1.2孟德爾的豌豆雜交實驗(二)（教學設(shè)計）高一生物（人教版2019必修2）

第1章遺傳因子的發(fā)現(xiàn)

第2節(jié)孟德爾的雜交實驗(二)年級高一年級授課時間2課時課題第1節(jié)孟德爾的雜交實驗(二)教材分析在教學內(nèi)容的安排上，本節(jié)與第1節(jié)相同，同樣按照科學發(fā)現(xiàn)過程的順序來構(gòu)建框架體系，并按照孟德爾的實驗過程，從現(xiàn)象到本質(zhì)，層層深入地呈現(xiàn)了假說——演繹法的研究思路，再總結(jié)自由組合定律。在呈現(xiàn)方式上，教材突出了科學方法的教育,讓學生在親歷科學家的探索過程中獲取科學知識，領(lǐng)悟科學方法。本節(jié)十分注重前后內(nèi)容之間的聯(lián)系。注重對科學方法的學習和科學精神的滲透。在分析兩對相對性狀的遺傳時，引導學生從一對相對性狀入手,逐步分析每一對相對性狀的遺傳是否遵循分離定律,為兩對相對性狀的自由組合現(xiàn)象奠定基礎(chǔ)。分析孟德爾獲得成功的原因需基于兩節(jié)內(nèi)容進行，整章教材是從“學習——實踐——創(chuàng)新"的思路介紹孟德爾的生平和雜交實驗的。在兩節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，引導學生運用遺傳規(guī)律解釋或預測一些遺傳現(xiàn)象，更好地體現(xiàn)生物學知識在生產(chǎn)生活中的應用，讓學生在真實的問題情境中，靈活運用孟德爾遺傳規(guī)律分析和解決實際問題，提升能力和社會責任。教學目標1.闡明自由組合定律，并能運用自由組合定律解釋或預測一些遺傳現(xiàn)象。2.通過對孟德爾兩對相對性狀雜交實驗的分析，培養(yǎng)歸納與演繹的科學思維，進步體會假說——演繹法。3.通過分析孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律的原因，體會孟德爾的成功經(jīng)驗，認同政于質(zhì)疑、男于創(chuàng)新、探索求真的科學精神。4.說出基因型、表型和等位基因的含義。教學重、難點1.教學重點(1)兩對相對性狀雜交實驗的分析，自由組合定律。(2)孟德爾獲得成功的原因。2.教學難點(1)對自由組合現(xiàn)象的解釋。(2)運用遺傳規(guī)律解釋或預測一些遺傳現(xiàn)象。教學過程第1課時教學內(nèi)容教師活動學生活動引入新課【情境導入】引導學生回顧分離定律內(nèi)容，運用分離定律畫出黃色豌豆和綠色豌豆雜交的遺傳圖解孟德爾觀察花園里的豌豆植株，發(fā)現(xiàn)就子葉顏色和種子形狀來看，包括兩種類型:一種是黃色圓粒的，一種是綠色粒的。為什么院子里只要是黃色豌豆都是飽滿的圓粒，只要是綠色豌豆都是干癟的皺粒?展示教材中的“問題探討”。提出問題:1.決定子葉顏色的遺傳因子對決定種子形狀的遺傳因子會不會有影響呢?2.黃色的豌豆一定是飽滿的、綠色的豌豆一定是皺粒的嗎?以小組為單位，畫出黃色和綠色雜交的遺傳圖解。依據(jù)分離定律，嘗試猜測黃色圓粒和綠色皺粒豌豆的雜交后代可能出現(xiàn)的性狀組合。兩對相對性狀的雜交實驗【實驗過程】展示孟德爾兩對相對性狀雜交實驗的過程及結(jié)果?！痉治鲇懻摗吭O(shè)疑：(1)為什么要對親本進行正交與反交實驗？正交反交結(jié)果如何？(2)親本結(jié)出的種子是第幾代？表現(xiàn)出什么性狀？說明什么性狀是顯性性狀，什么性狀是隱性性狀？(3)F2中出現(xiàn)了親本所沒有的性狀組合是什么？(4)為什么會出現(xiàn)新的性狀組合呢，它們之間有什么數(shù)量關(guān)系？(5)這與一對相對性狀雜交實驗中F2的3:1的數(shù)量比有聯(lián)系嗎?指導學生小組討論、交流，建構(gòu)重要概念。對每一對相對性狀單獨進行分析,發(fā)現(xiàn)：每一對相對性狀的遺傳都遵循分離定律。控制兩對相對性狀的遺傳因子的遺傳互不干擾。圖示不同性狀之間發(fā)生了新的組合【拓展延伸】補充F2出現(xiàn)9∶3∶3∶1的條件。思考：是否控制兩對相對性狀的遺傳因子也發(fā)生了組合呢?結(jié)合遺傳圖解和問題，小組進行討論，并進行交流。對自由組合現(xiàn)象的解釋啟發(fā)學生回顧“生物的性狀是由遺傳因子決定的”，引導學生作出假設(shè)。根據(jù)假設(shè)將孟德爾兩對相對性狀雜交形成子一代的實驗繪出遺傳圖解。設(shè)疑:1.要得到遺傳因子組成為YyRr的黃色圓粒豌豆，親代除黃色圓粒和綠色皺粒外，還可以有哪些類型?2.F1中黃色圓粒(YyRr)形成哪些類型的配子，F(xiàn)2中才能出現(xiàn)性狀的重組?鼓勵并引導學生結(jié)合孟德爾先前的研究思路和方法，大膽預測F1能產(chǎn)生4種等量的配子。并指導學生寫出四種配子及比例：F1產(chǎn)生4種類型的配子YR、Yr、yR、yr=1∶1∶1∶1。根據(jù)假設(shè)受精時雌雄配子的結(jié)合是隨機的，組織學生用棋盤法寫出F2的遺傳因子組成。思考：雌雄配子的結(jié)合方式有幾種？遺傳因子組合形式有幾種？引導學生根據(jù)F2的遺傳因子組成分析F2中表型的類型及比例。統(tǒng)計F2中遺傳因子的類型及比例。歸納F2中各種性狀表現(xiàn)對應的遺傳因子組成類型及比例。思考問題，對性狀與遺傳因子的關(guān)系作出假設(shè)，以小組為單位，繪出遺傳圖解。初步學習利用棋盤法寫出子代。思考問題，并歸納F2中各種性狀表現(xiàn)對應的遺傳因子組成類型及比例。正誤判斷典例分析【正誤判斷】1.純合黃色圓粒豌豆和綠色皺粒豌豆雜交，F(xiàn)2中的性狀分離比接近于9∶3∶3∶1（√）2.兩對相對性狀的雜交實驗中，F(xiàn)1產(chǎn)生配子時，成對的遺傳因子可以自由組合（×）3.兩對相對性狀的雜交實驗中，F(xiàn)1能產(chǎn)生YR、Yr、yR、yr4種類型的配子（√）4.兩對相對性狀的雜交實驗中，受精時，F(xiàn)1雌雄配子的組合方式有9種（×）5.兩對相對性狀的雜交實驗中，F(xiàn)2的遺傳因子組成有4種，比例為9∶3∶3∶1（×）【典例分析】[典例1]豌豆的圓粒對皺粒為顯性，受一對遺傳因子R和r控制，種皮黃色對綠色為顯性，受另一對遺傳因子Y和y控制。現(xiàn)讓純種的黃色圓粒豌豆與純種的綠色皺粒豌豆雜交，得到F1，再讓F1自交，F(xiàn)2出現(xiàn)了9∶3∶3∶1的性狀分離比。下列相關(guān)敘述錯誤的是（D）A.F1全表現(xiàn)為黃色圓粒 B.F2中黃色圓粒所占的比例為9/16C.F2中綠色皺粒所占的比例為1/16 D.F2中重組類型所占的比例為5/8深化探究結(jié)合兩對相對性狀雜交遺傳圖解，進一步組織學生分組討論、分析孟德爾兩對相對性狀的雜交實驗1.F2的重組性狀和親本性狀分別有哪些？它們在F2中的比例分別是多少？【答案】重組性狀為黃色皺粒和綠色圓粒，在F2中的比例均為3/16。親本性狀為黃色圓粒和綠色皺粒，其中黃色圓粒在F2中的比例為9/16，而綠色皺粒在F2中的比例為1/16。2.將親本(P)改為：純種黃色皺?！良兎N綠色圓粒。探究以下問題：(1)此時F1的性狀為_黃色圓粒_。(2)F2性狀分離比：_9∶3∶3∶1__。(3)F2中重組類型和所占比例與教材的結(jié)果相同嗎？【答案】不相同。親本改變后F2的重組類型變?yōu)辄S色圓粒和綠色皺粒，比例分別為9/16和1/16，此時重組類型共占5/8。而親本類型為黃色皺粒和綠色圓粒，兩者均占F2的3/16，因此親本類型共占3/8。對自由組合現(xiàn)象的驗證結(jié)合上述問題，組織學生探討:提出的假說是否能合理地解釋兩對相對性狀的自由組合現(xiàn)象?借鑒分離定律的驗證方法，設(shè)計測交實驗方案，讓雜種子一代(YyRr)與隱性純合子(yyr)雜交。依據(jù)孟德爾提出的假說，演繹推理出測交實驗的結(jié)果。展示孟德爾測交實驗結(jié)果的統(tǒng)計表格。與預測結(jié)果進行對比，從而驗證了孟德爾的假說是成立的。通過測交實驗的結(jié)果可證實：①F1產(chǎn)生4種類型且比例為1∶1∶1∶1的配子。②F1在產(chǎn)生配子時，每對遺傳因子彼此分離，不同對的遺傳因子可以自由組合。設(shè)計測交實驗方案，并預測實驗結(jié)果。思考分析，得出結(jié)論:孟德爾通過嚴謹?shù)臏y交實驗證明了假說是正確的。正誤判斷典例分析【正誤判斷】6.測交實驗必須有隱性純合子參與(√)7.測交實驗結(jié)果只能證實F1產(chǎn)生配子的種類，不能證明不同配子間的比例(×)8.多對相對性狀遺傳時，控制不同性狀的遺傳因子先彼此分離，然后控制相同性狀的遺傳因子再自由組合(×)9.孟德爾在以豌豆為材料所做的實驗中，通過雜交實驗發(fā)現(xiàn)問題，然后提出假設(shè)進行解釋，再通過測交實驗進行驗證(√)10.遺傳因子的自由組合發(fā)生在雌雄配子隨機結(jié)合過程中(×)【典例分析】[典例2]孟德爾利用假說—演繹法發(fā)現(xiàn)了遺傳的兩大定律。其中，在研究遺傳因子的自由組合現(xiàn)象時，針對發(fā)現(xiàn)的問題提出的假設(shè)是(D)A．F1產(chǎn)生數(shù)目、種類相等的雌雄配子，且結(jié)合幾率相等B．F1測交將產(chǎn)生四種不同性狀的后代，比例為1∶1∶1∶1C．F1為顯性性狀，F(xiàn)1自交產(chǎn)生四種性狀表現(xiàn)不同的后代，比例為9∶3∶3∶1D．F1形成配子時，每對遺傳因子彼此分離，不同對的遺傳因子自由組合，F(xiàn)1產(chǎn)生四種比例相等的配子深化探究結(jié)合孟德爾測交實驗過程分析以下問題：3．測交后代的遺傳因子組成取決于哪個親代個體？為什么？【答案】取決于雜種子一代，因為隱性純合子的綠色皺粒豌豆只產(chǎn)生一種配子。4.兩親本雜交，后代性狀出現(xiàn)了1∶1∶1∶1的比例，能否確定兩親本的遺傳因子組成就是YyRr和yyrr？試舉例說明?！敬鸢浮坎灰欢?。Yyrr和yyRr雜交，后代性狀也會出現(xiàn)1∶1∶1∶1的比例。自由組合定律通過以上學習，請學生參照分離定律的表述，總結(jié)出兩對相對性狀的遺傳規(guī)律。引導學生進一步分析出：發(fā)生時間:在形成配子時。實質(zhì):在形成配子時,決定同一性狀的成對的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。圖解最能體現(xiàn)自由組合定律實質(zhì)的是配子形成:共同歸納總結(jié)自由組合定律的內(nèi)容，理解自由組合定律的實質(zhì)。熱圖分析下圖中哪些過程可以體現(xiàn)分離定律的實質(zhì)？哪些過程體現(xiàn)了自由組合定律的實質(zhì)？①②④⑤體現(xiàn)分離定律的實質(zhì)④⑤體現(xiàn)了自由組合定律的實質(zhì)典例分析[典例3]基因A、a和基因B、b的遺傳遵循自由組合定律。一個親本與aabb測交，子代基因型為AaBb和Aabb，分離比為1∶1，則這個親本基因型為（A）A.AABbB.AaBbC.AAbb D.AaBB學習小結(jié)習題鞏固1.遺傳因子組成為AaBb（兩對基因獨立遺傳）的個體，正常情況下產(chǎn)生的配子遺傳因子組成不可能為（）

A.AB B.AbC.Aa D.ab【答案】C【解析】根據(jù)孟德爾的遺傳規(guī)律可知，正常情況下配子中控制同一性狀的遺傳因子不會成對存在。2.已知玉米子粒黃色對紅色為顯性，非甜對甜為顯性。純合的黃色非甜玉米與紅色甜玉米雜交得F1，F(xiàn)1自交或測交，預期結(jié)果錯誤的是（A）

A.自交結(jié)果中黃色甜與紅色非甜比例為9∶1

B.自交結(jié)果中黃色與紅色比例為3∶1，非甜與甜比例為3∶1

C.測交結(jié)果是紅色甜∶黃色非甜∶紅色非甜∶黃色甜＝1∶1∶1∶1

D.測交結(jié)果中紅色與黃色比例為1∶1，甜與非甜比例為1∶1【答案】A【解析】F1自交的結(jié)果是黃色非甜∶黃色甜∶紅色非甜∶紅色甜＝9∶3∶3∶1，所以黃色甜和紅色非甜分別占3/16和3/16，比例為1∶1。板書設(shè)計第1節(jié)孟德爾的雜交實驗(二)一、兩對相對性狀的雜交實驗二、對自由組合現(xiàn)象的解釋和驗證1.F1產(chǎn)生4種類型的配子YR、Yr、yR、yr=1∶1∶1∶12.驗證方法：測交三、自由組合內(nèi)容1.發(fā)生時間:在形成配子時2.實質(zhì):在形成配子時,決定同一性狀的成對的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合教學過程第2課時教學內(nèi)容教師活動學生活動引入新課課前布置學生查閱有關(guān)資料，展示部分搜集的資料，了解在孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律之前，一些研究雜交育種的專家對雜種后代中出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象雖早已熟知，但是人們并沒有對實驗數(shù)據(jù)做深入的統(tǒng)計學分析。孟德爾對雜交實驗的研究也不是一帆風順的。他曾花了幾年時間研究山柳菊，結(jié)果卻并不理想。展示山柳菊的背景，了解它的結(jié)構(gòu)，從而引入選擇豌豆作為實驗材料是成功的關(guān)鍵。展示搜集的資料，了解孟德爾對雜交實驗的研究過程。孟德爾實驗方法的啟示【思考討論】回顧孟德爾的實驗過程，組織學生閱讀教材P12有關(guān)內(nèi)容，展示教材思考討論，分析孟德爾獲得成功的原因。孟德爾之所以能獲得成功，主要體現(xiàn)在自身素養(yǎng)、選材方面、邏輯方法、程序設(shè)計、數(shù)學方法方面。通過分析讓學生認同科學研究過程中科學思維與科學方法的重要性，認同孟德爾敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新、探索求真的科學精神。閱讀教材，結(jié)合補充資料，小組內(nèi)討論交流。孟德爾遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)孟德爾憑借智慧和堅持,在有限的條件下一粒粒、一株株地“數(shù)出”遺傳規(guī)律，作出了超越自己所處時代的發(fā)現(xiàn)。但是這一重要成果卻沉寂了30多年，這在當時為什么沒有引起人們的重視?補充資料說明沒有引起人們的重視的主要原因。孟德爾運用假說——演繹的科學研究方法和數(shù)學統(tǒng)計方法，這在當時既是超越前人的創(chuàng)新，也是許多科學家所無法理解和接受的。當時，達爾文的生物進化論引起了科學界的重大關(guān)注，也是原因之一。并補充重新發(fā)現(xiàn)孟德爾遺傳規(guī)律的三位科學家的有關(guān)工作資料。【構(gòu)建概念】舉例說明以下概念，引導學生建構(gòu)有關(guān)概念,為后續(xù)學習奠定基礎(chǔ)。1.遺傳因子與基因的名詞;2.等位基因與相對性狀的關(guān)系;3.表型與基因型的區(qū)分。隨著孟德爾遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)，基因的本質(zhì)和作用原理成為遺傳學研究的中心問題，這些問題的研究為生物技術(shù)的興起奠定了理論基礎(chǔ)。使認同孟德爾被后人公認為“遺傳學之父”?！舅季S拓展】引導學生畫出基因與性狀的概念圖。傾聽了解有關(guān)史實。結(jié)合具體實例。構(gòu)建知識概念圖。深化探究分析生物的表型和基因型之間的關(guān)系?，F(xiàn)有甲、乙兩株高莖豌豆，分別對它們做了以下實驗，據(jù)此分析生物的表型和基因型之間的關(guān)系：1．在適宜的田地里分別種植兩株豌豆，讓它們自然受粉，種子收獲后再分別種植，發(fā)現(xiàn)甲的后代都是高莖，乙的后代有高莖也有矮莖，如果用D、d表示等位基因，甲、乙的基因型是否相同？不相同。甲的基因型是DD，乙的基因型是Dd。2．將甲后代的高莖豌豆種子種植在土壤貧瘠、缺水少肥的田里，結(jié)果都表現(xiàn)為植株矮小，是它們的基因型發(fā)生了改變嗎？不是。是受環(huán)境的影響。3．綜上分析，基因型和表型二者之間的關(guān)系是怎樣的？表型是基因型和環(huán)境共同作用的結(jié)果。孟德爾遺傳規(guī)律的應用孟德爾的成功源于其對過去的反思，而其成功的意義是對未來的改造。分離定律和自由組合定律在生物的遺傳中具有普遍性。掌握這些定律不僅有助于人們正確地解釋生物界普遍存在的遺傳現(xiàn)象，還能夠預測雜交后代的類型和它們出現(xiàn)的概率，這在動植物育種和醫(yī)學實踐等方面都具有重要意義。情境1:教材中小麥育種實例假如你是一位育種工作者，你用什么方法把兩個品種的優(yōu)良性狀組合在一起?雜交育種引導學生以豌豆雜交實驗的遺傳圖解為模板，將設(shè)想用遺傳圖解表示出來。展示學生繪制的圖解，發(fā)現(xiàn)問題，共同修正，規(guī)范書寫過程。思考：雜交育種選育為什么從F2開始？因為從F2開始發(fā)生性狀分離。在某一子代最先得到所需性狀后，就可以將其種子直接賣給農(nóng)民作為良種嗎？為什么？不能。因為這時得到的種子不一定是純合子。結(jié)合育種過程，分析雜交育種的優(yōu)缺點。引導學生明確育種的目標是將優(yōu)良性狀進行組合，本質(zhì)上需要對不同的基因進行組合?！舅季S拓展】如果培育隱性純合的新品種，比如用基因型為AAbb和aaBB的親本，培育出aabb的優(yōu)良品種，是否需要連續(xù)自交？不需要，因為隱性性狀一旦出現(xiàn)即為純合子。培育細菌新品種時，能否用雜交育種的方法？不能，雜交育種只適用于進行有性生殖的生物且相關(guān)基因遵循細胞核的遺傳規(guī)律，細菌是原核生物，不能進行有性生殖。情境2:醫(yī)學實踐中的應用實例1：假如你是一位遺傳咨詢師，一對健康的夫婦前來咨詢。這對健康夫婦曾生了一個患有白化病的兒子，白化病是由顯性還是隱性基因控制的?他們再生一個孩子一定會患白化病嗎?患病概率是多少?隱性不一定1/4實例2：多指是一種由顯性基因（A）控制的遺傳病。父親多指，母親正常，他們生了一個女兒手指正常，再生一個孩子是患病的概率。3/4感受育種工作者的艱辛和獲得成功的喜悅。嘗試繪制育種的遺傳圖解。交流、完善育種方案。思考討論有關(guān)問題。繪制遺傳圖解，進行分析推理。正誤判斷典例分析【正誤判斷】1.孟德爾把數(shù)學方法引入生物學的研究，是超越前人的創(chuàng)新（√）2.選擇豌豆作為實驗材料是孟德爾成功的首要條件（√）3.孟德爾提出了遺傳因子、基因型和表型的概念（×）4.表型相同的生物，基因型一定相同（×）5.雜交育種不需要篩選就可獲得優(yōu)良品種。（×）6.根據(jù)孟德爾遺傳規(guī)律可以推斷遺傳病患病概率。（√）【典例分析】[典例1]小麥抗銹病對易染銹病為顯性，人們在育種過程中需要鑒別和保留純合的抗銹病小麥?，F(xiàn)有Ⅰ、Ⅱ兩種抗銹病的小麥，鑒別其是否純合的最簡便易行的方法是（D）A.Ⅰ×ⅡB.Ⅰ×Ⅱ→F1，F(xiàn)1再自交C.Ⅰ、Ⅱ分別和易染銹病植株測交D.Ⅰ、Ⅱ分別自交思維拓展列表說明子代表型比與親代基因型的關(guān)系：引導學生結(jié)合實例，應用分離定律解決多對相對性狀的自由組合問題。一般思路：在獨立遺傳的情況下，將多對等位基因的自由組合分解為若干個分離定律，運用乘法進行組合。正推型：已知親本的基因型推測子代的基因型、表型及比例。逆推型：根據(jù)子代表型分離