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2019版高中生物 第一章 遺傳因子的發(fā)現(xiàn) 1.2《孟德爾的豌豆雜交實驗二》教案 新人教版必修2 教學(xué)目標 1、知識目標 （1）孟德爾兩對相對性狀的雜交試驗（A：知道）。 （2）兩對相對性狀與兩對等位基因的關(guān)系（B：識記）。 （3）兩對相對性狀的遺傳實驗，F(xiàn)2中的性狀分離比例（B：識記）。 （4）基因的自由組合定律及其在實踐中的應(yīng)用（C：理解）。 （5）孟德爾獲得成功的原因（C：理解）。 2、能力目標 （1）通過配子形成與減數(shù)分裂的聯(lián)系，訓(xùn)練學(xué)生的知識遷移能力。 （2）通過自由組合定律在實踐中的應(yīng)用及有關(guān)習(xí)題訓(xùn)練，使學(xué)生掌握應(yīng)用自由組合定律解遺傳題的技能、技巧。 教學(xué)重難點 1、重點 （1）對自由組合現(xiàn)象的解釋。 （2）基因的自由組合定律的實質(zhì)。 （3）孟德爾獲得成功的原因。 2、難點 對自由組合現(xiàn)象的解釋。 教學(xué)指導(dǎo) 本節(jié)內(nèi)容與前面知識聯(lián)系非常密切，在教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生邊復(fù)習(xí)回憶所學(xué)內(nèi)容，如減數(shù)分裂、生殖、發(fā)育、基因及基因?qū)π誀畹目刂频?，邊理解掌握孟德爾雜交試驗現(xiàn)象及解釋、測交驗證、本質(zhì)等，最終理解外在現(xiàn)象和內(nèi)在本質(zhì)相統(tǒng)—的觀點，同時也為以后學(xué)習(xí)“生物的變異”打下扎實的理論基礎(chǔ)。 教學(xué)時間 2課時 導(dǎo)言 基因的自由組合定律 孟德爾發(fā)現(xiàn)并總結(jié)出基因的分離定律，只研究了一對等位基因控制的一對相對性狀的遺傳。但任何生物都不是只有一種性狀，而是具有許多種性狀，如豌豆在莖的高度上有高莖和矮莖；在種子的顏色上有黃色和綠色；在種子的形狀上有圓粒和皺粒；在花的顏色上有紅色和白色等等。那么，當兩對或兩對以上的相對性狀同時考慮時，它們又遵循怎樣的遺傳規(guī)律呢？孟德爾通過豌豆的兩對相對性狀雜交試驗，總結(jié)出了基因的自由組合定律。 （一）兩對相對性狀的遺傳試驗 學(xué)生活動：閱讀并分析教材P9。 教師列出如下討論題綱： （1）孟德爾以豌豆的哪兩對相對性狀進行實驗的？ （2）Fl代的表現(xiàn)型是什么？說明了什么問題？ （3）F2代的表現(xiàn)型是什么？比值是多少？為什么出現(xiàn)了兩種新的性狀？ （4）分析每對性狀的遺傳是否遵循基因的分離定律？ 學(xué)生展開熱烈的討論并自由回答，教師不忙于評判誰對誰錯，出示掛圖“黃色圓粒豌豆 和綠色皺粒豌豆的雜交試驗”，對實驗過程和結(jié)果進行指導(dǎo)分析： （1）相對性狀指同一生物同一性狀的不同表現(xiàn)類型，不能把黃與圓、綠與皺看作相對性狀。 （2）Fl代全為黃色圓粒，說明黃色對綠色為顯性，圓粒對皺粒為顯性。 （3）F2代有四種表現(xiàn)型：黃色圓粒、黃色皺粒、綠色圓粒、綠色皺粒，前后代比較發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)了親代不曾有的新性狀--黃色皺粒和綠色圓粒，這又恰恰是兩親本不同性狀的重新組合類型。這四種表現(xiàn)型比為9∶3∶3∶l，恰是（3∶1）2的展開，表明不同性狀的組合是自由的、隨機的。那么，孟德爾是如何解釋這一現(xiàn)象的呢？ （二）對自由組合現(xiàn)象的解釋 教師列出如下討論題綱： （1）孟德爾研究控制兩對相對性狀的基因是位于一對還是兩對同源染色體上？ （2）孟德爾假設(shè)黃色圓粒和綠色皺粒兩純種親本的基因型是什么？推出Fl代的基因型是什么？ （3）F1代在產(chǎn)生配子時，兩對等位基因如何分配到配子中？產(chǎn)生幾種配子類型？ （4）F2代的基因型和表現(xiàn)型各是什么？數(shù)量比為多少？ 學(xué)生討論、總結(jié)歸納并爭先恐后回答，教師給予肯定并鼓勵。 教師強調(diào)： （1）黃色圓粒和綠色皺粒這兩對相對性狀是由兩對等位基因控制的，這兩對等位基因分別位于兩對不同的同源染色體上，其中用Y表示黃色，y表示綠色；R表示圓粒，r表示皺粒。因此，兩親本的基因型分別為：YYRR和yyrr。 板圖顯示： 它們的配子分別是YR和yr，所以Fl的基因型為YyRr，Y對y顯性，R對r顯性，所以Fl代全部為黃色圓粒。 （2）F1代產(chǎn)生配子時，Y與y、R與r要分離，孟德爾認為與此同時，不同對的基因之間可以自由組合，也就是Y可以與R或r組合，y也可以與R或r組合。 教師使用多媒體課件，讓學(xué)生在動態(tài)中理解等位基因的分離和不同對基因之間的組合是彼此獨立的、互不干擾的。所以F1產(chǎn)生的雌雄配子各有四種,即YR、Yr、yR、yr，并且它們之間的數(shù)量比接近于l∶1∶1∶l。 （3）受精作用時，由于雌雄配子的結(jié)合是隨機的。因此，結(jié)合方式有16種，其中基因型有9種，表現(xiàn)型有4種。 學(xué)生活動：自己推演黃色圓粒豌豆和綠色皺粒豌豆的雜交試驗分析圖解，并歸納總結(jié)F2代的基因型和表現(xiàn)型的規(guī)律，由一學(xué)生上黑板完成，結(jié)果如下左圖： 師生對F2代進行歸納，得出這樣的三角規(guī)律來。 a、四種表現(xiàn)型出現(xiàn)在各三角形中，如上右圖： 黃色圓粒（Y—1）出現(xiàn)于最大的三角形的三角和三邊上（YYRR、YYRr、YyRR、YyRr）； 黃色皺粒（Y—rr）出現(xiàn)于次大三角形的三個角上（YYrr、Yyrr）； 綠色圓粒（yyR_）出現(xiàn)于第三大三角形的三個角上（yyRR、yyRr）； 綠色皺粒（yyrr）出現(xiàn)于小三角形內(nèi)（yyrr）。 b、基因型：九種基因型中的純合體（YYRR、YYrr、yyRR、yyrr）與兩對基因的雜合體（YyRr）各位于一對角線上，如下左圖： 一對基因的雜合體以純合體對角線為軸而對稱，見上右圖： c、九種基因型可作如下規(guī)律性的排列（用F2中兩對基因組合方式及比率相乘的方法得出如下結(jié)果），每種基因型前的系數(shù)即為其比例數(shù)，見下表： 總結(jié) 本節(jié)課我們重點學(xué)習(xí)了孟德爾兩對相對性狀的遺傳試驗及對試驗的解釋，通過學(xué)習(xí)應(yīng)該掌握子二代出現(xiàn)新性狀是由于遺傳過程中不同對基因之間發(fā)生了組合。應(yīng)該對子二代中9種基因型和4種表現(xiàn)型的規(guī)律進行理解記憶，以便在以后的解題過程中直接運用。 第二課時 導(dǎo)言 孟德爾用兩對相對性狀的豌豆進行雜交，其F1代只有一種表現(xiàn)型，F(xiàn)2代出現(xiàn)四種表現(xiàn)型，比例為9∶3∶3∶1。 孟德爾用基因的自由組合作了解釋，要確定這種解釋是否正確，該怎么辦？ 學(xué)生回答：用測交法。 （三）對自由組合現(xiàn)象解釋的驗證 提問：什么叫測交？ 學(xué)生回答：是用F1代與親本的 隱性類型雜交。目的是測定F1的基因型。 請一位學(xué)生到黑板上仿照分離定律的測交驗證模式，寫出測交及其結(jié)果的遺傳圖解。 教師指導(dǎo)：這是根據(jù)孟德爾對自由組合現(xiàn)象的解釋。從理論上推導(dǎo)出來的結(jié)果，如果實驗結(jié)果與理論推導(dǎo)相符，則說明理論是正確的，如果實驗結(jié)果與理論推導(dǎo)不相符，則說明這種理論推導(dǎo)是錯誤的，實踐才是檢驗真理的惟一標準。 設(shè)疑：用F1（YyRr）作母本和父本測交的試驗結(jié)果怎樣呢？ 學(xué)生爭先恐后推演，教師出示投影，比較測交結(jié)果，師生結(jié)論是：兩種情況是相同的，這說明F1在形成配子時，不同對的基因是自由組合的。 （四）基因自由組合定律的實質(zhì) 教師介紹：豌豆體細胞有7對同源染色體，控制顏色的基因（Y與y）位于第l對染色體上，控制形狀的基因（R與r）位于第7對染色體上。 學(xué)生活動：觀看減數(shù)分裂多媒體課件。鞏固在減數(shù)分裂過程中，同源染色體分離的同時，非同源染色體自由組合，從而理解位于非同源染色體上的非等位基因之間的動態(tài)關(guān)系，即非等位基因的分離或組合是互不干擾的。 設(shè)疑：如果在同一對同源染色體上的非等位基因能不能自由組合？ 學(xué)生展開熱烈討論。 教師出示投影，顯示如圖： 思考：在此圖中哪些基因能自由組合？哪些不能自由組合？為什么？ 學(xué)生回答：YR與D或d能自由組合，yr與D或d能自由組合，Y不能與R或r組合，y不能與R或r組合。因為在減數(shù)分裂過程中，同源染色體要分離，等位基因也要分離，只有非同源染色體上的非等位基因才自由組合。 設(shè)疑：基因的分離定律和自由組合定律有哪些區(qū)別和聯(lián)系呢？ 教師出示投影表格，由學(xué)生討論完成。 基因的分離定律和自由組合定律的比較 項目\規(guī)律 分離定律 自由組合定律 研究的相對性狀 一對 兩對或兩對以上 等位基因數(shù)量及在 染色體上的位置 一對等位基因位于一對同源染色體上 兩對（或兩對以上）等位基因分別位于不同的同源染色體上 細胞學(xué)基礎(chǔ) 減數(shù)第一次分裂中同源染色體分離 減數(shù)第一次分裂中非同源染色體自由組合 遺傳實質(zhì) 等位基因隨同源染色體的分開而分離 非同源染色體上的非等位基因自由組合 聯(lián)系 分離定律是自由組合定律的基礎(chǔ)（減數(shù)分裂中，同源染色體上的每對等位基因都要按分離定律發(fā)生分離，而非同源染色體上的非等位基因，則發(fā)生自由組合）。 （五）基因自由組合定律在實踐中的應(yīng)用 教師講述：基因自由組合定律在動植物育種工作和醫(yī)學(xué)實踐中具有重要意義。 在育種上，由于每種生物都有不少性狀，這些性狀有的是優(yōu)良性狀，有的是不良性狀，如果能想辦法去掉不良性狀，讓優(yōu)良性狀集于一身，該有多好。如果控制這些性狀的基因分別位于不同的同源染色體上，基因的自由組合定律就能幫助我們實現(xiàn)這一美好愿望。 教師出示投影：在水稻中，有芒（A）對無芒（a）是顯性，抗?。≧）對不抗?。╮）是顯性，那么，AArr aaRR能否培養(yǎng)出優(yōu)良品種：無芒抗病水稻呢？怎么培育？ 學(xué)生活動：積極推演，由一學(xué)生到黑板上推演。發(fā)現(xiàn)F2代會出現(xiàn)無芒抗病水稻，但基因型有aaRR和aaRr兩種。 設(shè)疑：在上述兩種基因型中，是否都可用在生產(chǎn)中呢？ 學(xué)生回答：只有能穩(wěn)定遺傳的aaRR才行。 再問：怎樣就得到純種的aaRR呢？ 學(xué)生回答：需要對無芒抗病類型進行自交和選育，淘汰不符合要求的植株，最后得到穩(wěn)定遺傳的無芒抗病的類型。 學(xué)生思考下列問題： （六）孟德爾獲得成功的原因 通過前面兩個定律的學(xué)習(xí)，可知孟德爾成功的原因可歸納為四個方面： 1、正確地選用了試驗材料。 2、由單因素（即一對相對性狀）到多因素（即兩對或兩對以上相對性狀）的研究方法。 3、應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)方法對實驗結(jié)果進行分析。 4、科學(xué)地設(shè)計了試驗的程序。 通過對這一內(nèi)容的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生懂得，任何一項科學(xué)成果的取得，不僅需要有堅韌的意志和持之以恒的探索精神，還需要有嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度和正確的研究方法。 （七）基因自由組合定律的例題分析 通過教學(xué)使學(xué)生掌握解決遺傳題的另一種方法---分枝法。 具體步驟： 1、對各對性狀分別進行分析。 2、子代基因型的數(shù)量比應(yīng)該是各對基因型相應(yīng)比值的乘積，子代表現(xiàn)型的數(shù)量比也應(yīng)該是各種表現(xiàn)型相應(yīng)比值的乘積。 分枝法應(yīng)用的理論依據(jù)：基因自由組合定律是建立在基因分離定律的基礎(chǔ)之上的，研究更多對相對性狀的遺傳規(guī)律，兩者并不矛盾。 豌豆的高莖（D）對矮莖（d）是顯性，紅花（C）對白花（c）是顯性。推算親本DdCc與DdCc雜交后，子代的基因型和表現(xiàn)型以及它們各自的數(shù)量比是多少？ 教師講解方法： 1、先推出每對性狀后 代的比例：DdDd→1DD∶ 2Dd∶ldd；CcCc→1CC∶ 2Cc∶1cc 2、后代基因型和表現(xiàn) 型的比例是各對性狀的比 值相乘。見下圖： 答案：DdCcXDdCc，子代基因型和它們的數(shù)量比是1DDCC∶2DDCc∶1DDcc∶2DdCC∶4DdCc∶2Ddcc∶1ddCC；2ddCc∶1ddcc。子代表現(xiàn)型和它們的數(shù)量比是：9高莖紅花：3高莖白花；3矮莖紅花：l矮莖白花。 （八）總結(jié) 這節(jié)課我們重點學(xué)習(xí)了對自由組合現(xiàn)象解釋的驗證，基因自由組合定律的實質(zhì)以及在實踐中的應(yīng)用。通過學(xué)習(xí)應(yīng)理解在生物遺傳的過程中，由于非同源染色體的非等位基因的自由組合及不同基因類型的雌雄配子的隨機組合，造成基因的重新組合，從而使后代的性狀也發(fā)生重組，出現(xiàn)了新的類型，這種變異的原因就是基因重組。實踐上，我們可以讓位于不同的同源染色體上的非等位基因所控制的優(yōu)良性狀重組，以培養(yǎng)優(yōu)良品種，也可以對家系中兩種遺傳病同時發(fā)病的情況進行分析，并且能推斷出后代的基因型和表現(xiàn)型以及它們出現(xiàn)的概率，它的理論基礎(chǔ)就是基因的自由組合定律。