运用假说演绎法构建概念——“基因在染色体上”的教学实录，本文主要内容关键词为：演绎法论文,假说论文,染色体论文,基因论文,概念论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
“基因在染色体上”的学习内容，一方面有助于学生从细胞水平和分子水平的角度，理解生命的延续性，建立遗传的细胞学基础；另一方面，通过探讨基因与染色体的关系，可以使学生体验和领悟假说演绎法及其在生物学研究中的应用。
一、复习已有知识，构建推理起点
师：孟德尔理论解释了个体水平的遗传现象，并提出了“遗传因子”的概念，但当时并不知道“遗传因子”的本质属性，那么，人们是怎样探索“遗传因子”——基因的本质呢？
生：染色体具有与基因相似的变化规律，可以把染色体作为探寻基因本质属性的突破口。
二、归纳现有依据，确定探究课题
师：将孟德尔定律作出的假设与萨顿对蝗虫减数分裂过程的观察结果进行比较，以寻找二者之间的关系。
学生通过归纳、总结，形成表1所示的比较结果。
师：对上述结果进一步分析，能否得出基因与染色体之间具有的关系？
部分学生得出结论：基因与染色体的行为变化表现出一致性，即具有平行关系。孟德尔设定的基因与性状是一一对应的，而生物体的性状数量远远多于染色体的数量，因此，基因不可能是染色体，应该是染色体的一部分。由此推论：基因在染色体上。
有学生提出反对意见：如果一个染色体就是一个基因，而其他基因位于其他的细胞结构上；那么，染色体基因与染色体的行为变化可能仍然表现出一致性。因此，行为变化与数量关系都不能证明基因只是染色体的一部分。由此推论：一条染色体有可能就是一个基因。
此时，教师指导学生阅读教材，学习“萨顿假说”相关内容，结合上述争论提出本节课的探究课题：基因与染色体之间的关系。教师指出：如何进一步去研究染色体与基因之间的关系？摩尔根试图通过实验的方法，来证明或否定基因在染色体上。
三、分析研究材料，进行推理演绎
（一）了解实验过程，寻找规律变化
师：将摩尔根实验与孟德尔实验作对比，能够得出什么结论？
生：①相同点：均为一对相对性状，分为显、隐性；
均表现显性性状；
均出现性状分离，且分离比为显3∶隐1。②不同点：的性状分离比出现明显的性别差异，即隐性性状个体均为雄性。
学生提出困惑：眼色遗传是否遵循孟德尔定律？
（二）运用遗传定律，分析实验结果
有学生通过分析提出新的设想：出现了性状分离，且红眼占3/4，其雌∶雄=1∶1，应该是遵循孟德尔定律。出现白眼性状的特殊表现，既然与性别有某种关系，是否正好说明控制眼色的基因位于性染色体上？从而证明基因与染色体的关系。
师：请用遗传图解的方式对上述思考进一步的说明。
学生解释如下：假设控制红眼的基因为显性B，控制白眼的基因为隐性b，二者位于X染色体，Y染色体没有其等位基因，则其遗传过程如下：
结论：正好符合摩尔根实验结果，基因位于X染色体，Y染色体没有其等位基因的假设成立。
有学生提出反对意见：上述解释存在漏洞。因为，控制红眼、白眼的基因仍为显性B、隐性b，但在X、Y染色体上存在等位基因，则其遗传过程如下：
结论：符合摩尔根实验结果，则X、Y染色体上存在控制眼色等位基因的假设也成立。
（三）寻求技术手段，破解推理难点
教师引导：两种观点的差异在于“Y染色体上是否存在控制眼色的基因”，因此，在遗传过程中，父本产生的配子应该有区别：是Y配子，还是
配子或
配子。这样，如果有办法证明二者产生配子的异同，就可以证明两种假设的正确性。
学生得出：研究亲本产生的配子类型，可以运用测交实验的方法。
师：请大家仍然运用遗传图解表示测交实验的过程，并比较两种假设的实验预期。
学生的假设1：假设眼色基因只位于X染色体上的测交实验
学生的假设2：假设眼色基因位于X、Y染色体上的测交实验
预期结果仍然相同，学生更加困惑，不知是解决问题的思路错了，还是实验方法不正确。
师：同学们可以尝试新方法，即将刚才测交实验的父母本重新进行选择，结果是否相同呢？
生：在正交的基础上，采用反交的方法。
假设1的反交：
生：终于有办法证明眼色基因与性染色体的关系了。
教师及时指出：摩尔根的实验结果证明了假设1是正确的。从中能得到什么结论？
学生沿着起始的思路进行分析：眼色基因伴随着X染色体进行遗传，结论是“基因位于染色体上”。
有学生反驳：上述实验是一对基因控制的一对相对性状的遗传实验。只能说明了控制一对相对性状的基因，总是伴随着X染色体进行遗传，证明了二者之间具有平行关系，即萨顿假说正确。由于此时基因与染色体是一一对应的关系，并不能证明基因是染色体的一部分。
师：通过上述实验，能够得出结论应该是“基因与染色体之间具有平行关系”。
（四）深入推理演绎，形成最终结论
学生们在分析讨论中认识到：证明了基因与染色体如果只有一一对应的关系，则基因可能就是染色体。而如果能证明基因与染色体是一对多的关系，则基因是染色体的一部分。
有学生提出：如果能再找到一个性状也是伴随着X染色体进行遗传的，那么就能证明一条X染色体上有两个基因了，说明基因是染色体的一部分。
师：如果两个基因位于一条染色体上，在形成配子的过程中，它们将发生怎样的行为变化？请同学们绘图表示——两对等位基因标注在一对同源染色体上，画出它们在减数分裂中的变化。
学生通过绘图分析得出：如果两对等位基因位于一对染色体上，则该个体只能产生两种类型的配子，不能发生自由组合现象。那么，如果有两对性状的遗传实验，其只有两种表现型，就能说明控制性状的两对等位基因位于一对同源染色体上，从而得出“基因位于染色体上”的结论。
师：下面的遗传图解是摩尔根进行的果蝇体色（B、b）与翅型（V、v）的遗传实验过程及结果：
请大家根据实验结果，进行分析得出结论。
学生们分析得出：①不遵循自由组合定律——否则应该出现4种表现型：灰身长翅∶灰身残翅∶黑身长翅∶黑身残翅=1∶1∶1∶1。②说明灰身长翅（F1）只产生了两种配子，即Bv和bV，没有发生非同源染色体上非等位基因之间的自由组合，证明B与v是位于一条染色体上、而b与V是位于另一条染色体，即一条染色体上有两个基因。③结论：基因是染色体的一部分，基因位于染色体上。
教师结束语：通过今天的探索，我们已经知道了“基因位于染色体上”，下节课从分子水平上继续探索基因的奥秘。
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