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視頻標簽：基因在染色體上
所屬欄目：高中生物優質課視頻
視頻課題：高中生物必修二課題第二章第二節《基因在染色體上》北京市順義
教學設計、課堂實錄及教案：高中生物必修二課題第二章第二節《基因在染色體上》北京市順義
教學目標
知識目標：①準確辨析基因、DNA、染色體、脫氧核苷酸概念及概念間的關系②運用資料分析的方法，總結常染色體或性染色體上等位基因的遺傳規律③分析兩對等位基因的位置及關系解決不同情景下的遺傳學問題
能力目標：①結合資料進行實驗設計和結果分析②綜合運用減數分裂、單倍體、遺傳規律相關知識設計一對及兩對等位基因位置及關系的方案；③培養運用觀察、實驗與調查、假說演繹、建立模型與系統分析等科學研究方法分析和解決問題
情感態度與價值觀：關注遺傳規律在實踐中的影響與應用
2學情分析
學情分析：學生通過高三一輪復習，對基礎知識掌握較好，但缺乏整體把握重要概念及概念間關系的能力，欠缺對生物學研究方法的靈活運用，運用資料獲取信息、分析信息及實驗設計能力較弱。
3重點難點
教學重點：不同染色體上的基因遺傳規律，兩對及兩對以上基因的位置及關系，減數分裂及遺傳規律的應用
教學難點：運用科學研究方法分析和解決實際問題的能力
4教學過程
4.1第一學時
4.1.1教學活動
活動1【導入】利用人類的遺傳性耳聾創設情境，領悟基因定位在人類生活中的運用
音樂巨人貝多芬 26歲耳聾，給人類帶來了不幸和損失。據專家介紹，我國有遺傳性耳聾的大概占85%。1992年科學家將第一個耳聾基因位點定位于5號染色體，可是后來發現不只一個，迄今已定位了51個耳聾相關基因位點，由此可知，遺傳性耳聾屬于____（多基因）遺傳病。而且有的基因位于常染色體上，有的基因伴隨X染色體遺傳的。這樣又把遺傳性耳聾分為好多種。這是一種用熒光染料標記后讓我們看到了染色體上的基因位置圖，基因定位的研究為遺傳性疾病的臨床診斷和治療提供了依據。高考題中也多次出現類似題目。這節課我們就來復習與基因定位相關的知識
活動2【活動】學生構建知識體系，落實核心概念
首先我們來看與這節課相關的重要概念，昨天已經給大家留下作業，回顧這些重要概念及概念間的聯系，辨析易混淆概念，盡量去聯想與這些概念相關的知識。下面我就找一位同學上黑板來展示你的成果。其他同學認真觀察并和你的概念圖進行對比，發現區別，找到不足完善概念圖。
活動3【導入】基因與染色體的關系
在概念網圖中我們知道基因位于染色體上，但是怎么知道一對等位基因是在哪類染色體上，它與其他基因的位置和關系又是如何呢？
活動4【導入】設計判斷基因位置及關系的思路
人染色體較多，性狀也比較復雜，所以題目中多以果蠅等模式生物進行考查。若研究者獲得一些黑檀體和灰體（A、a），直翅和卷翅果蠅，他們想研究這兩對基因的各自的位置及關系，你作為研究者的話，你的思路是什么？
活動5【活動】學生利用學案中典例進行分析
典例：（2013 朝陽變式）研究者獲得一些灰體突變體（隱性）和單體果蠅類型，并應用這些材料研究做了系列實驗，請回答相關問題：
1、在黑腹果蠅群體中存在黑體和灰體個體。若______________________，說明控制體色的基因只位于Y染色體上；利用_________，觀察子代______________，可確定控制體色基因是在常染色體上還是在X染色體上。
2、生物中缺失一條染色體的個體叫單體（2n-l）。大多數動物的單體不能存活，但在黑腹果蠅（2n=8）中，點狀染色體（Ⅳ號染色體）缺失一條也可以存活，而且能夠繁殖后代，兩條點狀染色體均缺失則不能存活。現利用正常染色體黑體和灰體、Ⅳ號染色體單體的黑體和灰體共4種純合果蠅，請完成以下實驗設計：探究控制體色的基因是否位于Ⅳ號染色體上。實驗步驟：
①選擇__________________________親本果蠅雜交，獲得子代
②統計子代的性狀表現，并記錄。
實驗結果預測及結論：
a.若_______________________________ ，則說明黑體基因位于Ⅳ號染色體上；
b.若_______________________________，則說明黑體基因不位于Ⅳ號染色體上。
3、通過基因定位已將黑體基因定位于果蠅Ⅱ號染色體上，將黑體卷翅果蠅與灰體直翅果蠅雜交，獲得的F1代均為黑體卷翅果蠅。請設計方案確定卷翅、直翅基因在Ⅱ號染色體還是在Ⅲ號染色體上，預測實驗結果并分析。
實驗步驟：
實驗結果及分析：
簡要歸納果蠅基因定位的設計思路____________________
4、（2014西城一模變式）轉B基因（B基因控制合成毒素蛋白B）抗蟲棉商品化的研究成為轉基因植物研究的熱點。棉花短纖維由基因A控制，目前獲得了多個短纖維（Aa）抗蟲棉植株（不考慮交叉互換）。利用植物與動物的不同設計與上述動物個體不同的方案確定導入的抗蟲基因B與原有的纖維基因A、a與的位置關系。
課堂效果整理：通過這節課，概念整理和辨析中你的收獲是什么？你的疑惑是什么？在確定基因位置關系上你掌握了常規的方法了嗎？
活動6【導入】細胞中基因有很多，如何設計思路定位基因的位置及關系呢
活動7【活動】學生分析后進行總結歸納
先研究一對基因在哪類染色體上，定位好一對基因的位置后，在利用定位好的基因去定位另一對基因的位置和關系
板書：一：先定一對基因的位置
二：兩對基因的位置及關系
活動8【活動】學生利用已有知識分析一對等位基因的染色體定位
一：對于果蠅來講，無非就是常染色體，X、Y染色體
Y染色體直接看一性狀表現，二遺傳特點。只表現在雄性，只遺傳給雄性。利用X染色體雌雄基因型不完全相同，設計正反交，若正反交結果相同，則為常染色體遺傳，若正反交結果不同，則為X染色體遺傳。
活動9【導入】利用果蠅分析一對等位基因在哪對常染色體上的定位
假如說已經通過正反交知道了在常染色體上，對于果蠅來說，常染色體有三對，那又該如何定位呢？
活動10【活動】學生利用典例第2題，以單體果蠅為例，設計一對等位基因的位置
思路：（1）先定親本（2）排除性狀相同的個體自交，排除正常個體和正常個體之間的雜交；排除單體灰體和黑檀體雜交（3）選出來的親本組合是 單體黑檀體個體與正常灰體個體或單體黑檀體個體與單體灰體個體
活動11【活動】學生利用典例第2題設計方案確定基因是否位于單體果蠅Ⅳ號染色體
單體黑檀體個體與正常灰體個體雜交
若基因位于Ⅳ號染色體上 單體黑檀體個體和正常灰體個體 后代
A0 aa 黑檀體個體與灰體個體
若基因不位于Ⅳ號染色體上 AA aa 全部是黑檀體
單體黑檀體個體與單體灰體個體雜交
若基因位于Ⅳ號染色體上 單體黑檀體個體與單體灰體個體 后代
A0 a0 黑檀體個體和灰體個體
若基因不位于Ⅳ號染色體上 AA aa 全部是黑檀體
活動12【講授】利用特殊果蠅對常染色體進行基因定位
利用生物的特殊性進行遺傳研究，是研究者獲得成功的重要原因之一，以上我們通過選擇親本進行雜交，觀察子代表現型及其比例判斷基因的位置是遺傳學中一種常規的實驗方法。
活動13【導入】兩對等位基因的位置及關系
若利用上述方法確定了黑檀體基因位于果蠅Ⅱ號染色體上，你通過什么方法確定直翅和卷翅基因會在哪條染色體上，以及和體色基因是什么位置關系呢？如果是植物個體，你又會有什么不同的方案呢？
活動14【活動】學生利用典例第3題分析確定兩對等位基因的位置及關系
若通過基因定位已將黑體基因定位于果蠅Ⅱ號染色體上，將黑體卷翅果蠅與灰體直翅果蠅雜交，獲得的F1代均為黑體卷翅果蠅。請設計方案確定卷翅、直翅基因在Ⅱ號染色體還是在Ⅲ號染色體上，預測實驗結果并分析。
實驗步驟：F1代黑體卷翅果蠅相互交配或與灰體直翅果蠅進行測交。
活動15【講授】兩對等位基因的定位方案及分析
F1代雌雄個體相互交配，觀察后代性狀表現；或者F1代黑體卷翅果蠅相互交配或與灰體直翅果蠅進行測交。設計自交方案的同學，可能現在自交結果都沒有得出來。這是因為自交結果不容易分析。自交和測交就是交配方式不同，關鍵的都是配子的種類和比例，相比較而言，測交結果能直接體現配子的種類和比例。當然如果是果蠅，最好用測交，如果是棉花，水稻，小麥，最好用自交
F1代雌雄個體相互交配，觀察后代性狀表現；或者F1代黑體卷翅果蠅相互交配或與灰體直翅果蠅進行測交。設計自交方案的同學，可能現在自交結果都沒有得出來。這是因為自交結果不容易分析。自交和測交就是交配方式不同，關鍵的都是配子的種類和比例，相比較而言，測交結果能直接體現配子的種類和比例。當然如果是果蠅，最好用測交，如果是棉花，水稻，小麥，最好用自交
活動16【講授】總結基因的位置、關系不同，減數分裂得到的配子種類及其比例不同，測交后代表現型及其比例不同
基因的位置及關系 配子的種類及其比例 測交后代表現型及其比例
非同源染色體 自由組合 4種 1:1:1:1 4種 1:1:1:1
發生 交叉互換 4種 多︰多︰少︰少 4種 多︰多︰少︰少
同源染色體
不發生交叉互換 2種 1:1 2種 1:1
活動17【導入】植物細胞的基因定位方案
無論哪種交配方式，關鍵還是在配子的形成，所以交配是外在的，內在的是配子。既然配子是關鍵，我們是否可以從另一個角度去思考，配子，植物，父本，引出單倍體方法
活動18【講授】總結植物細胞中基因定位的思路及原理
單倍體是體現配子種類及其比例的非常忠實的個體形式。因此利用單倍體的表現型及其比例找出減數分裂過程中遵循的規律是研究基因位置關系常用的手段
活動19【講授】總結基因定位及解題方法
利用個體交配，分析子代表現型及比例，確定基因位置是遺傳學中常規的基因定位方法
這類題中實驗步驟是固定的。結果分析的方法一般比較常規：一般是“則”當成已知條件代入到親本，進行交配，推出后代表現型及其比例。做這類題的關鍵突破點是配子的種類及其比例，而配子的種類和比例是由基因的位置關系而定，基因的位置不同，無論哪種交配方式，得到的子代表現型不同，后代的表現型揭示了配子的種類及其比例，而配子的種類及其比例利用的是遺傳規律。
活動20【活動】介紹基因定位的其他方法
PPT展示：通過測定交換率來確定基因的位置和關系；利用熒光原位雜交技術：即利用與熒光素分子偶聯的單克隆抗體與抗原標記的探針分子特異性結合來檢測DNA序列在染色體上的位置
活動21【活動】課堂總結
課堂總結（1）了解了相關概念及概念間的關系
（2）確定了基因的位置及關系，基因的位置不同，在形成配子的減數分裂中遵循的遺傳定律不同——若只研究一對等位基因，則遵循基因的分離定律，若研究非等位基因，同源染色體上的非等位基因遵循交叉互換定律，非同源染色體上的非等位基因遵循基因的自由組合定律
（3）基因定位層次可從不同水平上進行定位，比如利用個體水平，不同交配方式進行定位；利用細胞水平——細胞融合進行定位；利用染色體水平——染色體缺失，染色體丟失，染色體交叉互換進行定位；利用分子水平——熒光染色進行定位。
所以在實踐應用中要以不變應萬變，萬變的不同水平不同背景，不變的是基因的位置，基因的關系和遵循的遺傳定律。
活動22【作業】課后練習
課后練習
1、（2013年北京卷變式） 下列真核細胞結構與成分，對應正確的是（ ）
A 神經遞質：蛋白質 B 細胞骨架：蛋白質
C 染色體：脫氧核苷酸 蛋白質 D 核糖體：核糖核苷酸 蛋白質
2、（2014朝陽、豐臺二模）玉米是全世界產量最高的糧食作物，一般表現為雌雄同株（圖甲），偶然在田間發現雌雄異株的個體（圖乙、丙、丁）。玉米的雌花序由顯性基因B控制，雄花序由顯性基因T控制。當基因型為bb時，植株不長雌花序；基因型為tt時，植株中原來的雄花序轉為雌花序。
性別 雌雄同株 雄株 雌株
數目 998 1001 1999
玉米莖的長節與短節為一對相對性狀，為對其進行基因定位，育種專家做了如下雜交實驗（不考慮交叉互換和突變）：
若F1和基因型與親代母本相同的個體雜交，其子代表現型為__________，則決定莖的長節與短節性狀的基因與T、t基因位于同一對同源染色體上。
活動23【活動】板書設計
高三生物二輪復習 專題二遺傳與變異——基因定位
概念整理
一：一對基因的位置： Y染色體：直接看性狀及遺傳特點
X、常染色體：利用正反交，看子代結果
二：兩對基因的位置及關系
雌雄個體相互交配（自交）
遺傳學 實驗步驟 1、親本 測交
花藥離體培養 單倍體
雜交
2、觀察子代表現型及其比例
實驗
結果分析 若子代表現型及其比例是…… 決
則基因的位置及關系是…… 定
基因的位置及關系 決定 配子的種類及其比例 利用 遺傳規律
非同源染色體 自由組合 4種 1:1:1:1
發生交叉互換 4種 多︰多︰少︰少
同源染色體{
不發生交叉互換 2種 1:1
視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
