孟德爾的豌豆雜交實驗(二)——自由組合定律.docVIP

第2節(jié)孟德爾的豌豆雜交實驗（二）學(xué)情分析：高中二年級的學(xué)生已經(jīng)從初中的學(xué)習(xí)方式過度到高中的學(xué)習(xí)方式，基本適應(yīng)高中的教學(xué)模式。他們通過在初中和高一的學(xué)習(xí)，已經(jīng)接觸過遺傳的一些相關(guān)知識，知道性狀是有遺傳物質(zhì)控制的，但是對生物體遺傳的相關(guān)規(guī)律還不太了解，大多停留在感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上，有對這部分知識學(xué)習(xí)的性趣。但是他們可能通過其它渠道認(rèn)識到一些這方面錯誤或者不完全的知識，通過對這一部分知識的學(xué)習(xí)能使學(xué)生確認(rèn)識遺傳的基本規(guī)律，更正以前錯誤的認(rèn)識，補充以前在這方面不完全的知識。 通過之前的關(guān)于“遺傳因子的發(fā)現(xiàn)”和“基因分離定律”的學(xué)習(xí)，學(xué)生更能提出多對性狀在遺傳中的規(guī)律，有不斷完善遺傳規(guī)律的知識結(jié)構(gòu)的欲望，這將極大地提高學(xué)生的求知欲，增強學(xué)生探究和學(xué)習(xí)積極性，這將對提高這堂課的教學(xué)效果有積極作用。高中二年級的學(xué)生統(tǒng)計學(xué)的知識體系不夠完善，這對自由組合規(guī)律中有關(guān)概率等問題的計算和理解有一定難度，所以在教學(xué)過程中要稍微滲透一些這些方面的知識。教材分析：本節(jié)為人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書必修模塊2遺傳與進化第1章第2節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，主要是基因的自由組合定律?；蜃杂山M合定律是遺傳學(xué)上繼基因分離定律的最基本的規(guī)律之一，是遺傳學(xué)的基礎(chǔ)，也是中學(xué)生物學(xué)中要求掌握的規(guī)律之一。它在遺傳育種和人類遺傳病推斷方面有重要的指導(dǎo)作用。本節(jié)課主要內(nèi)容包括：1.兩對相對性狀的遺傳實驗；2.對自由組合現(xiàn)象的解釋；3.對自由組合現(xiàn)象解釋的驗證；4.自由組合定律；5.孟德爾實驗方法的啟示；6.孟德爾遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)。教材內(nèi)容按照孟德爾的探索過程的順序來構(gòu)建框架體系。由現(xiàn)象到本質(zhì)，層層深入地展開討論，便于學(xué)生的思維隨孟德爾的探索過程進行思考和從實驗中領(lǐng)悟科學(xué)的方法。本節(jié)內(nèi)容與本學(xué)期學(xué)習(xí)的其他內(nèi)容有緊密的聯(lián)系，整冊書是按照遺傳學(xué)發(fā)展的歷程來編寫的，第1章（遺傳因子的發(fā)現(xiàn)）揭示的是遺傳規(guī)律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)，這是學(xué)習(xí)遺傳兩大基本定律的基礎(chǔ)；第3章（基因的本質(zhì)）這是進一步從分子的角度解釋了遺傳的兩大規(guī)律；第4章（基因的表達）這揭示的是基因是怎么控制性狀的；第5章（基因的突變及其他變異）是從分子生物學(xué)和細(xì)胞學(xué)角度解釋性狀的變異；第6章（從雜交育種到基因工程）講述的是遺傳規(guī)律的生產(chǎn)生活中的應(yīng)用及其發(fā)展；第7章（現(xiàn)代生物進化理論）是從群體的角度，講述遺傳和變異在生物進化中的作用?？傊?，既然整冊書是按照遺傳學(xué)發(fā)展的歷程來編寫的，抓住這條主線，就可以像串珠一樣找出各章之間的有機聯(lián)系。教學(xué)目標(biāo)：一、知識目標(biāo)：1.知道孟德爾對自由組合現(xiàn)象的解釋及雜交試驗分析圖解。2.說出基因型、表現(xiàn)型和等位基因的含義。3.會利用基因分離定律和自由組合定律分析計算F2代中的性狀分離比例。4. 理解孟德爾獲得成功的原因。二、能力目標(biāo)：1. 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，培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的能力。2.培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力和實驗現(xiàn)象的分析能力。三、情感、態(tài)度與價值觀目標(biāo)1.提高學(xué)生執(zhí)著的科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)探索精神。2.培養(yǎng)學(xué)生的探究意識。教學(xué)重難點一、教學(xué)重點：1. 基因自由組合現(xiàn)象的解釋和驗證。2. 基因自由組合定律的闡釋與理解。3.孟德爾獲得成功的原因二、教學(xué)難點1.對自由組合現(xiàn)象的解釋。2.應(yīng)用自由組合規(guī)律解決生產(chǎn)生活上的問題。教學(xué)方法歸納法、討論法、講授法和練習(xí)法等。教學(xué)課時 2課時教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)過程教學(xué)意圖教師活動學(xué)生活動(第一課時)新課導(dǎo)入1.復(fù)習(xí)分離定律：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了孟德爾通過一對性狀的雜交試驗總結(jié)出來的分離定律。那么什么是分離定律呢？分離定律“性狀是受成對存在的遺傳因子控制的，在形成配子時，成對的遺傳因子彼此分離到不同的配子中去，隨配子一起遺傳。請問孟德爾的一對性狀的雜交試驗是如何設(shè)計的呢？2.提出探討的問題：那么孟德爾的分離定律，只研究了一對等位基因控制一對相對性狀的遺傳。但生物不是只有一種性狀，而是具有許多種性狀，例如上節(jié)課說到的豌豆有7對相對性狀。那么，當(dāng)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？是否還遵循3:1的規(guī)律分離規(guī)律呢？它們的這些相對性狀在遺傳的時候是怎么樣的？這些問題通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)大家就明白了?；貞?、思考、討論回答引起思考，使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，引入新課。一、兩對相對性狀的雜交實驗【問】1.一對性狀的遺傳是否影響其他對性狀的遺傳？2.孟德爾兩對相對性狀雜交實驗是怎樣設(shè)計的？ 3.每對性狀的遺傳是否遵循基因的分離定律?同學(xué)們的回答，到底對不對呢？接下來我們一起來看看?！局v述】教師以圖1-7和學(xué)生的回答講述：一、兩對相對性狀的雜交實驗（一）實驗現(xiàn)象1.雜交P：黃色、圓粒 X 綠色、皺粒 F1: 黃色、圓粒（種子、100%）2.F1自交： 黃色、圓粒（種子時的F1） （即：黃、圓 X 黃、圓） 同植株卵子精子 F2： 種子 黃色圓粒 綠色圓粒 黃色皺粒 綠色皺粒 315 108 102 32 （ 9 ： 3 ： 3 ： 1 ）（二）數(shù)據(jù)分析1.分析每對性狀的F2：粒色：黃/綠 = 315+101 / 108+32 3：1 粒形：圓/皺 = 315+108 / 101+32 3：1【問】：請同學(xué)回答第一個問題（一對相對性狀的遺傳是否影響其他相對性狀？）2.根據(jù)學(xué)生回答作出總結(jié)：1）每對相對性狀的遺傳仍遵循分離定律； 2）兩對相對性狀遺傳時，遺傳因子互不干擾。閱讀P9P10第三段，思考提出的問題。聽老師講解孟德爾的兩對相對性狀的雜交試驗。討論、回答問題以舊學(xué)新培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)、歸納和討論分析問題的能力二、對自由組合現(xiàn)象的解釋二、對自由組合現(xiàn)象的解釋為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象呢？對于這種現(xiàn)象孟德爾作出了假設(shè)：在形成配子時每對遺傳因子彼此分離，不同對的遺傳因子可以自由組合我們利用孟德爾的假說看能不能解釋他的實驗現(xiàn)象呢 1、雜交：純 黃、圓 X 綠、皺 P基因型 （YYRR） （yyrr） 配子： YR yr F1： 黃色、圓粒（種子）（YyRr） 2、F1自交 植株 F1配子： YR yR Yr yr YR yR Yr yr F2：YRyRYryrYRYYRRYyRRYYRrYyRryRYyRRyyRRYyRryyRrYrYYRrYyRrYYrrYyrrYrYyRryyRrYyrryyrrF2基因型則有：1.Y_R_：黃圓（雙顯性）占9/162.yyR_：綠圓（單顯性）占3/163.Y_rr：黃皺（單顯性）占3/164.yyrr：綠皺（雙隱性）占1/16【問】P10旁欄的思考題【提示】從數(shù)學(xué)角度看，（31）2的展開式為：（31）2=32（31）（13）12=9331即9331的比例可以表示為兩個31的乘積。對于兩對相對性狀的遺傳結(jié)果，如果對每一對性狀進行單獨的分析，如單純考慮圓和皺或黃和綠一對相對性狀遺傳時，其性狀的數(shù)量比是：圓粒皺粒=（315+108）（101+32）=31；黃色綠色=（315+101）（108+32）=31。即每對性狀的遺傳都遵循了分離定律。這無疑說明兩對相對性狀的遺傳結(jié)果可以表示為它們各自遺傳結(jié)果的乘積，即9331來自于（31）2?！締枴咳绻侨龑π誀詈蟠誀畋壤窃趺礃?？講解:（31）3=279993331共同完成雜交圖譜思考為什么會出現(xiàn)（分離定律）思考P10 “旁欄思考題”并回答。討論并回答學(xué)會棋盤法和分離法拓展學(xué)生思維，舉一反三。第一課時總結(jié)本節(jié)課我們講到了孟德爾用黃園和綠皺的豌豆雜交的到全部黃圓的后代，后代自交得到9：3：3：1的后代比例。而且孟德爾提出了假說解釋他之前所做實驗的實驗現(xiàn)象，也就是子二代出現(xiàn)9:3:3:1的比例，但是我們能說他的假設(shè)就是正確的嗎？不能。上節(jié)課講分離定律的時候，講到了一個假設(shè)要成立的話，不光能解釋已有的實驗結(jié)果，還要能預(yù)測一些未知實驗的結(jié)果。所以孟德爾又將怎么樣來驗證他的假說正確與否呢，我們下節(jié)課再一起來探討。請大家下去預(yù)習(xí)接下來的內(nèi)容。互動、記憶本節(jié)課的重要知識點?？偨Y(jié)本節(jié)課內(nèi)容，鞏固并加深影像；提示下節(jié)課內(nèi)容。（第二課時）三、對自由組合現(xiàn)象解釋的驗證（測交）【問】1. 孟德爾對自己提出的假設(shè)是怎么樣去驗證的？（請閱讀教材P10P11后回答）【講解】1、親本：（F1種子）黃圓 X 綠皺 設(shè)計： （YyRr） （yyrr） 植株 配子： YR yR Yr yr yr （1/4） （1/4） （1/4） （1/4） 100% YyRr yyRr Yyrr yyrr 1/4 1/4 1/4 1/4 黃圓 綠圓 黃皺 綠皺 1 1 1 1測交后代： 31 27 26 26（F1作母本） 24 22 25 26（F1作父本）結(jié)論：測交有4種（1：1：1：1）的后代，說明F1產(chǎn)生4種（1：1：1：1）的配子，細(xì)胞兩遺傳因子進行自由組合。閱讀P10P11回答板出測交實驗的過程，看表12，想一想預(yù)測與實驗是否符合。學(xué)及時用，鞏固所學(xué)知識四、自由組合定律【總結(jié)】控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的；在形成配子時，決定同一性狀的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合?！菊n堂練習(xí)】課后練習(xí)第2題 選項：C總結(jié)孟德爾第二定律思考并練習(xí)共同總結(jié)，加深印象。及時鞏固五、孟德爾實驗方法的啟示成功的原因：【問】 孟德爾為什么要選擇豌豆做實驗？根據(jù)學(xué)生回答情況總結(jié)以下1.豌豆適于作雜交實驗材料的優(yōu)點有：（1）具有穩(wěn)定的易于區(qū)分的相對性狀；（2）豌豆嚴(yán)格自花受粉，在自然狀態(tài)下可以獲得純種，純種雜交獲得雜合子；（3）花比較大，易于做人工雜交實驗。孟德爾正是因為選用了豌豆做雜交實驗，才能有效地從單一性狀到多對性狀研究生物遺傳的基本規(guī)律，才能對遺傳實驗結(jié)果進行量化統(tǒng)計，所以科學(xué)地選擇實驗材料是科學(xué)研究取得成功的重要保障之一。2.如果孟德爾只是研究多對相對性狀的遺傳，很難從數(shù)學(xué)統(tǒng)計中發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律，這也是前人在遺傳雜交實驗中留下的經(jīng)驗與教訓(xùn)，孟德爾恰恰借鑒了前人的遺傳研究經(jīng)驗，改變實驗方法，從簡單到復(fù)雜地進行觀察、統(tǒng)計、分析實驗結(jié)果，從而發(fā)現(xiàn)問題、提出假說、實驗驗證、得出結(jié)論。3.因為通過統(tǒng)計，孟德爾發(fā)現(xiàn)了生物性狀的遺傳在數(shù)量上呈現(xiàn)一定數(shù)學(xué)比例，這引發(fā)他揭示其實質(zhì)的興趣。同時這也使孟德爾意識到數(shù)學(xué)概率，也適用于生物遺傳的研究，從而將數(shù)學(xué)的方法引入對遺傳實驗結(jié)果的處理和分析。4.方法得當(dāng)“假說演繹法”的解釋。（即：實驗現(xiàn)象-提出假說-設(shè)計實驗驗證假說-得出結(jié)論）5.其他方面：（1）扎實的知識基礎(chǔ)和對科學(xué)的熱愛。孟德爾在維也納大學(xué)進修學(xué)習(xí)時，不僅僅學(xué)習(xí)自然科學(xué)，同時孟德爾還學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，產(chǎn)生應(yīng)用數(shù)學(xué)方法解決遺傳學(xué)問題的想法。 （2）嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。從觀察遺傳現(xiàn)象出發(fā)，提出問題，作出假設(shè)，然后設(shè)計實驗驗證假設(shè)的研究方法。（3）勤于實踐。進行了8年的研究，統(tǒng)計分析?？偨Y(jié)：1.選材準(zhǔn)確：自花傳粉中閉花傳粉的自然純種豌豆；人工傳粉雜交后可避免外來花粉干擾，結(jié)果可靠豌豆有多對易于區(qū)分的相對性狀（高-矮；圓粒-皺粒；）2.研究方法恰當(dāng)：先對一對相對性狀進行遺傳研究，后多對相對-，設(shè)計測交實驗進行驗證；3利用統(tǒng)計學(xué)進行分析；思考并討論、回答。體會孟德爾成功的原因，領(lǐng)悟科學(xué)的研究方法的重要性。培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真思考和合作精神；也讓他們體會孟德爾的成功原因。六、孟德爾遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)1.基因：控制生物體性狀的基本單位。2.表現(xiàn)型：生物個體表現(xiàn)出來的性狀。如高度（高莖、矮莖）3.基因型：與表現(xiàn)型有關(guān)的基因的基因組成。（如DD、Dd、dd） 4.等位基因：控制相對性狀的基因（Dd）【提示】性狀表現(xiàn)遺傳因子組成環(huán)境條件學(xué)生思考：基因型能完全決定表現(xiàn)行嗎？舉例說明。學(xué)生踏實掌握概念，理解概念間的關(guān)系七、作業(yè)布置【作業(yè)】P13：二、拓展題。P14：選擇題第1、3、4題課后鞏固版書設(shè)計第2節(jié)孟德爾的豌豆雜交實驗（二）一、兩對相對性狀的雜交實驗1.雜交P：黃色、圓粒 X 綠色、皺粒 F1: 黃色、圓粒（種子、100%）2.F1自交： 黃色、圓粒（種子時的F1） （即：黃、圓 X 黃、圓） 同植株卵子精子 F2： 種子 黃色圓粒 綠色圓粒 黃色皺粒 綠色皺粒 315 108 102 32 （ 9 ： 3 ： 3 ： 1 ）（二）數(shù)據(jù)分析1.分析每對性狀的F2：粒色：黃/綠 = 315+101 / 108+32 3：1 粒形：圓/皺 = 315+108 / 101+32 3：1二、對自由組合現(xiàn)象的解釋假設(shè)：每對遺傳因子彼此分離，不同對的遺傳因子可以自由組合1、雜交：純 黃、圓 X 綠、皺 P基因型 （YYRR） （yyrr） 配子： YR yr F1： 黃色