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2022年高二生物 對(duì)摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)的分析及教學(xué)策略

  • 資源ID:105273040       資源大?。?span id="2ungzqi" class="font-tahoma">41.52KB        全文頁數(shù):5頁
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2022年高二生物 對(duì)摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)的分析及教學(xué)策略

2022年高二生物 對(duì)摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)的分析及教學(xué)策略1.對(duì)教材內(nèi)容的分析1903年,美國遺傳學(xué)家薩頓用蝗蟲細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料,研究精子和卵細(xì)胞的形成過程。他發(fā)現(xiàn)了減數(shù)分裂過程中,基因和染色體的行為的一致性,所以薩頓用類比推理的方法提出假說:基因在染色體上。但是類比推理的出的結(jié)論并不具有邏輯的必然性,其正確與否,還需要觀察和實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。接下來,美國生物學(xué)家摩爾根用果蠅雜交實(shí)驗(yàn)為基因位于染色體上提供了證據(jù)。摩爾根選用果蠅作為實(shí)驗(yàn)材料的原因:果蠅是一種昆蟲,有體小、繁殖快、生育力強(qiáng)、飼養(yǎng)容易等優(yōu)點(diǎn)。1909年,摩爾根從野生型的紅眼果蠅培養(yǎng)瓶中發(fā)現(xiàn)了一只白眼的雄果蠅,這只例外的白眼雄果蠅特別引起了他的重視,他抓住這個(gè)例外不放,用它作了一系列設(shè)計(jì)精巧的實(shí)驗(yàn)。摩爾根首先做了實(shí)驗(yàn)一: P     紅眼(雌)  ×   白眼(雄)  F1          紅眼(雌、雄)  F1雌雄交配 F2    紅眼(雌、雄)   白眼(雄)         3/4              1/4 從實(shí)驗(yàn)一中,不難看出F1中,全為紅眼,說明紅眼對(duì)白眼為顯性,而F2中紅眼和白眼數(shù)量之比為3:1,這也是符合遺傳分離規(guī)律的,也表明果蠅的紅眼和白眼由一對(duì)等位基因來控制。所不同的是白眼性狀總與性別相關(guān)聯(lián)。如何解釋這一現(xiàn)象呢?摩爾根認(rèn)為,既然果蠅的眼色遺傳與性別相關(guān)聯(lián),說明控制紅眼和白眼的基因在性染色體上。在20世紀(jì)初期,生物學(xué)家對(duì)于果蠅的性染色體有了一定的了解。果蠅是XY型性別決定的生物,果蠅的Y染色體比X染色體長一些。X染色體和Y染色體上的片段可以分為三個(gè)區(qū)段:X染色體上的非同源區(qū)段、Y染色體上的非同源區(qū)段和同源區(qū)段。(如下圖)。在雌果蠅中,有一對(duì)同型的性染色體XX,在雄果蠅中,有一對(duì)異型的性染色體XY。 那果蠅的眼色基因到底在哪里呢?是在、中哪個(gè)區(qū)段上呢?教材出示了摩爾根的假設(shè),他認(rèn)為:控制白眼性狀的隱性基因由X染色體所攜帶,Y染色體上不帶有白眼基因的等位基因,即控制果蠅眼色的基因在區(qū)段上。之后摩爾根用這個(gè)假設(shè)合理的解釋了他所得到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象即實(shí)驗(yàn)一。后來通過測(cè)交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。到這里,難免讓人產(chǎn)生如此疑問:摩爾根怎么如此“草率”的認(rèn)為控制眼色的基因在區(qū)段上?難道不需要排除基因在、區(qū)段的可能性嗎?事實(shí)上,摩爾根的果蠅實(shí)驗(yàn)是很嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模俗隽松厦娴膶?shí)驗(yàn)一,還做了如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)二:將實(shí)驗(yàn)一中所得的F1中的紅眼雌蠅和白眼雄蠅進(jìn)行雜交。 P    紅眼(雌)  ×  白眼(雄)   F1    紅眼(雌、雄)  白眼(雌、雄)  實(shí)驗(yàn)三:摩爾根將實(shí)驗(yàn)二所得白眼雌蠅和紅眼雄蠅進(jìn)行雜交。 P    白眼(雌)  ×  紅眼(雄)  F1      紅眼(雌)  白眼(雄)   簡(jiǎn)單推理就容易得到,控制眼色的基因不可能在上,那么在區(qū)段上呢?假設(shè)控制眼色的基因在區(qū)段上,果蠅眼色基因用B、b來表示,則實(shí)驗(yàn)一、二、三的遺傳分析圖解如下:實(shí)驗(yàn)一: P    XB XB  (紅、雌)  ×  Xb Yb  ( 白、雄)  F1    XB Xb (紅、雌)      XB Yb(紅、雄) F1雌雄交配 F2  XB XB  (紅、雌)  XB Xb (紅、雌)  XB Yb(紅、雄)Xb Yb  ( 白、雄) 可知基因在區(qū)段上,可以解釋實(shí)驗(yàn)一。 實(shí)驗(yàn)二:將實(shí)驗(yàn)一中所得的F1中的紅眼雌蠅和白眼雄蠅進(jìn)行雜交。P      XB Xb (紅、雌)  ×  Xb Yb  ( 白、雄)  F1   XB Xb (紅、雌)  Xb Xb(白、雌)  XB Yb(紅、雄)Xb Yb  ( 白、雄) 可知基因在區(qū)段上,可以解釋實(shí)驗(yàn)二。  實(shí)驗(yàn)三:將實(shí)驗(yàn)二所得白眼雌蠅和紅眼雄蠅進(jìn)行雜交。 P  Xb Xb(白、雌) × XB YB(紅、雄)   F1  XB Xb (紅、雌)  Xb YB  ( 紅、雄)    果蠅種群中紅眼雄果蠅的基因型有三種,只需要以上一個(gè)雜交組合就足以證明基因在區(qū)段上,不能解釋實(shí)驗(yàn)三。 綜上所述,控制果蠅紅眼和白眼的基因在X染色體的非同源區(qū)段上,即Y染色體上并沒有其等位基因。 2.摩爾根果蠅雜交試驗(yàn)的教學(xué)策略我在設(shè)計(jì)之初也想按照課本思路進(jìn)行授課,也聽過類似思路的課,而且我發(fā)現(xiàn)大家的處理都是在引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)果蠅眼色的遺傳符合孟德爾規(guī)律,跟性別有關(guān)之后,教師就出示了摩爾根的假設(shè),之后用假設(shè)來解釋他所做的實(shí)驗(yàn)。這種處理方式使得科學(xué)家經(jīng)過那么艱難的思維過程才得出的結(jié)論現(xiàn)在被我們不費(fèi)任何力氣就得到了,這個(gè)過程好像“太容易了”,感覺沒有充分利用好這個(gè)實(shí)驗(yàn),而且設(shè)計(jì)過程沒有真正引導(dǎo)學(xué)生去探究,也沒有引起學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的矛盾沖突,那么到底應(yīng)該怎么設(shè)計(jì)才能充分利用好這個(gè)實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生充分探究呢?為引導(dǎo)學(xué)生重演摩爾根當(dāng)年的思維過程,我進(jìn)行了如下的教學(xué)嘗試: 【教學(xué)片斷】布置學(xué)生閱讀課本上的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)。師:大家思考一下,摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)與前面的孟德爾遺傳規(guī)律矛盾嗎? 生:從3:1的分離比可知,并不矛盾。師:那這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果有沒有特別之處呢?生:白眼性狀與性別有關(guān)。師:(出示果蠅體細(xì)胞染色體圖解,引導(dǎo)學(xué)生明確性染色體的形態(tài))針對(duì)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,你能提出怎樣的假設(shè)呢?生:控制果蠅眼色的基因在性染色體上。師:很好。(出示果蠅X、Y染色體圖,介紹X非同源區(qū)段、Y非同源區(qū)段和同源區(qū)段)請(qǐng)大家再認(rèn)真的觀察一下果蠅的X、Y染色體,結(jié)合果蠅雜交實(shí)驗(yàn),你能提出什么問題呢?生:控制果蠅眼色的基因到底是在哪個(gè)區(qū)段上?師:大家能自己找到解決這個(gè)問題的方法嗎?(學(xué)生分組討論,教師下去巡視,及時(shí)提示并觀察問題解決的進(jìn)度。學(xué)生很容易排除基因在Y染色體非同源區(qū)段上,但是通過遺傳圖解的書寫,學(xué)生們發(fā)現(xiàn)另外兩種情況都能解釋課本上的實(shí)驗(yàn)) 師:(正當(dāng)學(xué)生一籌莫展時(shí)給予及時(shí)提示)X非同源區(qū)段和同源區(qū)段的差異表現(xiàn)在雄性個(gè)體的基因型上。如果在同區(qū)段上,那么一只純合紅眼雄蠅基因型應(yīng)該是XBYB,如果在X非同源區(qū)段上,則紅眼雄基因型為XBY,那如何讓這兩種情況下產(chǎn)生的配子都顯現(xiàn)出來呢?生:測(cè)交,即與白眼雌果蠅雜交。師:那如何獲得白眼雌果蠅呢?(學(xué)生討論)生:將實(shí)驗(yàn)中所得的F1中的紅眼雌蠅和白眼雄蠅進(jìn)行雜交。然后,師生共同完善相應(yīng)的遺傳圖解及推理過程,很快,學(xué)生們就得到基因在X染色體非同源區(qū)段上的結(jié)論。 最后,教師再介紹摩爾根的實(shí)驗(yàn)二和實(shí)驗(yàn)三,到這時(shí),學(xué)生們才恍然大悟,原來他們想到的方法和摩爾根是一樣的! 3.對(duì)本節(jié)內(nèi)容的教學(xué)感悟在這個(gè)教學(xué)片斷中,我沒有直接按照課本上的教學(xué)內(nèi)容來進(jìn)行教學(xué),而是對(duì)其進(jìn)行了合理的再加工。以上教學(xué)過程的設(shè)計(jì)以學(xué)生的思維過程為線索,力求再現(xiàn)摩爾根當(dāng)初的探究過程,可能當(dāng)初摩爾根的思路和我們想的并不完全一樣, 但是我覺得這種教學(xué)過程的設(shè)計(jì)有利于引起學(xué)生探究過程中的矛盾沖突,便于突破教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。在這節(jié)課中,學(xué)生經(jīng)歷了一個(gè)科學(xué)探究過程,首先深入思考作出自己的假設(shè),并與其他同學(xué)一起探討交流,然后自己的推理分析又推翻了 自認(rèn)為很有道理的假設(shè),當(dāng)三組提出不同假設(shè)的學(xué)生集合自己的智慧結(jié)晶,最終用遺傳圖解的方式解決這個(gè)矛盾后,學(xué)生對(duì)正確的結(jié)論會(huì)有更深刻的認(rèn)識(shí),在自己的腦海中也會(huì)留下深刻的印象,同時(shí)通過嘗試書寫遺傳圖解解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象, 不僅能提高應(yīng)用遺傳圖解分析和解釋遺傳學(xué)問題的能力,還可以提高學(xué)生分析現(xiàn)象、推理驗(yàn)證和解決問題的綜合思維能力。通過這個(gè)探究過程也讓學(xué)生明白了科學(xué)研究的艱辛,感受了科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的精神,也在這種潛移默化的學(xué)習(xí)中提升了學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)

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