基因分離定律教學(xué)設(shè)計.doc

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《基因的分離定律》教學(xué)設(shè)計 【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及其解釋和驗證。 　　1.2理解并應(yīng)用基因的分離定律及在實踐上的應(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通過分離定律到實踐的應(yīng)用，從遺傳現(xiàn)象上升為對分離定律的認識，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：試驗結(jié)果——假說——試驗驗證——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)，進行了整整8年的研究試驗，通過科學(xué)家的事跡，對學(xué)生進行熱愛科學(xué)、獻身科學(xué)的教育。 　　3.2通過分離定律在實踐中的應(yīng)用，對學(xué)生進行科學(xué)價值觀的教育。 【教學(xué)重點、難點、疑點及解決辦法】 1．教學(xué)重點： 　　基因分離定律的實質(zhì)。 2．教學(xué)難點： 　　對分離現(xiàn)象的解釋。 3．教學(xué)疑點： 　　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，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：雜交實驗法。此方法是研究遺傳規(guī)律的基本方法。 　　什么是雜交試驗法？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，發(fā)育成胚直到豌豆種子。 　　孟德爾選用的實驗材料——豌豆。自花傳粉，也是閉花受粉。試驗結(jié)果可靠又易于分析，這是他研究的特點，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。此概念有三個要點： 　　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要點：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 （1）試驗過程 　　教師活動：出示一對相對性狀的遺傳試驗圖，對著圖講述試驗過程，注意如下幾個概念： 　　顯性性狀和隱性性狀：在雜交實驗中，把雜種子一代中顯現(xiàn)出來那個親本的性狀，叫做顯性性狀，如高莖；把未顯現(xiàn)出來的那個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：①試驗材料——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運用數(shù)學(xué)方法——統(tǒng)計學(xué)方法 （2）試驗結(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。在生殖細胞中，控制性狀的基因成單存在，因為核基因位于染色體上，減數(shù)分裂時，同源染色體分離，導(dǎo)致生殖細胞染色體數(shù)目減半。因此，純種高莖豌豆的配子只含有一個顯性基因D，純種矮莖豌豆的配子只含有一個隱性基因d。受精時，雌雄配子結(jié)合，合子中的基因又恢復(fù)成對，即 體細胞為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（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獨立存在，它們要隨著同源染色體的分離而分開，分別進入不同的配子。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，雌雄配子隨機結(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)、擴展 　　孟德爾的研究方法是雜交試驗法，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，分別進入兩個配子中。 　　孟德爾也做了豌豆子葉黃色和綠色等其余六對雜交試驗， 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的全過程和試驗結(jié)果。 (二) 　　教師活動：孟德爾對相對性狀遺傳試驗的試驗結(jié)果是什么？如何解釋試驗的結(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，并用自己的思想做出解釋。這種解釋沒有試驗驗證前叫做假說。那么，孟德爾的解釋究竟正不正確，還要經(jīng)試驗驗證。 　　3．測交——對分離現(xiàn)象解釋的驗證 　　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，不能說是錯的。 　　高莖：矮莖 （預(yù)期結(jié)果） 　　在一般處理時，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)田進行豌豆雜交試驗，得到高莖：矮莖=30：34，接近1：1。預(yù)期結(jié)果和實踐結(jié)果是一致的。測交證實 是雜合體，實踐是檢驗真理的惟一標(biāo)準(zhǔn)。因此，孟德爾的解釋（假說）應(yīng)上升為真理。 　　顯示：試驗結(jié)果→假說→試驗驗證→驗證結(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，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。 　　此概念有兩個要點： 　　①位于一對同源染色體同一位置上； 　　②控制著相對性狀的基因，如右圖，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。 　　教師強調(diào)，基因分離定律的實質(zhì)是：在雜合子（ ）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，分別進入到兩個配子中，獨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)型相同的個體，基因型不一定相同?；蛐拖嗤膫€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)、擴展 　　分離定律是指雜合子在進行減數(shù)分裂時，等位基因隨著同源染色體的分開而分離，分別進入兩個配子中，獨立地隨著配子遺傳給后代。 　　孟德爾揭示的分離定律具有劃時代的意義，是對融合遺傳的否定。當(dāng)時流傳很廣的融會遺傳認為雙親遺傳物質(zhì)在下一代發(fā)生融合（“混血兒”一說即是一例）。而孟德爾強調(diào)雜合體內(nèi)等位基因互不融合或混雜，保持相對獨立性，在形成配子時還要分離，分別進入兩個配子中。 　　擴展應(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結(jié)果，都與此不相符。只有從第二組雜交試驗來看，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。 　　第三個組合為測交試驗（遺傳圖解：略）。 第三課時 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的試驗過程及時分離現(xiàn)象的解釋。 　　（2）基因分離定律的實質(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質(zhì)，奠定了遺傳學(xué)的基礎(chǔ)?；虻姆蛛x定律在實踐中也具有重要的指導(dǎo)意義。 　　6．基因分離定律在實踐中的應(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，其中隱性性狀個體能穩(wěn)定遺傳。顯性性狀中的部分個體在下一代出現(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。因為 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，生了一個患白化病的孩子。如果他們再生一個孩子，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： 　?、傧葘懗鲭[性性狀的基因型，白化患兒必定是aa。 　?、谡８改副厥呛幸粋€正?；駻，父母的基因型可暫表示為A 。 　?、刍蛐蜑閍a的白化病小孩，是由受精卵發(fā)育而來的，必定一個a來自卵細胞，一個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，父母基因型就可表示為Aa。（如圖，見下頁） 　　（抽兩個同學(xué)上黑板解答此遺傳題。） 　　講評： 　?、僭谶z傳學(xué)上，含有一個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。 計算概率的方法： 　　a．用精典公式計算：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，代入概率計算式可得3／4、1／40。 　　b．用配子的概率計算：先計算出親本產(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）個雜交組合來看，因為子代有白毛豚鼠，基因為bb，它們是由精子和卵細胞受精后發(fā)育而成的，所以雙親中必有一個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，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?；虻姆蛛x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為比較抽象和與學(xué)生的生活實際距離較遠，是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點和重點，怎樣才能很好地理解和應(yīng)用這兩大定律，解決生產(chǎn)實踐中的一些實際問題，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。