《基因在染色体上》一节的教学设计
2017-05-18贾国祥
贾国祥
【关键词】 生物教学;《基因在染色体上》;教学设计
【中图分类号】 G633.9 【文献标识码】 A
【文章编号】 1004—0463(2017)08—0127—01
《基因在染色體上》这节课主要包括两部分内容:一部分是萨顿的假说,另一部分是摩尔根的基因位于染色体上的实验证据。但教材内容在编排上比较抽象、零乱,学生接受起来难度较大。为了使内容显得通俗易懂,让学生更易接受,笔者认为在教学过程中应该从以下几个方面进行探究。
一、借助图形来形象说明类比推理法及萨顿的假说
通过以上图形的比较,直观、形象地阐明了类比推理法及染色体与基因的行为存在着明显的平行关系。
1. 类比推理法概念。其是由两个或两类对象在某些属性上相同的现象,推断出它们在另外的属性上也相同的一种推理方法。 如,19世纪,物理学家在研究光的性质时,曾经将光与声进行类比。声有直线传播、反射和折射等现象,其原因在于它有波动性。后来发现光也有直线传播、反射和折射等现象,因此推测光也可能有波动性。这种推理就是类比推理。
2. 染色体与基因的行为关系。
(1)基因在杂交过程保持完整性、独立性,染色体在配子形成过程和受精过程中,也有相对稳定的形态结构。
(2)在体细胞中基因成对存在,染色体也是成对的。
(3)体细胞中成对的基因一个来自父方,一个来自母方,同源染色体也是如此。
(4)非等位基因在形成配子时自由组合,非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合。
于是,萨顿将看不见的基因与看得见的染色体的行为进行类比,根据其惊人的一致性,推断两者行为存在着明显的平行关系。最终提出自己的假说:基因在染色体上。那么这个假说是否正确,还需通过实验来验证。
二、用假说——演绎法来推理摩尔根的基因位于染色体上的实验证据
摩尔根在证明基因在染色体上的试验中,采用的方法和孟德尔的遗传实验方法相同,假说—演绎法。
1. 观察实验,提出问题
摩尔根关于果蝇眼色的遗传实验
P 红眼(雌)×白眼(雄)
F1 红眼(雌、雄)
F2 红眼(雌、雄) 白眼(雄)
3/4 1/4
果蝇的杂交试验完全符合孟德尔的一对相对性状的遗传实验结果,并且摩尔根经过仔细的观察,发现F1 红眼雌、雄果蝇交配,在F2中,红眼既有雌果蝇又有雄果蝇,但是白眼全是雄果蝇,性状的表现与性别有联系。从而提出问题:白眼性状的表现为什么总是与性别相联系?
2. 分析问题,作出假说。摩尔根设想,若控制白眼基因(w)在X染色体上,而Y色体上不含有它的等位基因,那么亲代红眼雌果蝇的基因型为XWXW,白眼雄果蝇的基因型为XwY,摩尔根关于果蝇眼色的遗传实验解释如下:
P 红眼(雌) XWXW× 白眼(雄)XwY
F1 XWXw 红眼(雌、雄)XW Y
F2 XWXW XWXw XW Y XwY
红眼(雌):红眼(雄):红眼(雌):白眼(雄)
红眼:白眼=3:1
假说完全解释了果蝇杂交试验提出的问题,也符合孟德尔的遗传假说,那么这个假说是否正确,还需要实验验证,孟德尔采用测交试验,摩尔根也是如此。
3.演绎推理,验证假说。
采用测交试验。
(1)测交试验理论上的推测
F1 红眼(雌)XWXw×白眼(雄)XwY
F2 XWXW XwXw XW Y XwY
红眼(雌):白眼(雌):红眼(雄):白眼(雄)
1:1:1:1
(2)测交试验统计的结果
统计的结果与理论上的推测完全符合假说,则假说就是正确的。
4.验证成立,得出结论。通过以上测交试验,验证了假说是正确的,从而证明了基因在染色体上。
三、运用设疑和课件来说明基因在染色体上呈线性排列
设疑:果蝇体细胞内有4对染色体,被人们研究过的基因就达数百个,而人的体细胞只有23对染色体,却有3~3.5万个基因,基因既然在染色体上,基因与染色体可能有怎样的对应关系呢?
通过分析得出:一条染色体上有许多个基因,基因在染色体上呈线性排列。
四、总结出孟德尔的基因分离定律与基因自由组合定律的现代解释
通过上面的学习,我们知道了基因位于染色体上,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。
通过这样的教学设计,一方面使教学内容更加充实、丰富,让学生对基因为什么在染色体上以及摩尔根的基因位于染色体上实验理解得更加透彻。另一方面,在教师的整体调控下,学生通过动眼观察、动脑思考、动手练习亲身经历了知识的形成和发展过程。整个教学过程以一个个层层递进的问题为驱动,使学生对知识的探究由表及里,逐步深入。编辑:张 昀