体上？教师继续引导学生质疑：既然不能，还应该做怎样的杂交实验？学生回答学生讨论、交流后回答学生阅读教材听讲、领会学生阅读后回答学生完成图解学生讨论、回答得出还需验证实验：测交回顾测交知识学生板书学生小组讨论、分析
10、，得出结论引导学生得出结论培养学生的合作交流和团队精神及逻辑推理能力和想象力激发兴趣培养学生的分析推理能力和解题能力培养学生的分析推理和解题能力培养学生的批判性思维、大胆质疑及严谨缜密的思维能力XW YXW XWXW 红雌 XWY 红雄Xw XWXw 红雌 XwY 白雄7、实验结论在引导学生得出结论后，请学生在黑板上板书其遗传图解实验三：P XwXw XWY白雌 红雄 F1 XWXw XwY红雌 白雄1 ：1在引导学生推导出实验三后，教师说明：其实摩尔根他们当初也做了这几个实验，最后才确定控制果蝇眼色的基因一定位于 X 染色体上。我们刚才只是亲自沿着科学家们的足迹，重温了一下他们的探索历程，看
11、来我们大家也具备科学家的基本素质。介绍现代分子生物学技术的研究成果基因在染色体上，一条染色体上有很多基因，基因在染色体上呈线性排列学生板书学生体验成功的喜悦和惊喜感悟生命科学的神奇和魅力学生阅读教材后归纳总结激励学生丰富的想象力，大胆质疑精神、严谨的态度、缜密的思维，以及对科学的热爱认同基因在染色体上呈线性排列三、孟德尔遗传规律的现代解释（一）基因的分离定律的实质（二）基因的自由组合定律的实质教师课件展示具有一对同源染色体携带一对等位基因的减数分裂过程图。教师课件进一步展示具有两对同源染色体携带两对等位基因的减数分裂过程图。学生讨论、交流后总结分离定律实质学生相互讨论、交流回答相关问题，并相互
12、补充完善自由组合规律的实质培养学生分析、解决问题以及交流、表达与合作的能力。突出重点内容，核心概念重点突破课堂小结 以概念图的形式引导学生进行小结本节内容要点 师生互动，适时归纳、补充。培养学生交流、表达与归纳总结的能力课堂检测 运用类比推理的方法，推断基因与DNA 长链的关系学生相互讨论、交流后回答类比推理技能训练，检测学习效果9 板书设计第 2 节 基因在染色体上一、萨顿的假说类比推理法二、基因位于染色体上的实验证据1、实验者：摩尔根2、实验材料及其优点实验材料：果蝇果蝇作为遗传学实验材料具有的优点：个体小、易饲养繁殖速度快有一些易于区分的相对性状后代数目多染色体数目少3、实验过程及现象4
13、、实验分析果蝇的红眼是显性性状红眼和白眼受一对等位基因控制白眼性状的表现，总是与性别(雄性)相关联5、摩尔根关于果蝇眼色遗传的解释6、验证7、实验结论基因位于染色体上，一条染色体上有很多基因，他们在染色体上呈线性排列三、孟德尔遗传规律的现代解释（一）基因的分离定律的实质（二）基因的自由组合定律的实质10 教学反思在本节内容的教学过程中，我既在一定程度上遵循了教材上的教学内容来安排教学，同时又对教材进行了合理的再加工。以上教学过程的设计以学生的思维过程为线索，力求再现摩尔根当初的探究过程，有意引起学生探究过程中的矛盾冲突，便于突破教学重点和难点。本节内容的教学过程中，教师主要采取自学法、探究式问
14、题讨论法、引导探索法、归纳总结法、合作交流法等等教学方法综合运用来进行教学，通过教师的层层引导、学生的相互讨论、交流合作和学生相互补充完善来回答相关问题。学生经历了一个科学探究过程，并及时与其他同学一起探讨交流，然后自己的推理分析又推翻了自认为很有道理的假设，当学生集合他们的智慧结晶，最终用遗传图解的方式解决问题后，学生对正确的结论会有更深刻的认识，在自己的脑海中也会留下深刻的印象，同时通过尝试书写遗传图解解释实验现象，不仅能提高应用遗传图解分析和解释遗传学问题的能力，还可以提高学生分析现象、推理验证和解决问题的综合思维能力。本节内容的教学也充分体现了民主和谐的师生关系和求真求实的学习氛围；在遵循课程标准的理念方面，充分倡导了合作交流、探究、自主学习的新的学习模式，从学生回答问题的质量来看，也达成了预定的教学目标。同时，通过这个探究过程，也让学生明白了科学研究的艰辛，感受了科学家严谨治学的精神，也在这种潜移默化的学习中提升了学生的生物科学素养。
