基因的自由组合定律教学教案设计

“模拟减数分裂过程”教学设计

海口一中

李钟

一、设计思路：

本节课是本人在教学过程中整合课本，根据学生掌握疑难处入手，结合教学实践，创设的一节模拟实验课。遗传教学中，我们用字母表示基因，其实质是有遗传效应的DNA分子片段，而染色体上有多个基因。自由组合强调的是非同源染色体的非等位基因自由组合，而同源染色体上的非等位基因通过交叉互换重组。然而，自由组合的“自由”二字是如何体现的？交叉互换的对象是等位基因所在的非姐妹染色体单体片段，为什么结果却是非等位基因重组？我们用手指表示染色体，在手指上写字母表示基因在染色体上。通过手指的行为模拟分裂过程染色体的行为，学生动手模拟减数分裂过程，通过过程性教学，加强学生对减数分裂、自由组合、交叉互换、受精等过程的理解。

二、教学目标分析：

1.知识目标：

熟练掌握细胞有丝分裂、减数分裂的过程

理解基因与染色体的关系

理解自由组合与交叉互换的实质

2.能力目标：

培养学生严谨的科学探究素养，通过模拟过程来验证理论数据。对于实验的数据，有批判性的精神去解读，对于不符合预期的结果有热情去探究

培养学生合作解决问题的能力，科学严谨阐述个人的理解和想法

3.情感目标：

建立学生的生命科学观念，加强对生物知识的探索热情，体会研究的乐趣

三、教学重点

1.基因在染色体上，染色体的行为决定了基因的组合方式

2.理解自由组合与受精没之间没有关系

四、教学难点

1.理解自由组合与交叉互换的区别

2.遗传学数据的统计是计算概率

五、教学实施过程：

1．引导学生用手指表示染色体

提示1：用手表示染色体时，同源染色体如何表示？（左右手）

提示2：复制染色体如何表示？（要说明食指和中指的不同，近似的看做复制）

提示3：着丝点断裂如何表示？

2．模拟有丝分裂的过程

提示1:2N=4的细胞初始状态有几条染色体？有几对同源染色体？是否进行复制？是否进行联会？（要说明间期的细胞是不能观察到染色体的，是以染色质的形式存在，本次模拟实验我们以染色体的形式表示。）

提示2：各个时期染色体的行为变化：

膜仁消失现两体（要强调没有联会行为）

形定数晰赤道齐

点裂数增牵两极

膜仁重现两体失（要说明不能表示）

提示3：对比分裂前后的染色体，说明有丝分裂增值的子细胞染色体与母细胞完全相同

3．模拟减数分裂的过程

学生通过有丝分裂熟悉模拟过程后，再模拟减数分裂就更会更加轻车熟路了。过程中需要对比几处与有丝分裂不同的地方

提示1：要记住2N=4的细胞初始状态。

提示2：减数第一次分裂的间期染色体是否复制？有没有染色体单体？

提示3：减数第一次分裂的前期染色体的重要行为是？（联会）

提示4：减数第一次分裂的中期同源染色体的排列不同有丝分裂的是？（着丝点在赤道板两侧排列整齐）

提示5：减数第一次分裂的后期，着丝点不断裂，同源染色体分离。（反复强调这句话）

提示6：进入减数第二次分裂，过程基本与有丝分裂相同，不同点是？（无同源染色体）

提示7：对比初始状态的细胞。（产生了4个子细胞，每个细胞的染色体减半。）

4．在手指上写字母表示基因，模拟减数分裂过程

引导学生将字母写在手上，表示基因在染色体上。模拟基因型为AaBb的细胞进行减数分裂。

提示1：减数分裂那个过程体现了自由组合？（减一后期）

提示2：一个细胞减数分裂的结果能否体现自由组合:？（不能，自由组合的最直接结果是产生4种配子，且比例相同。而一个精原细胞只能产生4个两种精子，一个卵原细胞只能产生1个1种卵细胞。）

提示3：个体中并非一个性原细胞，所以我们统计一下大家各组的配子结果。（预期结果应该是1:1:1:1。但由于学生的基数较少以及左右手的习惯问题，数据可能往往偏离预期。通过对结论的分析可以加强学生对概率的理解。）

5．模拟交叉互换的过程

这个部分根据时间和学生情况选择性进行。

提示1：交叉互换的对象是什么？（等位基因所在的非姐妹染色体单体片段）

提示2：自由组合的基因发生了交叉互换，对于其结果有没有影响？（交叉互换不影响非同源染色体非等位基因之间的自由组合）

提示3：交叉互换通过等位基因的交换，导致同源染色体上的非等位基因发生重组。（可以将A、B基因同时表示在一根手指上，表示同源染色体的非等位基因，分析该过程。）

提示4：一个细胞的交叉互换的结果是什么？这个结果是自由组合的体现吗？（一个细胞交叉互换后，其连锁的基因AaBb会出现四个四种配子，但交叉互换本身是低概率事件，不发生交叉互换的是多数，这和自由组合是明显区别的。所以其个体产生配子的种类虽然仍然是四种，但是比例不会是1:1:1:1。）

提示5：交叉互换会产生什么样的配子比例呢？（连锁的基因产生的配子比例相对较高）

6．模拟受精过程，进行数据统计

模拟基因型为AaBb的个体（符合自由组合定律）的减数分裂过程，记录配子的基因型，和相邻组的结果进行组合。统计实验结果并汇总。每组统计10到20组数据，只统计表现型。

提示1：和相邻组数据组合的过程相当于什么过程？（受精，这个过程与自由组合无关，自由组合发生在产生配子的过程中）