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第二章 染色体与遗传 第二节 遗传的染色体学说 一、教学目标目标能力目标情感科学研究的多维性围绕某个问题的科学研究往往不只是从一个角度展开的尊重科学、勇于自我否定的精神科学家探索的历程，使学生始终保持高昂的兴趣，切身感受科学的魅力，并且加深对科学过程和方法的理解，如果直接将告诉学生，学生会感到枯燥无味，理解，这样又会走上死记硬背的老路。因此(即遗传因子)是抽象的概念还是客观存在的实体？它究竟存在哪里？性质怎样？遗传的规律性有没有可以观察的实验依据？可以说，孟德尔遗传定律所提出的问题远比它所解决的问题多得多。抽象的孟德尔因子要落实到一个客观实体上，而且能够知其位置，才能被世人广泛的理解和接受。 那么孟德尔的“遗传因子”在细胞中是否真正有相应的结构？ 科学家们发现基因的分离定律和自由组合定律是生物体在前后代传递遗传物质时的传递规律，而减数分裂又是生物体在形成有性生殖细胞时的分裂方式，这二者是否有联系？科学家对这个问题产生了浓厚的兴趣，并进行了分析和研究。现在让我们沿着科学家研究的足迹，追寻科学家的研究思路，体会研究的方法，并学习相应的知识。 （二）问题探究，学习新知 1、遗传的染色体学说 ［教师活动］多媒体呈现材料一：孟德尔定律重新发现不久，引起人们的极大兴趣。1902年，美国细胞学家萨顿（W.S. Sutton 1877～1916）和德国胚胎学家鲍维里(T．H．Boveri 1862～1915），他们独立地认识到豌豆产生配子时孟德尔的遗传因子（基因）的行为和减数分裂中的一种物质的行为有着精确的平行关系。 多媒体呈现问题一：请分析，你认为这是什么物质？这种物质与孟德尔的遗传因子（基因）的行为有哪些平行关系？ 教师可以提示分析的方法：先分析基因的分离定律和自由组合定律中孟德尔提出的基因有哪些行为，再分析减数分裂中什么物质也有相似行为，然后进行联系归纳。 （对于学生分析和解决问题能力较强的班级，教师可以简略地提示甚至不做提示，完全交给学生进行分析，这样对学生来说，具有更大的挑战性，更能激发他们学习的兴趣和激情。但对于学生基础比较差，对遗传的两大定律中基因的行为和减数分裂中染色体的行为仍然不甚明了，或者分析和解决问题比较弱的班级，则应进行具体指导，并且分析时应分步进行。） ［学生活动］学生以四人小组为单位进行分析、讨论、交流。 然后，学生小组为单位，汇报讨论的结果。 ［师生总结］ （1）孟德尔对基因的存在和行为的假设：① 基因在体细胞中成对存在，其中一个来自母本，另一个来自父本 ② 基因在生殖细胞中成单存在 ③ F1体细胞内成对的等位基因各自独立，互不混杂 ④ F1形成配子时，等位基因的分离，非等位基因表现出自由组合 （2）同源染色体的存在和行为与以上基因的存在和行为有一致现象，具体表现为： ① 同源染色体在体细胞中成对存在，一个来自母方，一个来自父方 ② 同源染色体经过减数分裂，在生殖细胞中成单存在 ③ 在体细胞中存在的两条同源染色体各自独立，互不混杂 ④ 在原始的生殖细胞形成配子进行减数第一次分裂时，同源染色体分离，非同源染色体表现出自由组合 ［教师活动］多媒体呈现问题二：对此现象，你可能作出怎样的推测？ ［学生活动］学生讨论后得出结论：可能基因在染色体上，染色体是基因的载体 ［教师活动］这也正是科学家在当时得出的结论：1902年，萨顿和鲍维里各自比较研究了减数分裂过程中染色体行为与遗传因子之间的平行关系，这种比较研究的结果令他们极为振奋，因为他们已经意识到，基因很可能就在染色体上，由此提出了著名的“萨顿—鲍维里假想”：他们认为孟德尔的“遗传因子”与配子形成和受精过程中的染色体传递行为具有平行性，认为孟德尔的遗传因子位于染色体上体。 现在我们也许认为染色体学说并无惊人之处，但在20世纪初萨顿和鲍维里哥伦比亚大学生物系的生物胚胎学家(T. H. Morgan，1866～195)就持有这种看法，他认为这是“思辨”臆测，要求提供更直接的证据，宣称绝不接受这种“没有实验基础”的理论尊重科学、勇于自我否定的精神科学不只是从一个角度展开的［教师活动］多媒体呈现问题四：［活动］ 等位基因分离的时间：减数第一次分裂的后期。 等位基因分离的结果：形成含A或a基因的两种类型的配子，并且比例为1∶1。 F2出现3∶1比例的原因：F1 产生A、a两种类型的配子且比例为1∶1，在受精作用形成受精卵时，雌雄配子结合是随机的，所以F2出现三种基因型比例为1∶2∶1，出现二种表现型比例为3∶1。 （2）在减数分裂形成配子时非等位基因表现出自由组合。 非等位自由组合的原因：非等位基因位于非同源染色体的上，减数分裂时随着非同源染色体的自由组合而自由组合。 非等位基因自由组合的时间：减数第一次分裂的后期。 非等位基因自由组合的结果：形成含AB