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《基因的分離定律》教學(xué)設(shè)計(jì) 【教學(xué)目標(biāo)】 1.知識目標(biāo) 　　1.1理解應(yīng)用孟德爾對相對性狀的遺傳試驗(yàn)及其解釋和驗(yàn)證。 　　1.2理解并應(yīng)用基因的分離定律及在實(shí)踐上的應(yīng)用。 　　1.3知道基因型、表現(xiàn)型及與環(huán)境的關(guān)系。 2.能力目標(biāo) 　　2.1通過分離定律到實(shí)踐的應(yīng)用，從遺傳現(xiàn)象上升為對分離定律的認(rèn)識，訓(xùn)練學(xué)生演繹、歸納的思維能力。 　　2.2通過遺傳習(xí)題的訓(xùn)練，使學(xué)生掌握應(yīng)用分離定律解答遺傳問題的技能技巧。 　　2.3了解一般的科學(xué)研究方法：試驗(yàn)結(jié)果——假說——試驗(yàn)驗(yàn)證——理論。 　　2.4理解基因型和表現(xiàn)型的關(guān)系，初步掌握在遺傳學(xué)中運(yùn)用符號說明遺傳規(guī)律的形式化方法。 3.情感目標(biāo) 　　3.1孟德爾從小喜歡自然科學(xué)，進(jìn)行了整整8年的研究試驗(yàn)，通過科學(xué)家的事跡，對學(xué)生進(jìn)行熱愛科學(xué)、獻(xiàn)身科學(xué)的教育。 　　3.2通過分離定律在實(shí)踐中的應(yīng)用，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)價(jià)值觀的教育。 【教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)及解決辦法】 1．教學(xué)重點(diǎn)： 　　基因分離定律的實(shí)質(zhì)。 2．教學(xué)難點(diǎn)： 　　對分離現(xiàn)象的解釋。 3．教學(xué)疑點(diǎn)： 　　相對性狀,雜交方法 【教學(xué)過程】 (一) 　　教師活動：在上節(jié)課的學(xué)習(xí)中，我們知道了基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的功能單位和結(jié)構(gòu)單位。那么基因在傳種接代中有什么樣的傳遞規(guī)律，得先了解遺傳學(xué)奠基人孟德爾。 　　教師活動：介紹孟德爾簡歷，豌豆雜交試驗(yàn)，揭示遺傳學(xué)的經(jīng)典定律——基因的分離定律和基因的自由組合定律。35年后三位植物學(xué)家分別用不同植物證實(shí)了孟德爾的發(fā)現(xiàn)后，被埋沒的真理重新展現(xiàn)光輝。 　　孟德爾的研究方法：雜交實(shí)驗(yàn)法。此方法是研究遺傳規(guī)律的基本方法。 　　什么是雜交試驗(yàn)法？顯示《人工異花傳粉示意圖》，對著圖講解父本、母本，如何去雄，如何傳粉、受精，受精卵是第二代的起點(diǎn)，發(fā)育成胚直到豌豆種子。 　　孟德爾選用的實(shí)驗(yàn)材料——豌豆。自花傳粉，也是閉花受粉。試驗(yàn)結(jié)果可靠又易于分析，這是他研究的特點(diǎn)，也是他研究成功的原因之一。 （一）基因的分離規(guī)律 　　講述：由高莖豌豆和矮莖豌豆引出相對性狀的概念。相對性狀是指同種生物同一性狀的不同表現(xiàn)類型。此概念有三個(gè)要點(diǎn)： 　　同種生物——豌豆 　　同一性狀——莖的高度 　　不同表現(xiàn)類型——高莖1.5－2.0m，矮莖0.3m左右。 　　教師活動：豌豆種子的圓滑和皺縮是不是相對性狀？為什么？ 　　學(xué)生活動：是。具備相對性狀概念包含的三個(gè)要點(diǎn)：同一種生物——豌豆；同一性狀——種子的形狀；不同類型——圓滑和皺縮。 　　師生交流：交待在遺傳圖解中常用符號： 　　P——親本 ♀——母本 ♂——父本 ——雜交 ——目交（自花傳粉，同種類型相交） ——雜種子一代 ——雜種第二代 三．一對相對性狀的遺傳試驗(yàn) （1）試驗(yàn)過程 　　教師活動：出示一對相對性狀的遺傳試驗(yàn)圖，對著圖講述試驗(yàn)過程，注意如下幾個(gè)概念： 　　顯性性狀和隱性性狀：在雜交實(shí)驗(yàn)中，把雜種子一代中顯現(xiàn)出來那個(gè)親本的性狀，叫做顯性性狀，如高莖；把未顯現(xiàn)出來的那個(gè)親本性狀叫做隱性性狀，如矮莖。 　　性狀分離：在雜種后代中，同時(shí)顯現(xiàn)出顯性性狀和隱性性狀（如高莖和矮莖）的現(xiàn)象叫做性狀分離。 　　研究特點(diǎn)：①試驗(yàn)材料——選用自花傳粉的豌豆 　　　　　　?、诜治鲅芯糠椒ā獜囊粚ο鄬π誀钊胧? 　　　　　　　③運(yùn)用數(shù)學(xué)方法——統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 （2）試驗(yàn)結(jié)果 　?、贌o論正交反交， 只表現(xiàn)顯性性狀； 　?、?自交， 出現(xiàn)性狀分離，分離比接近3：1（高莖：矮莖）。 2．對分離現(xiàn)象的解釋。 　　教師活動：什么是基因？基因位于何處？ 　　學(xué)生活動：略。 　　講述：上一節(jié)課我們已經(jīng)學(xué)過了，基因控制性狀。那么控制顯性性狀的基因是顯性基因，一般用大寫英文字母表示，如豌豆高莖基因用D表示；控制隱性性狀的基因是隱性基因，一般用小寫英文字母表示，豌豆矮莖基因用d表示。 　　在體細(xì)胞中?？刂菩誀畹幕蛞詫Υ嬖冢兎N高莖豌豆用DD表示，矮莖豌豆用dd表示。在生殖細(xì)胞中，控制性狀的基因成單存在，因?yàn)楹嘶蛭挥谌旧w上，減數(shù)分裂時(shí)，同源染色體分離，導(dǎo)致生殖細(xì)胞染色體數(shù)目減半。因此，純種高莖豌豆的配子只含有一個(gè)顯性基因D，純種矮莖豌豆的配子只含有一個(gè)隱性基因d。受精時(shí)，雌雄配子結(jié)合，合子中的基因又恢復(fù)成對，即 體細(xì)胞為Dd。 　　顯性作用：由于基因D對基因d具顯性作用，故 （Dd）只表現(xiàn)為高莖。 　　 自交產(chǎn)生配子時(shí)（出示有染色體遺傳的圖像），由于D和d位于一對同源染色體上，故D和d獨(dú)立存在，它們要隨著同源染色體的分離而分開，分別進(jìn)入不同的配子。這樣， 產(chǎn)生的雄配子和雌配子就各有兩種，一種含有基因D，一種含有基因d，且兩種雄配子D：d ；兩種雌配子D：d 。受精時(shí)，雌雄配子隨機(jī)結(jié)合，便出現(xiàn)3種基因組合：DD：Dd：dd＝1：2：1，性狀表現(xiàn)為：高莖：矮莖接近3：1。 （三）總結(jié)、擴(kuò)展 　　孟德爾的研究方法是雜交試驗(yàn)法，用高莖豌豆和矮莖豌豆雜交，雜種子一代全是高莖豌豆。經(jīng)自花傳粉后，雜種子二代發(fā)生性狀分離，高莖豌豆和矮莖豌豆之比為3：1。孟德爾解釋的關(guān)鍵是雜合子（ 代）中，D和d隨同源染色體分開而分離，分別進(jìn)入兩個(gè)配子中。 　　孟德爾也做了豌豆子葉黃色和綠色等其余六對雜交試驗(yàn)， 表現(xiàn)型的數(shù)量比都接近3：1，請同學(xué)們按板書要求試著做這六對雜交試驗(yàn)遺傳圖解。 （四）課堂練習(xí) 　　1．雜合高莖豌豆自交產(chǎn)生的后代中，雜合高莖植株約占后代總數(shù)的（ ） 　　A．100％　　B．3/4　　C．1/2　　D．1/4 　　2．子葉黃色豌豆（YY）與子葉綠色豌豆（yy）雜交， 表現(xiàn)型全是黃色，讓其自交后， 發(fā)生性狀分離，黃色子葉與綠色子葉之比為3：1。請用遺傳圖解說明試驗(yàn)的全過程和試驗(yàn)結(jié)果。 (二) 　　教師活動：孟德爾對相對性狀遺傳試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果是什么？如何解釋試驗(yàn)的結(jié)果？ 　　學(xué)生回答：略。 　　教師活動：孟德爾做了一對相對性狀的遺傳試驗(yàn)，并用自己的思想做出解釋。這種解釋沒有試驗(yàn)驗(yàn)證前叫做假說。那么，孟德爾的解釋究竟正不正確，還要經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證。 　　3．測交——對分離現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證 　　教師活動：測交是讓雜種子一代（ ）與隱性類型親本回交，用來測定 的基因組成。 　　教師板書：測交 雜種子一代 隱性類型 Dd dd 　　問：按孟德爾的解釋，雜種子一代Dd能產(chǎn)生幾種配子？數(shù)量比如何？ 　　學(xué)生課堂活動：每位學(xué)生在草稿紙上做出測交的遺傳圖解，并請一位學(xué)生上黑板做題。 　　學(xué)生的可能結(jié)果： 　　測交后代基因型 2Dd：2dd 　　測交后代表現(xiàn)型 2高莖：2矮莖 教師活動： 　?。?）這樣做也是正確的，不能說是錯(cuò)的。 　　高莖：矮莖 （預(yù)期結(jié)果） 　　在一般處理時(shí)，為簡化，d、d兩種配子相同，即可寫一種d表示。 　?。?）孟德爾親自到農(nóng)田進(jìn)行豌豆雜交試驗(yàn)，得到高莖：矮莖=30：34，接近1：1。預(yù)期結(jié)果和實(shí)踐結(jié)果是一致的。測交證實(shí) 是雜合體，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的惟一標(biāo)準(zhǔn)。因此，孟德爾的解釋（假說）應(yīng)上升為真理。 　　顯示：試驗(yàn)結(jié)果→假說→試驗(yàn)驗(yàn)證→驗(yàn)證結(jié)果與假說推論結(jié)果一致→假說上升為真理，若二者不一致時(shí)，否定假說。 　　這是科學(xué)研究的一般方法。 　　4．基因分離定律的實(shí)質(zhì) 　　等位基因的概念：在遺傳學(xué)上，把位于一對同源染色體的相同位置上，控制著相對性狀的基因叫做等位基因。例如：D和d就是一對等位基因。 　　此概念有兩個(gè)要點(diǎn)： 　?、傥挥谝粚ν慈旧w同一位置上； 　?、诳刂浦鄬π誀畹幕颍缬覉D，D和d就是等位基因。 　　基因位于染色體上，和染色體同處于平行關(guān)系，從本質(zhì)上解釋了性狀分離現(xiàn)象。 　　提問：分離定律的實(shí)質(zhì)是什么？ 　　出示減數(shù)分裂活動圖像，對著圖講解。 　　學(xué)生活動，閱讀教材23—24頁后回答上述問題。 　　教師強(qiáng)調(diào)，基因分離定律的實(shí)質(zhì)是：在雜合子（ ）細(xì)胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨(dú)立性，生物體在進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子時(shí)，等位基因會隨著同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入到兩個(gè)配子中，獨(dú)立地隨著配子遺傳給后代。 　　5．基因型和表現(xiàn)型 　　表現(xiàn)型：遺傳學(xué)上，把生物個(gè)體表現(xiàn)出來的性狀叫做表現(xiàn)型。例如：高莖和矮莖。 　　基因型：把與表現(xiàn)型有關(guān)的基因組成叫做基因型。例如：高莖豌豆的基因型有DD和Dd兩種，而矮莖豌豆的基因型只有dd一種。 　　基因型是性狀表現(xiàn)的內(nèi)在因素，表現(xiàn)型則是基因型的表現(xiàn)形式。 　　生物體在整個(gè)發(fā)育過程中，不僅要受到內(nèi)在因素基因的控制，還要受到外部環(huán)境條件的影響（舉例：略）。 　　所以，表現(xiàn)型相同的個(gè)體，基因型不一定相同?；蛐拖嗤膫€(gè)體，只有在外界環(huán)境相同的條件下，表現(xiàn)型才相同（舉例：略）。 （三）總結(jié)、擴(kuò)展 　　分離定律是指雜合子在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，等位基因隨著同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入兩個(gè)配子中，獨(dú)立地隨著配子遺傳給后代。 　　孟德爾揭示的分離定律具有劃時(shí)代的意義，是對融合遺傳的否定。當(dāng)時(shí)流傳很廣的融會遺傳認(rèn)為雙親遺傳物質(zhì)在下一代發(fā)生融合（“混血兒”一說即是一例）。而孟德爾強(qiáng)調(diào)雜合體內(nèi)等位基因互不融合或混雜，保持相對獨(dú)立性，在形成配子時(shí)還要分離，分別進(jìn)入兩個(gè)配子中。 　　擴(kuò)展應(yīng)用：應(yīng)用分離定律，根據(jù)親、子二代的表現(xiàn)型可誰知基因型。課本第28頁三、2．請同學(xué)們做。 　　講評解題思路： 　　1．首先確定顯性性狀：一般說來，相對性狀雜交， 表現(xiàn)出來的性狀是顯性性狀，但本題的三組雜交試驗(yàn)結(jié)果，都與此不相符。只有從第二組雜交試驗(yàn)來看，親本的后代出現(xiàn)性狀分離，由此可推知親本的基因型一定是雜合子，親本所表現(xiàn)出來的性狀——圓料就是顯性性狀。 　　2．先確定隱性性狀的基因型，其必定是純合體如皺粒rr。 　　3．得出答案。三個(gè)雜交組合的基因型是：第一組：rr rr；第二組Rr Rr；第三組：Rr rr。 　　第三個(gè)組合為測交試驗(yàn)（遺傳圖解：略）。 第三課時(shí) 教師活動： （1）請一位同學(xué)上黑板用基因圖解寫出孟德爾對相對性狀遺傳試驗(yàn)的試驗(yàn)過程及時(shí)分離現(xiàn)象的解釋。 　?。?）基因分離定律的實(shí)質(zhì)，基因型和表現(xiàn)型之間的關(guān)系 　　學(xué)生活動：演板、口答。 　　教師活動：孟德爾的分離定律，第一次從理論上揭示了生物性狀遺傳的實(shí)質(zhì)，奠定了遺傳學(xué)的基礎(chǔ)?；虻姆蛛x定律在實(shí)踐中也具有重要的指導(dǎo)意義。 　　6．基因分離定律在實(shí)踐中的應(yīng)用 　?。?）在農(nóng)業(yè)育種中的應(yīng)用 　　教師活動：第一，根據(jù)分離定律知道雜交的 開始出現(xiàn)性狀分離，其中隱性性狀個(gè)體能穩(wěn)定遺傳。顯性性狀中的部分個(gè)體在下一代出現(xiàn)性狀分離。因此，目前生產(chǎn)上有效的辦法是，年年選用適宜的品種，雜交這種雜種優(yōu)勢（優(yōu)良性狀）的利用只局限在第一代。 　　教師活動：第二，小麥的某些抗病性狀，多數(shù)是由顯性基因控制的。很多小麥都是雜種，你怎樣得到能穩(wěn)定遺傳，即不發(fā)生性狀分離的純種抗病小麥？（學(xué)生看課本第25－26頁最后一段） 　　學(xué)生活動：（將雜種連續(xù)地自交種植、觀察、選擇、直到確認(rèn)不發(fā)生性狀分離的抗稈銹病類型為止。） 　　教師活動：第三，如果所要選育的作物性狀是由隱性基因控制的，則 不會表現(xiàn)出來，能把這樣的作物丟掉嗎？為什么？ 　　學(xué)生活動：（不能。因?yàn)?自交后代會發(fā)生性狀分離，就會分離出所需性狀。） 　?。?）在人類遺傳病中的應(yīng)用 　　教師活動：利用基因的分離定律。對遺傳病的基因和發(fā)病概率做出科學(xué)的推斷。 　　例如，人類的白化病，即洋白頭。因缺少黑色素）所以皮膚白色，頭發(fā)黃色，虹膜帶紅色（血管顏色），畏光，它是隱性遺傳病，由隱性基因a控制，正常人由正?；駻控制。 　　學(xué)生練題：一對表現(xiàn)正常的夫婦，生了一個(gè)患白化病的孩子。如果他們再生一個(gè)孩子，表現(xiàn)正常的概率是多少？患白化病的概率是多少？ 　　請寫出以下的基因型： 　　講評： 　　①先寫出隱性性狀的基因型，白化患兒必定是aa。 　?、谡８改副厥呛幸粋€(gè)正?；駻，父母的基因型可暫表示為A 。 　　③基因型為aa的白化病小孩，是由受精卵發(fā)育而來的，必定一個(gè)a來自卵細(xì)胞，一個(gè)a來自精子，也就是說父母必定含有a基因。那么，根據(jù)上述第③項(xiàng)，父母基因型就可表示為Aa。（如圖，見下頁） 　　（抽兩個(gè)同學(xué)上黑板解答此遺傳題。） 　　講評： 　　①在遺傳學(xué)上，含有一個(gè)隱性致病基因的雜合體叫做攜帶者。 　?、陔p親是正常的雜合子，他們的子女有3／4的表現(xiàn)正常，有1／4的會患白化病。 計(jì)算概率的方法： 　　a．用精典公式計(jì)算：概率 100%根據(jù)上面棋盤，總組合數(shù)為4，某性狀組合數(shù)表現(xiàn)正常的為3，表現(xiàn)白化的為1，代入概率計(jì)算式可得3／4、1／40。 　　b．用配子的概率計(jì)算：先計(jì)算出親本產(chǎn)生每種配子的概率，再根據(jù)題意要求用相關(guān)的兩種配子概率相乘，相關(guān)個(gè)體的概率相加即可。如： 　　表現(xiàn)正常（AA或Aa）的概率為： 　　患病的概率為： 　　7．基因分離定律的例題分析 　　例1．番茄莖的有毛（H）對無毛（h）是顯性?，F(xiàn)有基因型為Hh和Hh的兩個(gè)親本雜交，問它們的后代可以產(chǎn)生哪幾種表現(xiàn)型和基因型，這幾種表現(xiàn)型和基因型的概率各是多少？（出示該題） 　　分析：該題已知條件是雙親基因型，求子代的表現(xiàn)型、基因型及相關(guān)的概率。通常用棋盤法。即將每一個(gè)親本的配子放在一側(cè)，注上各自的概率，然后，在棋盤的每一格中寫出臺子的基因型和表現(xiàn)型，每一格中合子的概率是兩個(gè)配子概率的乘積。 　　請二位同學(xué)上黑板，用棋盤法解答。（出示答案） 　　教師歸納：這是一道以因求果題，其解題思路是：親代基因型→雙親配子型及其概率→子代基因型及其概率→子代表現(xiàn)型及其概率。下面再看一道題： 　　例2 豚鼠的毛色由一對等位基因B和b控制。黑毛雌鼠甲與白毛雄鼠丙交配，甲生產(chǎn)7窩共8只黑毛豚鼠和6只白毛豚鼠。黑毛雌鼠乙與白毛雄鼠丙交配，乙生產(chǎn)7窩共生15只黑毛豚鼠。問甲、乙、丙3只余鼠的基因型（出示該題） 　　講述： 　　先根據(jù)題意列出遺傳圖式，但必須首先判斷豚鼠毛色的顯隱關(guān)系。題中的兩種交配類型中，黑毛親鼠已與白毛親鼠雨交配，只產(chǎn)生黑毛鼠，故黑色一定是顯性，白色一定是隱性。為此遺傳圖式是： 　　第二步從遺傳圖式中出現(xiàn)的隱性純合體突破： 　　從第（一）個(gè)雜交組合來看，因?yàn)樽哟邪酌嗍螅驗(yàn)閎b，它們是由精子和卵細(xì)胞受精后發(fā)育而成的，所以雙親中必有一個(gè)b基因，故推導(dǎo)出甲的基因型為Bb。 　　也可以根據(jù)后代的分離比解題： 　　若后代性狀分離比為3：1，則雙親一定是雜合體；若后代的性狀分離比為1：1時(shí)，則一定是測交，雙親一為雜合體，一為隱性純合體；若后代性狀只有一種表現(xiàn)型，則雙親都是納合體，或一方是雜合體，一方是顯性純合體。為此，推出乙的基因型為BB。 　　答案：親鼠甲的基因型是Bb，親鼠乙的基因型是BB，親鼠丙的基因型是bb。 　　最后歸納，這是一道由果推因題，其解題思路是：子代表現(xiàn)型及其比例——雙親的交配方式雙親的基因型。 （三）總結(jié) 　　孟德爾揭示的分離定律奠定了遺傳的基礎(chǔ)，是經(jīng)典的遺傳定律。對于認(rèn)識植物、動物、微生物及人類遺傳現(xiàn)象有普遍的指導(dǎo)意義。基因的分離定律是以后要學(xué)習(xí)的基因自由組合定律和基因連鎖交換定律的基礎(chǔ)。 （四）課堂練習(xí) 　　1．用純合的高莖豌豆與矮莖豌豆雜交得 ， 自花受粉得 ， 再自花受粉得 。那么， 中矮莖豌豆所占的比例是（ ） 　　A．1/8　　B．3/8　　C．1/6　　D．1/4 　　2．狗的卷毛是由于一個(gè)顯性基因控制的，直毛是由于它的隱性等位基因控制。有兩只卷毛狗交配，產(chǎn)生出一只卷毛雄狗，你用什么方法，判定這只卷毛雄狗是純合體還是雜合體。 教學(xué)反思：孟德爾建立的兩大遺傳定律因?yàn)楸容^抽象和與學(xué)生的生活實(shí)際距離較遠(yuǎn)，是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)和重點(diǎn)，怎樣才能很好地理解和應(yīng)用這兩大定律，解決生產(chǎn)實(shí)踐中的一些實(shí)際問題，是擺在教師和學(xué)生面前的一道難題。本人經(jīng)過教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在教學(xué)中“換位思考”，以孟德爾的研究方法和思維方式來學(xué)習(xí)這兩大定律，并找出其中的記憶規(guī)律，可以起到明顯的教學(xué)效果。