浙科版高二孟德爾自由組合定律教學設計

1、學習必備歡迎下載二、基因的自由組合定律一、前期分析教材分析本節(jié)課選自選自浙科版高中生物必修二第二章第二節(jié)，雜交實驗。 這是在學生之前學習了分離定律的基礎(chǔ)上，為接下來要學習的染色體與遺傳提供了必要的知識儲備。主要內(nèi)容包括自由組合定律和雙因子對染色體行為進行的進一步探究，因此，本節(jié)的學習內(nèi)容在教材中處也于承上啟下的地位。學習者分析本節(jié)課的授課對象是高二學生，從知識起點上來看，他們之前學習分離定律時已經(jīng)對染色體行為有了一定的了解，但對于他們怎么組合卻不了解。從認知起點上來看，他們已經(jīng)具備了一定的理性思維能力和邏輯分析能力，對事物探究的好奇心強，但往往具有一定的盲目性。因此教師在教學過程中要充分利用學

2、生這一心理特點， 運用多種教學手段組織開展教學活動，充分發(fā)揮學生的主體地位，幫助學生在構(gòu)建新知的同時，發(fā)展學生的科學探究能力。二、教學目標知識目標1、說出孟德爾兩對相對性狀的雜交試驗。2 、概述基因的自由組合定律及其在實踐中的應用，解釋對自由組合現(xiàn)象。3、說明基因的自由組合定律的實質(zhì)。能力目標1 通過配子形成與減數(shù)分裂的聯(lián)系，提高知識遷移能力。2 通過自由組合定律在實踐中的應用及有關(guān)習題訓練，掌握應用自由組合定律解遺傳題的技能、技巧。情感目標1 通過孟德爾豌豆雜交試驗所揭示的基因自由組合定律的學習，養(yǎng)成實事求是、不斷探索新知識的科學態(tài)度三、教學重難點重點1對自由組合現(xiàn)象的解釋。2基因的自由組合

3、定律的實質(zhì)。難點1對自由組合現(xiàn)象的解釋。2. 基因的自由組合定律及其在實踐中的應用四、教學過程（第一課時）【導入：】上一節(jié)課我們學習了基因的分離定律。下面我們來復習一下：1、基因分離定律的實質(zhì)是什么？（基因分離定律是：在雜合子的細胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨立性，生物體在進行減數(shù)分裂形成配子時，等位基因會隨著同源染色體的分開而分離，分別進入兩個配子中，獨立地隨配子遺傳給后代）2、分析孟德爾的另外兩個一對相對性狀的遺傳試驗豌豆粒色試驗豌豆粒形試驗P 黃色 X綠色P 圓形 X皺形F1黃 色F1圓 形學習必備歡迎下載F2F2（F1黃色豌豆自交產(chǎn)生兩種表現(xiàn)型：黃色和綠色，比例為：

4、3：1；F1圓形豌豆自交產(chǎn)生 F2有兩種類型：圓粒和皺粒，比例為 3：1）【 講述：】 這節(jié)課我們在學習了基因的分離定律的基礎(chǔ)上，來學習基因的自由組合定律。首先我們來了解孟德爾的兩對相對性狀的遺傳試驗。（一）兩對相對性狀的遺傳試驗【過渡：】孟德爾的基因分離定律是在完成了對豌豆的一對相對性狀的研究后得出的。那 么，豌豆的相對性狀很多，如果同一植株有兩對或兩對以上的純合親本性狀，如：豌豆的黃色相對于綠色為顯性性狀，圓粒相對于皺粒為顯性性狀。我們將同時具有黃色、圓粒兩種性狀的純親本植株和具有綠色、皺粒兩種性狀的純親本植株放到一起來研究它們雜交情況的話，會出現(xiàn)什么樣的現(xiàn)象呢？它是否還符合基因的分離規(guī)律

5、呢？于是，孟德爾就又做了一個有趣的試驗，試驗的過程是這樣的。1 、 純 種 黃色圓粒豌豆和純種綠色皺粒豌豆的雜交試驗P黃色圓粒 X綠色皺粒F 1黃色圓粒F 黃色圓粒：綠色圓粒：黃色皺粒：綠色皺粒315粒：108 粒： 101粒：32 粒9： 3： 3： 1孟德爾選用了豌豆的粒色和粒形這樣兩個性狀來進行雜交，即純種黃色圓粒豌豆和純種綠色皺粒豌豆做親本進行雜交。無論是正交還是反交，結(jié)出的種子都是黃色圓粒的。以后，孟德爾又讓 F植株進行自交。產(chǎn)生的 F2中，不僅出現(xiàn)了親代原有的性狀黃色圓粒和綠色皺粒，還產(chǎn)生了新組合的性狀綠色圓粒和黃色皺粒。在所結(jié)的 556 粒種子中，有黃色圓粒的 315 粒、綠色圓

6、粒的 108粒、黃色皺粒的 101 粒、綠色皺粒 32 粒。四種表現(xiàn)型的數(shù)量比接近 9：3：3：1。2、兩對相對性狀的遺傳試驗的主要特點（ 1）F均為黃色圓粒，為顯性性狀；（ 2）F2有四種表現(xiàn)型，這四種表現(xiàn)型的數(shù)量比接近 9：3：3：1；（ 3）F2中的綠色圓粒和黃色皺粒是不同相對性狀間的重組新類型；（ 4）正交和反交的結(jié)果相同。（ 二）對自由組合現(xiàn)象的解釋為什么會出現(xiàn)以上這樣的結(jié)果呢？這一試驗結(jié)果又是否符合基因的分離定律 呢 ？我們首先從一對性狀（粒色、粒形）入手，看看試驗結(jié)果是否符合基因的分離定律。1、每一對相對性狀的遺傳都符合基因的分離定律粒色：黃色315 101 416綠 色108

7、32 140黃 色：綠色 =416 ：140，接近于 3：1粒形：圓粒315 108 423皺 粒101 32 133圓 粒：皺粒 =423 ：133，接近于 3：1由此可見，從一對相對性狀的角度去衡量這一試驗是符合基因的分離定律的 。2 、 兩 對相對性狀的分離是各自獨立的兩對相對性狀在共同的遺傳過程中性狀分離和等位基因的分離是互不干擾、各自獨立的，是隨機的。那么，新組合的性狀又是如何產(chǎn)生的呢？通過對上述遺傳試驗的分析，在 F2不僅出現(xiàn)了與親本性狀相同的后代，而學習必備歡迎下載且出現(xiàn)了兩個新組合的性狀即黃色皺粒和綠色圓粒，并且這兩對相對性狀的分離比接近 3：1。這表明在 F形成配子后，配子在

8、組合上發(fā)生了自由配對的現(xiàn)象。3、不同對的相對性狀之間自由組合由于一對性狀的分離是隨機的、獨立的，那么，兩對性狀在遺傳的過程中必然會發(fā)生隨機組合。如果我們利用概率計算的原理進行計算，能得到怎樣的結(jié)果呢 ？從實驗結(jié)果來看，在 F2中：粒色：黃色：3/4粒形：圓形：3/4綠色：1/4皺形：1/4也就是說，在3/4的黃色種子中，應該有 3/4是圓粒的，1/4是皺粒的；在1/4的綠色種子中，應該有 3/4是圓粒的，1/4是皺粒的。反過來也一樣，即在34 的圓粒種子中，應該有 3/4是黃色的，有 1/4是綠色的；在 1/4的皺粒種子中，應該有 3/4 是黃色；1/4 是綠色。因此，兩對性狀結(jié)合起來，在 5

9、56 粒種子中應出現(xiàn)的性狀及比例為黃 色 圓 粒 ： 3 4x3/4 9 16556x9 16313黃 色 皺 粒 ： 3 4xl 43 16556x3 16104綠 色 圓 粒 ： 1 4x3 4 3 16 556x3 16 104綠 色 皺 粒 ： 1 4xl 41 16556xl 1634雜交實驗的結(jié)果也正是如此。在 556 粒種子中，黃色圓粒 315 粒，黃色皺粒101 粒，綠色圓粒 108 粒，綠色皺粒 32 粒，正好接近：916：316：316：116，即：9：3：3：1。孟德爾對上述的自由組合現(xiàn)象是怎樣解釋的呢？請同學們看課本 P31以上數(shù)據(jù)表明至 P32第二自然段結(jié)束。4、孟德

10、爾對自由組合現(xiàn)象進行了解釋孟德爾對自由組合現(xiàn)象進行了解釋，其要點是：（ 1）豌豆的粒色和粒形分別由一對遺傳因子（等位基因）控制，即黃色和綠 色 分 別 由 遺 傳因 子（ 等 位 基 因 ） Y 和 y 控 制 ；圓 粒 和 皺 粒 分 別 由 遺 傳 因 子（ 等位 基 因 ） R 和 r 控 制 。由 于 子 一 代 表 現(xiàn) 為 黃 色 圓 粒 ，說 明 親 本 中 黃 色 相 對 于 綠 色為顯性性狀，圓粒相對于皺粒為顯性性狀。這 樣，兩個親本中，純種黃色圓粒的遺傳因子組成（基因型）為 YYRR；純種綠色皺粒的遺傳因子組成（基因型）為yyrr。（ 2 ）形 成 配 子 時 ，兩 個 親

11、本 YYRR 產(chǎn) 生 的 配 子 為 YR， yyrr產(chǎn) 生 的 配 子 為 yr 。（ 3 ）受 精 后 ，F(xiàn) 的 遺 傳 因 子 組 成（ 基 因 型 ）為 YyRr ，其 表 現(xiàn) 型 為 黃 色 圓 粒 。（ 4）F形成配子時，每對遺傳因子（等位基因）表現(xiàn)為分離。與此同時，在不同對的遺傳因子（非等位基因）之間表現(xiàn)為隨機自由結(jié)合，而且是彼此獨立、互 不 干 擾 的 。 這 樣 ， F 產(chǎn) 生 的 雌 雄 配 子 各 有 4 種 ， 即 YR、 Yr 、 yR、 yr ， 其 比 例為 1 ： l ： l ： 1。關(guān)于雜種 F產(chǎn)生配子的種類和比例是發(fā)生基因自由組合的根本原因，也是這節(jié)課的難點

12、?，F(xiàn)在我們一起來分析 F產(chǎn)生配子的過程。雜 種 F （ YyRr ）在 減數(shù) 分 裂 形 成 配 子 時 ，等 位 基 因 Y 和 y 、 R 和 r 會 隨 著 同源染色體的分離進入不同的配子，而不同對的等位基因之間隨機組合在同一配子中 。F 基 因 型 等 位 基 因 分 離 非 等 位 基 因 之 間 自 由 組 合 YRYryRyr1：1 ：1 ：1由 于 Y 與 R 和 r 組 合 的 幾 率 相 同 ， R 與 Y 和 y 組 合 的 幾 率 也 相 同 ，所 以 4 種配子的數(shù)量相同。（ 5）雜種 F形成配子后，受精作用時雌雄配子的結(jié)合是隨機的，即各種類型的雌雄配子的結(jié)合機會均等

13、。因此，F(xiàn)的配子的結(jié)合方式有 16 種，其中有 9 種基因型、4 種表現(xiàn)型，表現(xiàn)型數(shù)量比接近于 9：3：3：1。5、黃色圓粒豌豆和綠色皺粒豌豆雜交試驗分析圖解學習必備歡迎下載P YYRR X yyrr 配子YRyrFYyRrF基因型1/16 YYRR1/16 yyRR1/16 Yyrr1/16 yyrr2/16 YyRR2/16 yyRr2/16 Yyrr2/16 YYRr4/16 YyRr表現(xiàn)型9/16黃色圓粒3/16綠色圓粒3/16黃色皺粒1/16綠色皺粒孟德爾在完成了對豌豆一對相對性狀的研究以后，沒有滿足已經(jīng)取得的成績，而是進一步探索兩對相對性狀的遺傳規(guī)律，揭示出了遺傳的第二個規(guī)律基因的

14、自由組合定律。在揭示這一規(guī)律時，他不僅很準確地把握住了兩對相對性狀的顯隱性特點，進行了雜交試驗；并在產(chǎn)生 F后，對 F進行自交，分析出因為在（減數(shù)分裂）形成配子時，各產(chǎn)生了 4 種雌雄配子。由于雌雄配子的自由組合，才在 F中出現(xiàn)了新組合性狀這一規(guī)律。五、形成性評價1 、用 結(jié) 白 色 扁 形 果 實（ 基 因 型 是 WwDd）的 南 瓜 植 株 自 交 ，是 否 能 夠 培 養(yǎng) 出只有一種顯性性狀的南瓜？你能推算出具有一種顯性性狀南瓜的概率是多少？2、具有兩對相對性狀的純種個體雜交，按照基因的自由組合定律，F(xiàn)出現(xiàn)的性狀中：1）能夠穩(wěn)定遺傳的個體數(shù)占總數(shù)的 。2）與 F性狀不同的個體數(shù)占總數(shù)的

15、 。六、板書第二節(jié)基因的自由組合定律（一）兩對相對性狀的遺傳試驗1 、 純 種 黃色圓粒豌豆和純種綠色皺粒豌豆的雜交試驗2、兩對相對性狀的遺傳試驗的主要特點（ 1）F均為黃色圓粒，為顯性性狀；（ 2）F2有四種表現(xiàn)型，這四種表現(xiàn)型的數(shù)量比接近 9：3：3：1；（ 3）F2中的綠色圓粒和黃色皺粒是不同相對性狀間的重組新類型；（ 4）正交和反交的結(jié)果相同。（二）對自由組合現(xiàn)象的解釋1、每一對相對性狀的遺傳都符合基因的分離定律2、 兩 對相對性狀的分離是各自獨立的3、不同對的相對性狀之間自由組合4、孟德爾對自由組合現(xiàn)象的解釋5、黃色圓粒豌豆和綠色皺粒豌豆雜交試驗分析圖解P YYRR X yyrr 配

16、子YRyrFYyRrF基因型1/16 YYRR 2/16 YyRR1/16 yyRR 2/16 yyRr1/16 Yyrr 2/16 Yyrr1/16 yyrr2/16 YYRr4/16 YyRr表現(xiàn)型9/16黃色圓粒3/16綠色圓粒3/16黃色皺粒1/16綠色皺粒學習必備歡迎下載第二課時教學過程導入：上節(jié)課我們用實驗和統(tǒng)計學的辦法分析了性狀的自由組合現(xiàn)象。孟德爾為了驗證對自由組合現(xiàn)象的解釋是否正確，又進行了測交試驗。根據(jù)孟德爾的解釋，出現(xiàn)性狀的自由組合主要是由于 F1產(chǎn)生了 4 種雌雄配子。因此，要證明自由組合現(xiàn)象是正確的，就必須證明 F1產(chǎn)生了 4 種配子。（三）對自由組合現(xiàn)象解釋的驗證

17、測交試驗1、目的選用雙隱性的植株與 F1雜交，測出 F1的基因型，從而驗證自由組合現(xiàn)象解釋的正確性。2、理論分析根 據(jù) 孟 德 爾 的 解 釋 ，F(xiàn)1 應 產(chǎn) 生 4 種 配 子 YR、Yr 、yR和 yr ，并且其比例為1 ：1：1 ： 1；雙 隱 性 個 體 只 產(chǎn) 生 一 種 隱 性 （ yr ） 配 子 。 所 以 測 交 結(jié) 果 應 該 產(chǎn) 生 4 種 類型的后代，即黃色圓粒、綠色圓粒、黃色皺粒和綠色皺粒，并且 4 種表現(xiàn)型的數(shù)量 比 應 為 1 ： 1： l ： 1。3、雜交實驗雜種子一代隱性純合YyRryyrrYR Yr yRyryrYyRr Yyrr yyRr yyrr1作母本

18、31272626FF1 作父本242225261： 1：1 ：1測交的結(jié)果是產(chǎn)生了 4 種后代，即黃色圓粒、綠色圓粒、綠色皺粒和黃色皺粒 ， 并 且 它 們 數(shù) 量 基 本 相 同 。 4 種 表 現(xiàn) 型 的 數(shù) 量 比 接 近 1： 1： l ： 1。4、結(jié)論測交時無論是正交還是反交，實驗與分析相符，驗證了對自由組合現(xiàn)象的解釋 是 正確 的 。并 且 證 明 了 F1 的 基 因 型 為 YyRr，既 能 產(chǎn) 生 4 種 雄 配 子 ，又 能 產(chǎn) 生 4 種雌配子，從而證實了 F1在形成配子時，不同對等位基因是自由組合的。（四）基因自由組合定律的實質(zhì)孟德爾的雜交試驗從實踐的角度論證了自由組合

19、定律的存在和規(guī)律?，F(xiàn)在，我們從現(xiàn)代遺傳學的角度去解釋這一規(guī)律。1、基因自由組合定律的實質(zhì)基 因 自 由 組 合 定 律 的 實 質(zhì) 是 ： 位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的。 在細胞減數(shù)分裂形成配子的過程中， 同源染色體上的等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。2、細胞學基礎(chǔ)發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的后期3、核心內(nèi)容同源染色體上的等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。請同學們思考(見幻燈片 5、6) ：（ 1）孟德爾所說的兩對基因是指什么？（ 位 于 1、 2 號 同 源 染 色 體 上 的 Y 和 y 及 位 于 3 、 4 號

20、的 另 一 對 同 源 染 色體 上 的 R 和 r ）（ 2）1 號染色體上的 Y基因的非等位基因是那些基因？（ 3、 4 號 染 色 體 上 的 R 和 r ）（ 3）非同源染色體上的非等位基因在形成配于時的結(jié)合方式是什么？（ 自由組合）學習必備歡迎下載（ 4）這種非同源染色體上的非等位基因自由組合發(fā)生在哪一過程中？（ 發(fā)生在細胞減數(shù)分裂形成配子時）（ 5）基因自由組合定律的實質(zhì)是什么？（ 位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的。在細胞減數(shù)分裂形成配子的過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合）（ 五）基因自由組合定律在實踐中的應用1

21、、在育種中的應用使不同親本的優(yōu)良性狀的基因組合到一個個體內(nèi)，創(chuàng)造出優(yōu)良品種基因的自由組合定律為我們的動、植物育種和醫(yī)學實踐開闊了廣闊的前景，人類可以根據(jù)自己的需求，不斷改良動植物品種，為人類造福。例如：水稻中，有 芒（ A）對 無 芒（ a ）是 顯 性 ，抗 ?。?R）對 不 抗 ?。?r ）是 顯 性 。其 中 ，無 芒 和抗病是人們需要的優(yōu)良性狀?，F(xiàn) 有兩個水稻品種，一個品種無芒、不抗病，另一個品種有芒、抗病。請你想辦法培育出一個無芒、抗病的新品種。根據(jù)自由組合定律，這樣的品種占總數(shù)的 316。我們得到的這種具有雜種優(yōu)勢的品種可以代代遺傳嗎？（不可以，因為其中有 2/16的植株是雜合體，

22、它的下一代會出現(xiàn)性狀分離）那么，如何能得到可以代代遺傳的優(yōu)勢品種？（要想得到可以代代遺傳的優(yōu)勢品種，就必須對所得到的無芒、抗病品種進行自交和育種，淘汰不符合要求的植株，最后得到能夠穩(wěn)定遺傳的無芒、抗病的類 型 ）2、在醫(yī)學和優(yōu)生優(yōu)育中的應用在現(xiàn)代醫(yī)學上，我們也常用基因的自由組合規(guī)律來分析家族遺傳病的發(fā)病規(guī)律。并且推斷出其后代的基因型和表現(xiàn)型以及它們出現(xiàn)的依據(jù)。這 對于遺傳病的預測和診斷以及優(yōu)生、優(yōu)育工作都有現(xiàn)實意義。例如：在一個家庭中，父親是多指患者（由顯性致病基因 P控制），母親的表現(xiàn)型正常，他們婚后卻生了一個手指正常但先天聾啞的孩子（由隱性致病基因d 控 制 ， 基 因 型 為 dd ）

23、， 其 父 母 的 基 因 型 分 別 是 什 么 ？這樣的例子在我們?nèi)粘Ｉ钪惺墙?jīng)常遇到的，那么，我們一起來分析，雙方都未表現(xiàn)出來先天聾啞癥狀的父母，為什么會生出一個先大聾啞的孩子呢？（ 首先，先天聾啞一定是遺傳病，其父母均未表現(xiàn)出來，說明其父母均是隱性 基 因 的 攜 帶 者 。加 之 其 父 親 為 多 指 ，可 以 判 定 其 父 親 的 基 因 型 為 ： PpDd；其 母親 表 現(xiàn) 型 正 常 ， 可 以 判 斷 其 母 的 基 因 型 為 ： ppDd ）根據(jù)上面的分析，其父母可能出現(xiàn)的配子是什么？其子女中可能出現(xiàn)的表現(xiàn)型有幾種？（ 其 母 親 可 能 出 現(xiàn) 的 配 子 類 型

24、 為 ： pD、 pd ， 其 父 親 可 能 出 現(xiàn) 的 配 子 類 型 為PD、 Pd、 pD、 pd 。）他 們 的 后 代 可 能 出 現(xiàn) 的 表 現(xiàn) 型 有 4 種 ：只 患 多 指（ 基 因 型 為PpDD、 PpDd） ， 只 患 先 天 聾 啞 （ 基 因 型 ppdd ） ， 既 患 多 指 又 患 先 天 聾 啞 （ 基 因型 Ppdd ） ， 表 現(xiàn) 型 正 常 （ 基 因 型 ppDD， ppDd ）由上面的例子可以看出，孟德爾發(fā)現(xiàn)的這兩個遺傳規(guī)律對于我們?nèi)祟愓J識自然，了解人類自己有多么重要的意義。尤 其在當前，我們正處于一個新世紀的開始，如何解決好我們國家發(fā)展過程中提

25、高糧食產(chǎn)量，提高人口素質(zhì)，特別是在計劃生育政策下，進行優(yōu)生優(yōu)育等很多問題都有待我們利用我們所學到的遺傳學知識去研究、去解決。在 今后的工作中我們將面臨眾多的課題，這不僅需要我們掌握好現(xiàn)代科學知識，而且，要學習孟德爾的科學精神。（六）孟德爾獲得成功的原因我們都知道，孟德爾并不是進行遺傳學研究的第一人，在孟德爾之前，有不少學者都做過動植物的雜交試驗，試圖發(fā)現(xiàn)這其中的規(guī)律，但都未總結(jié)出規(guī)律來。孟德爾卻以他的科學精神和科學方法發(fā)現(xiàn)了遺傳的兩大規(guī)律。為什么孟德爾會取得這么大的成果呢？我們從中應該得到那些啟示呢？學習必備歡迎下載1、正確地選擇了實驗材料。2、在分析生物性狀時，采用了先從一對相對性狀入手再循序漸進的方法（由單一因素到多因素的研究方法）。3、在實驗中注意對不同世代的不同性狀進行記載和分析，并運用了統(tǒng)計學的方法處理試驗結(jié)果。4、 科學設計了試驗程序。孟德爾試驗的成功給了我們以很大的啟示，即進行科學實驗必須具備的幾點精 神 ：1、科學的工作態(tài)度和方法：采取循序漸進的方法，由簡單到復雜；并注意觀察試驗現(xiàn)象，不放過任何一個試驗現(xiàn)象。2、運用先進的科學成果，如孟德爾首先將統(tǒng)計學的方法用于生物實驗的分析 。3、科學地選擇試驗的材料。4、有一整套的科