何志恒

抓住果蠅雜交實驗與豌豆雜交實驗結(jié)果的不同之處，引導(dǎo)學(xué)生分析豌豆和果蠅、雌雄果蠅染色體組成、以及X和Y染色體的區(qū)別，提出假說。針對不同假說的差異，設(shè)疑激趣，學(xué)生自行設(shè)計雜交組合，與科學(xué)家的實驗結(jié)果對比，從而得出“基因在染色體上”的結(jié)論。

1 學(xué)習(xí)內(nèi)容及學(xué)情分析

“基因在染色體上的理論假說和實驗證據(jù)”是人教版必修二《遺傳與進(jìn)化》第2章“基因和染色體的關(guān)系”第2節(jié)“基因在染色體上”第1課時教學(xué)內(nèi)容。本節(jié)課先由基因和染色體的平行關(guān)系，得到基因在染色體上的推論。再通過果蠅雜交實驗，證明控制眼色的基因在X染色體上。學(xué)生已學(xué)習(xí)了孟德爾的基因分離定律和基因自由組合定律，以及減數(shù)分裂過程中同源染色體的分離、非同源染色體自由組合過程，對本節(jié)的學(xué)習(xí)有一定的鋪墊作用。同時，學(xué)生已經(jīng)熟練掌握了遺傳圖解的寫法。因此，學(xué)生已有的知識、相關(guān)能力都為本節(jié)課的實施打下了基礎(chǔ)。

2 教學(xué)目標(biāo)

1）知識目標(biāo)：①運(yùn)用類比推理的方法，解釋基因位于染色體上的理論②說出基因位于染色體上的實驗證據(jù)

2）能力目標(biāo)：用遺傳圖解進(jìn)行演繹推理分析摩爾根的果蠅雜交實驗過程

3 教學(xué)過程設(shè)計與實施

3.1 溫故知新 教師給出減數(shù)分裂分裂的模式圖，讓學(xué)生將孟德爾基因自由組合定律的遺傳因子換成染色體，念一遍。學(xué)生發(fā)現(xiàn)這樣替換沒有問題。教師提問：基因和染色體在細(xì)胞中的關(guān)系會是怎樣的？

3.2 類比推理，得出“基因在染色體上”的推論 ?教師給出示意圖（如圖1）：蝗蟲體細(xì)胞、生殖細(xì)胞、精子和卵細(xì)胞結(jié)合形成的受精卵的染色體。教師提問：請以A、a表示控制某對性狀的基因，畫基因從純種父本和母本經(jīng)過雜交傳遞給子代的示意圖（如圖2）.

教師提問：①在有性生殖過程中，基因有沒有融合、消失？染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化了嗎？②親本體細(xì)胞、生殖細(xì)胞及受精卵中染色體和基因的數(shù)量、存在形式和來源相同嗎？③由體細(xì)胞形成配子過程中，基因、染色體的行為有相似性嗎？師生共同總結(jié)：基因與染色體在細(xì)胞中的數(shù)量、來源、存在形式，以及減數(shù)分裂過程中的行為是同步的，這種同步關(guān)系就是薩頓提出來的“基因與染色體之間是平行關(guān)系”。薩頓進(jìn)一步推論得出“基因在染色體上”。教師質(zhì)疑：①薩頓用什么方法得出“基因在染色體上”的推論？②為什么是推論？③根據(jù)基因與染色體的平行關(guān)系，還可以得到哪些推論？學(xué)生可能得出：①基因在染色體上，②染色體在基因上，③基因就是染色體。通過讓學(xué)生模仿老師畫基因的傳遞示意圖，并且結(jié)合問題分析基因與染色體的數(shù)量、來源和行為，讓學(xué)生親身感受類比推理的過程，感受到科學(xué)家推理的科學(xué)性，獲得成就感。

3.3 摩爾根的果蠅雜交實驗

3.3.1 選用果蠅做雜交實驗材料的理由 教師用幻燈片展示摩爾根發(fā)現(xiàn)白眼果蠅的過程，讓學(xué)生體會科學(xué)發(fā)現(xiàn)的趣味性，以及科學(xué)家的堅持不懈的精神。教師展示果蠅的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理特點及繁殖等特征，師生共同總結(jié)果蠅適合做遺傳學(xué)材料的理由。

3.3.2 果蠅的雜交實驗 ?教師展示摩爾根雜交實驗過程及結(jié)果，提問：①F1只表現(xiàn)出紅眼的性狀，是否說明控制紅眼的基因在染色體上？②如果紅眼基因在線粒體內(nèi)，F(xiàn)2果蠅應(yīng)該是什么眼色？教師繼續(xù)提問：①F2果蠅的性狀及比例與孟德爾的實驗結(jié)果差別在哪？②為什么豌豆七對相對性狀的雜交實驗結(jié)果都與性別沒有關(guān)聯(lián)？③果蠅性別由什么決定？

3.3.3提出假說 教師展示科學(xué)家對果蠅體細(xì)胞中染色體進(jìn)行研究得到的模式圖。教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生：①雌果蠅體細(xì)胞中有幾條、幾對染色體？雄果蠅呢？②雌雄果蠅的染色體組成，不同的染色體是第幾對？差別是什么？教師總結(jié)：果蠅的Ⅰ號在決定性別方面起關(guān)鍵作用，稱為性染色體，其余染色體稱為常染色體。教師用示意圖展示果蠅性染色體傳遞規(guī)律。

教師提問：①雄果蠅的X和Y染色體傳給誰？②雄果蠅的X染色體來自誰？③果蠅雜交實驗過程中，白眼基因的傳遞規(guī)律跟X染色體的傳遞規(guī)律有相似之處嗎？但是學(xué)生質(zhì)疑：白眼果蠅只有雄果蠅，白眼基因是不是只位于Y染色體上：教師提供信息：果蠅的Y染色體比X染色體長，將X和Y染色體分為三個區(qū)段。教師和學(xué)生提出三種假說：白眼基因只在X染色體上，即Ⅰ區(qū)段;白眼基因只在Y染色體上，即Ⅲ區(qū)段;白眼基因在X和Y的同源區(qū)段。

3.3.4 設(shè)計實驗，排除白眼基因只在Y染色體上 教師提問：如果白眼基因只在Y染色體上，可能出現(xiàn)白眼雌果蠅嗎？如果白眼基因只在X上，或者X和Y上都有，可能出現(xiàn)出現(xiàn)白眼雌果蠅。假設(shè)紅眼、白眼基因分別用R、r表示。學(xué)生可自行設(shè)計出F1紅眼雌果蠅和親本白眼雄果蠅雜交。教師演示白眼基因只在X上的遺傳圖解，學(xué)生仿寫白眼基因在X和Y上都有的遺傳圖解（如圖3、4）。通過學(xué)生自行設(shè)計雜交組合，自己書寫遺傳圖解，結(jié)合摩爾根真實實驗結(jié)果，學(xué)生對白眼不在Y上的理解更加深刻，也激發(fā)了學(xué)生進(jìn)一步探究的興趣。

3.3.5 設(shè)計實驗，證明白眼基因只在X染色體上 教師總結(jié)：由于出現(xiàn)了白眼雌果蠅，因此白眼基因不可能只在Y染色體上。但是雜交結(jié)果不能確定白眼基因只在X上，還是在X和Y上。教師提問：①白眼基因只在X上、在X和Y上都有，這兩種情況的差異體現(xiàn)在X上還是Y上？②雄果蠅才有Y染色體，如果保證雄果蠅得到的X染色體上的基因都是隱性基因，雄果蠅的性狀就由Y決定，那么應(yīng)該讓Y上有什么基因，就可以區(qū)別眼色基因只在X染色體還是X和Y上都有呢？學(xué)生很快就能設(shè)計出白眼雌果蠅和純種紅眼雄果蠅的雜交組合。教師讓學(xué)生在黑板上獨立完成兩種雜交組合的遺傳圖解。結(jié)合摩爾根的實際雜交實驗結(jié)果，與白眼基因只在X染色體上的演繹推理結(jié)果相符，因此白眼基因只在X染色體上的假說是正確的。由此，摩爾根得出“基因在染色體上”的結(jié)論。

3.3.6 設(shè)疑 教師引導(dǎo)思考：白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅的雜交實驗，親本和子代的性狀遺傳有什么特點？這種特點是不是只有該對基因只位于X染色體上才特有的現(xiàn)象？此問題將在下節(jié)課討論，這樣的設(shè)疑有助于激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)探索精神，并為交叉遺傳的講解打下基礎(chǔ)。

（作者單位：武漢市第十二中學(xué)）