《基因在染色体上》教学实录
广东广雅中学 苏科庚
一、体验类比推理，提出假说
师：基因和染色体是我们前面学习的两个重要概念，现在我们已经知道，基因和染色体都跟生物的遗传有关，两者之间可能存在着什么关系呢？这节课我们要和大家一起来探讨这个问题。
师：（出示问题）一个基因型是AaBb的个体，在进行减数分裂时有可能产生多少种配子？
生：4种。
师：一个体细胞内有两对同源染色体的个体，在减数分裂时产生的配子最多有多少种？
生：也是4种。
师：大家来看一下这两幅图。对比减数分裂中染色体和基因的行为，两者有没有共同的地方，谁来说说看？
生：两者产生配子的种类是一样的。
生：两者产生配子时，非等位基因、非同源染色体都是自由组合。
师：同学们讲到了两点，一个是配子的种类，另一个是配子中基因或染色体的组合。除此之外，有没有其他相似的地方？
（学生思考）
师（笑）：讲不出来也没关系，在我们课本中有一段文字很详细地描述了两者相似的关系，大家可以看看教材列举哪几点。
（学生阅读教材）
师：我们作一个小结（完成表格）：
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染色体 |
基因 |
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在体细胞中的存在方式 |
存在 |
存在 |
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来源 |
一个来自 、一个来自 |
一个来自
、一个来自 |
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配子中的数目 |
是体细胞的 |
是体细胞的 |
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配子中的组合 |
非同源染色体
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非等位基因
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师：通过比较可以知道，基因和染色体有着非常相似的关系，教材中用了一个什么词来描述这种相似性？
生：平行关系。
师：一百多年前，美国的生物学家萨顿对两者进行了类比推理，提出了一个大胆的假说，认为基因在染色体上。这就很好的解释了两者相似的关系。
二、师生互动，分析实验
师：假说仅仅只是一种推理，并不等于事实，假说要成为事实，还必须经过什么环节？
生：实验的验证。
师：萨顿假说的证明是由另一个科学家摩尔根通过一个著名的实验实现的。我想请大家先阅读教材，了解实验的过程，我们再来进行分析。
（学生阅读完后，教师引导学生进行分析）
师：摩尔根为什么用果蝇进行实验？
生：（果蝇）容易饲养和繁殖。
师：这有什么好处？
生：便于观察和统计。
师：摩尔根的果蝇杂交实验与孟德尔的豌豆杂交实验有没有共同的地方，谁来说说？
生1：他们实验的对象都有明显的相对性状。
生2：亲本都是纯合子。
生3：在F2代中，两者（表现型）的比值都是3：1。
生4：F1的性状都只有一种。
师：既然如此，用孟德尔的方法去分析摩尔根的实验，还有哪些现象是解释不了的？
生：孟德尔的方法不能解释性状与性别有关的现象。
师：好。正是这个用孟德尔方法不能解释的现象，才使得摩尔根的实验变得有意义。他当时提出了什么观点？
生：控制白眼的基因在X染色体上。
师：X染色体跟什么有关？
生：性别。
师：（出示果蝇染色体组示意图）从图中可以看出果蝇共有4对同源染色体，哪一对与性别有关？
生：下面一对
师：与性别有关的染色体我们称之为性染色体。另外三对与性别无关的染色体，则称之为常染色体（板书）。
师：明确这两个概念后，怎么来表示亲本中的“红眼雌果蝇”和“白眼雄果蝇”呢？
（引导学生写出基因型：XBXB、XbY）
师：根据假设，请大家请用图解分析F1和F2的情况,看能否解释实验现象?
（学生写图解，教师请两名学生在黑板上写出一个图解，写完后，教师引导学生进行点评）
师：大家可以将自己的图解与这两个同学的图解对照，看看有没有值得改正的地方。
生1：他们的图解没有标出每个个体的表现型。
生2：F2除了要写出基因型和表现型外，还要列出比例。
师：分析得很对（边说边改正图解）。从图解的分析来看，与实验现象符不符合？
生：符合。
三、设计实验，验证假设
师：摩尔根的假设能够很好地解释实验现象。但单凭一个实验就说某个假设是正确的，似乎还不够说服力，我们通常还要设计其他的实验来进行验证，如果让大家来完成这个任务，你最多能设计出多少种方案来？你们可以两个人或四个人一起来完成设计。
（学生讨论，设计方案，教师巡回指导，同时请已经设计好实验的同学将方案列举在黑板上，完后，师生进行点评）
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组别 |
♀ |
♂ |
F1 |
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① |
XBXB |
XbY |
XBXb XBY |
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② |
XBXb |
XbY |
XBXb XbXb
XBY XbY |
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③ |
XbXb |
XbY |
XbXb XbY |
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④ |
XBXb |
XBY |
XBXB XBXb XBY XbY |
师：我们一起来看看同学列举出来的一些设计方案。在这些方案中，哪些是可行的，哪些也许不太适合？大家在点评的时候，应该有一定的依据，我这里给大家提供一个参考，例如：（1）不应重复教材实验；（2）推理过程没有错误；（3）F1性状应与性别有关。谁先来作一个点评？
生：在第一组不太适合，因为他们的后代中，雌雄都是红眼，看不出性别与性状有关。
师：大家认不认同？
生：认同 。
师：其他的方案呢？
生：第二个方案属于测交，符合上面的要求。
生：第三组不行，后代全为白眼。不符合上面的第（3）个要求。
生：最后一组重复了教材中F1→F2的步骤。
师：观察得很仔细。看来只有第二组的设计是符合要求的。当然了，同学可能还有其他的设计方案，大家可以在课后进行交流。摩尔根在当时也设计了一些测交实验来验证自己的假说，结果发现都能得到很好的解释和验证，这说明他的假说是正确的。他的实验也因此为“基因在染色体上”这个假说的论证提供了有力的证据。
四、分析方法，回顾科学史
师：摩尔根的成功不是偶然的。谁能说说是哪些因素使摩尔根取得了成功？
生：他选用了果蝇来做实验。
师：材料的选择很关键。
生：摩尔根发现了白眼与性别有关。
师：发现果蝇的眼色与性别相关，说明他有非常敏锐的观察能力。为了解释这个现象，摩尔根还作了大胆的假设，进行了严密的推理和严谨的验证，最后得出了科学的结论。可以说，摩尔根在整个研究过程中的科学方法是值得大家好好思考和借鉴的（板书）。
师：在分析摩尔根实验的基础上，我们也可以一起来回顾一下其他科学家在“基因”的研究上取得了哪些成就（出示课件）。例如，首先提出“性状由遗传因子决定”观点的科学家是谁？
生：孟德尔。
师：把“遗传因子”改为“基因”，并且提出了
“等位基因”概念的是谁？
生：约翰逊。
师：提出“基因在染色体上”这个假说的科学家
呢？
生：萨顿。
师：摩尔根一开始是抱着质疑的态度来对待这些
科学家的理论的，知道个中的原因吗？
生：他们的理论只是假说，没有实验证据。
师：很好。摩尔根后来通过自己的实验，验证了这些科学家的假说是正确的，他也由原来的怀疑者变成了坚定的支持者。
五、自主学习，了解新进展
师：在摩尔根实验之后，科学家对基因与染色体之间关系的研究又取得了那些新的进展呢？大家可以看看教材的介绍。
（学生阅读教材）
师：哪个同学来介绍一下？
生：基因在染色体上呈线性排列。
师：“线性排列”是什么意思？
生：一个接一个的意思。
师：简单来说，就是指基因在染色体上一个接一个地排列，没有分支或分叉的现象。你继续说。
生：没有了。
师（笑）：其他同学有没补充？
生：染色体上的基因有多个。
师：这是从数量上阐述两者的关系。很好。在课本的小体字部分还介绍科学家运用标记法在染色体上看到了基因真实存在的情况。有兴趣的同学可以课后看看。
六、补充并完善孟德尔定律
师：现在我们已经知道了基因在染色体，如果要求你把下面左边的基因写到右边的染色体上，你会怎么写？
（学生填写）
师：A和a、B和b是什么关系?
生：等位基因。
师：它们分别位于什么染色体上?
生：同源染色体上。
师：在形成配子的时候,等位基因为什么会发生分离?
生：等位基因会随同源染色体的分开而分开。
师：现在把问题综合起来，看能不能填写下面的表述：①在杂合子的体细胞中，控制同一性状的等位基因成对存在于(
)，具有一定的独立性,不相融合；②在减数分裂形成配子时，等位基因会随(
)而分离，③分离后的基因分别进入配子中,随配子遗传给后代。
（学生完成填写）
师：这个表述把染色体与基因联系起来了，是对孟德尔分离定律的补充和完善，被称为“分离定律的现代解释”。
师：依照这种分析方法，大家能不能也对孟德尔的自由组合定律进行补充？
生1：非等位基因位于非同源染色体上。他们分离或组合是互不干扰的。
师：大家认同这个表述吗？
生2：非等位基因不一定位于非同源染色体上，同源染色体上也有非等位基因。
师：那应该怎么改？
生3：非同源染色体上的非等位基因的分离和组合是互不干扰的。
师：好，请继续说。
生4：在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
师：非常好（出示教材表述）。
七、总结提升，问题探讨
师：在这节课的最后，看看还有没有问题需要提出来和大家一起讨论的？
（沉思片刻后，有学生起来提问）
生：刚才在设计实验时，为什么要强调“性状与性别有关”？
师：哪个同学能来回答这个问题？
生：就是这种性状在雌雄个体中的分布情况不一样，例如白眼雄果蝇的数目多于白眼雌果蝇。
师（问提问的同学）：你满意这个解释吗？
（学生点头，表示满意）
师：还有没有其他的疑问？
生：摩尔根的实验中只有雄果蝇出现白眼，为什么会有白眼雌果蝇出现呢？
师：这个问题谁来回答？
生：摩尔根的实验并没有说“只有雄果蝇出现白眼”，它只是说“白眼与雄性有关”。
师：那有没有可能得到白眼雌果蝇？
生：只要把F2中的杂合的红眼雌果蝇（XBXb）与白眼雄果蝇（XbY）杂交，它们的后代就会出现白眼的雌果蝇。
师：分析得很好。因为时间的问题，我们的讨论只能暂时到此为止。如果还有疑问需要
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