浙科高二孟德尔自由组合定律教学设计.docx

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1、浙科高二孟德尔自由组合定律教学设计二、基因的自由组合定律 一、前期分析 教材分析 本节课选自选自浙科版高中生物必修二第二章第二节，主要内容包括自由组合定律和双因子杂交实验。这是在学生之前学习了分离定律的基础上，对染色体行为进行的进一步探究，也为接下来要学习的染色体与遗传提供了必要的知识储备。因此，本节的学习内容在教材中处于承上启下的地位。 学习者分析 本节课的授课对象是高二学生，从知识起点上来看，他们之前学习分离定律时已经对染色体行为有了一定的了解，但对于他们怎么组合却不了解。从认知起点上来看，他们已经具备了一定的理性思维能力和逻辑分析能力，对事物探究的好奇心强，但往往具有一定的盲目性。因此教

2、师在教学过程中要充分利用学生这一心理特点，运用多种教学手段组织开展教学活动，充分发挥学生的主体地位，帮助学生在构建新知的同时，发展学生的科学探究能力。 二、教学目标 知识目标 1、说出孟德尔两对相对性状的杂交试验。 2、概述基因的自由组合定律及其在实践中的应用，解释对自由组合现象。 3、说明基因的自由组合定律的实质。 能力目标 1通过配子形成与减数分裂的联系，提高知识迁移能力。 2通过自由组合定律在实践中的应用及有关习题训练，掌握应用自由组合定律解遗传题的技能、技巧。 情感目标 1通过孟德尔豌豆杂交试验所揭示的基因自由组合定律的学习，养成实事求是、不断探索新知识的科学态度 三、教学重难点 重点

3、 1对自由组合现象的解释。 2基因的自由组合定律的实质。 难点 1对自由组合现象的解释。 2.基因的自由组合定律及其在实践中的应用 四、教学过程 上一节课我们学习了基因的分离定律。下面我们来复习一下： 1、基因分离定律的实质是什么？ 2、分析孟德尔的另外两个一对相对性状的遗传试验 豌豆粒色试验 豌豆粒形试验 P 黄色X绿色 P 圆形X皱形 F1 黄色 F1 圆形 F2 F2 这节课我们在学习了基因的分离定律的基础上，来学习基因的自由组合定律。首先我们来了解孟德尔的两对相对性状的遗传试验。 两对相对性状的遗传试验 孟德尔的基因分离定律是在完成了对豌豆的一对相对性状的研究后得出的。那么，豌豆的相对

4、性状很多，如果同一植株有两对或两对以上的纯合亲本性状，如：豌豆的黄色相对于绿色为显性性状，圆粒相对于皱粒为显性性状。我们将同时具有黄色、圆粒两种性状的纯亲本植株和具有绿色、皱粒两种性状的纯亲本植株放到一起来研究它们杂交情况的话，会出现什么样的现象呢？它是否还符合基因的分离规律呢？于是，孟德尔就又做了一个有趣的试验，试验的过程是这样的。 1、纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆的杂交试验 P 黄色圆粒 X 绿色皱粒 F1 黄色圆粒 F 黄色圆粒 ：绿色圆粒 ：黄色皱粒 ：绿色皱粒 315粒 ：108粒 ： 101粒 ：32粒 9 ： 3 ： 3 ： 1 孟德尔选用了豌豆的粒色和粒形这样两个性状来进

5、行杂交，即纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆做亲本进行杂交。无论是正交还是反交，结出的种子都是黄色圆粒的。以后，孟德尔又让F植株进行自交。产生的F2中，不仅出现了亲代原有的性状黄色圆粒和绿色皱粒，还产生了新组合的性状绿色圆粒和黄色皱粒。在所结的556粒种子中，有黄色圆粒的315粒、绿色圆粒的108粒、黄色皱粒的101粒、绿色皱粒32粒。四种表现型的数量比接近9：3：3：1。 2、两对相对性状的遗传试验的主要特点 F均为黄色圆粒，为显性性状； F2有四种表现型，这四种表现型的数量比接近9：3：3：1； F2中的绿色圆粒和黄色皱粒是不同相对性状间的重组新类型； 正交和反交的结果相同。 对自由组合现

6、象的解释 为什么会出现以上这样的结果呢？这一试验结果又是否符合基因的分离定律呢？ 我们首先从一对性状入手，看看试验结果是否符合基因的分离定律。 1、每一对相对性状的遗传都符合基因的分离定律 粒色：黄色 315101416 绿色 108 32140 黄色 ：绿色 = 416 ：140， 接近于3：1 粒形：圆粒 315108423 皱粒 101 32133 圆粒 ：皱粒 = 423 ：133， 接近于3：1 由此可见，从一对相对性状的角度去衡量这一试验是符合基因的分离定律的。 2、两对相对性状的分离是各自独立的 两对相对性状在共同的遗传过程中性状分离和等位基因的分离是互不干扰、各自独立的，是随机

7、的。 那么，新组合的性状又是如何产生的呢？ 通过对上述遗传试验的分析，在F2不仅出现了与亲本性状相同的后代，而且出现了两个新组合的性状即黄色皱粒和绿色圆粒，并且这两对相对性状的分离比接近3：1。这表明在F形成配子后，配子在组合上发生了自由配对的现象。 3、不同对的相对性状之间自由组合 由于一对性状的分离是随机的、独立的，那么，两对性状在遗传的过程中必然会发生随机组合。如果我们利用概率计算的原理进行计算，能得到怎样的结果呢？ 从实验结果来看，在F2中： 粒色：黄色：3/4 粒形：圆形：3/4 绿色：1/4 皱形：1/4 也就是说，在3/4的黄色种子中，应该有3/4是圆粒的，1/4是皱粒的；在1/

8、4的绿色种子中，应该有3/4是圆粒的，1/4是皱粒的。反过来也一样，即在34的圆粒种子中，应该有3/4是黄色的，有1/4是绿色的；在1/4的皱粒种子中，应该有3/4是黄色；1/4是绿色。 因此，两对性状结合起来，在556粒种子中应出现的性状及比例为 黄色圆粒：34x3/4916 556x916313 黄色皱粒：34xl4316 556x316104 绿色圆粒：14x34316 556x316104 绿色皱粒：14xl4116 556xl1634 杂交实验的结果也正是如此。在556粒种子中，黄色圆粒315粒，黄色皱粒101粒，绿色圆粒108粒，绿色皱粒32粒，正好接近：916：316：316：1

9、16，即：9：3：3：1。 孟德尔对上述的自由组合现象是怎样解释的呢？请同学们看课本P31以上数据表明至P32第二自然段结束。 4、孟德尔对自由组合现象进行了解释 孟德尔对自由组合现象进行了解释，其要点是： 豌豆的粒色和粒形分别由一对遗传因子控制，即黄色和绿色分别由遗传因子Y和y控制；圆粒和皱粒分别由遗传因子R和r控制。由于子一代表现为黄色圆粒，说明亲本中黄色相对于绿色为显性性状，圆粒相对于皱粒为显性性状。这样，两个亲本中，纯种黄色圆粒的遗传因子组成为YYRR；纯种绿色皱粒的遗传因子组成为yyrr。 形成配子时，两个亲本YYRR产生的配子为YR，yyrr产生的配子为yr。 受精后，F的遗传因子

10、组成为YyRr，其表现型为黄色圆粒。 F形成配子时，每对遗传因子表现为分离。与此同时，在不同对的遗传因子之间表现为随机自由结合，而且是彼此独立、互不干扰的。这样，F产生的雌雄配子各有4种，即YR、Yr、yR、yr，其比例为1：l：l：1。 关于杂种F产生配子的种类和比例是发生基因自由组合的根本原因，也是这节课的难点。现在我们一起来分析F产生配子的过程。 杂种F在减数分裂形成配子时，等位基因Y和y、R和r会随着同源染色体的分离进入不同的配子，而不同对的等位基因之间随机组合在同一配子中。 F基因型等位基因分离非等位基因之间自由组合YR Yr yR yr 1 ：1 ：1 ：1 由于Y与R和r组合的几

11、率相同，R与Y和y组合的几率也相同，所以4种配子的数量相同。 杂种F形成配子后，受精作用时雌雄配子的结合是随机的，即各种类型的雌雄配子的结合机会均等。因此，F的配子的结合方式有16种，其中有9种基因型、4种表现型，表现型数量比接近于9：3：3：1。 5、黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆杂交试验分析图解 P YYRR X yyrr 配子 YR yr F YyRr F 基因型 1/16 YYRR 1/16 yyRR 1/16 Yyrr 1/16 yyrr 2/16 YyRR 2/16 yyRr 2/16 Yyrr 2/16 YYRr 4/16 YyRr 表现型 9/16黄色圆粒 3/16绿色圆粒 3/1

12、6黄色皱粒 1/16 绿色皱粒 孟德尔在完成了对豌豆一对相对性状的研究以后，没有满足已经取得的成绩，而是进一步探索两对相对性状的遗传规律，揭示出了遗传的第二个规律基因的自由组合定律。在揭示这一规律时，他不仅很准确地把握住了两对相对性状的显隐性特点，进行了杂交试验；并在产生F后，对F进行自交，分析出因为在形成配子时，各产生了4种雌雄配子。由于雌雄配子的自由组合，才在F中出现了新组合性状这一规律。 五、形成性评价 1、用结白色扁形果实的南瓜植株自交，是否能够培养出只有一种显性性状的南瓜？你能推算出具有一种显性性状南瓜的概率是多少？ 2、具有两对相对性状的纯种个体杂交，按照基因的自由组合定律，F出现

13、的性状中：1）能够稳定遗传的个体数占总数的 。2）与F性状不同的个体数占总数的 。 六、板书 第二节基因的自由组合定律 两对相对性状的遗传试验 1、纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆的杂交试验 2、两对相对性状的遗传试验的主要特点 F均为黄色圆粒，为显性性状； F2有四种表现型，这四种表现型的数量比接近9：3：3：1； F2中的绿色圆粒和黄色皱粒是不同相对性状间的重组新类型； 正交和反交的结果相同。 对自由组合现象的解释 1、每一对相对性状的遗传都符合基因的分离定律 2、两对相对性状的分离是各自独立的 3、不同对的相对性状之间自由组合 4、孟德尔对自由组合现象的解释 5、黄色圆粒豌豆和绿色皱粒

14、豌豆杂交试验分析图解 P YYRR X yyrr 配子 YR yr F YyRr F 基因型 1/16 YYRR 1/16 yyRR 1/16 Yyrr 1/16 yyrr 2/16 YyRR 2/16 yyRr 2/16 Yyrr 2/16 YYRr 4/16 YyRr 表现型 9/16黄色圆粒 3/16绿色圆粒 3/16黄色皱粒 1/16 绿色皱粒 第二课时 教学过程 导入：上节课我们用实验和统计学的办法分析了性状的自由组合现象。孟德尔为了验证对自由组合现象的解释是否正确，又进行了测交试验。 根据孟德尔的解释，出现性状的自由组合主要是由于F1产生了4种雌雄配子。因此，要证明自由组合现象是正

15、确的，就必须证明F1产生了4种配子。 对自由组合现象解释的验证测交试验 1、目的 选用双隐性的植株与F1杂交，测出F1的基因型，从而验证自由组合现象解释的正确性。 2、理论分析 根据孟德尔的解释，F1应产生4种配子YR、Yr、yR 和yr，并且其比例为1 ：1 ：1 ：1；双隐性个体只产生一种隐性配子。所以测交结果应该产生4种类型的后代，即黄色圆粒、绿色圆粒、黄色皱粒和绿色皱粒，并且4种表现型的数量比应为1：1：l：1。 3、杂交实验 杂种子一代 隐性纯合 YyRr yyrr YR Yr yR yr yr YyRr Yyrr yyRr yyrr F1作母本 31 27 26 26 F1作父本

16、24 22 25 26 1 ： 1 ：1 ：1 测交的结果是产生了4种后代，即黄色圆粒、绿色圆粒、绿色皱粒和黄色皱粒，并且它们数量基本相同。4种表现型的数量比接近1：1：l：1。 4、结论 测交时无论是正交还是反交，实验与分析相符，验证了对自由组合现象的解释是正确的。并且证明了F1的基因型为YyRr，既能产生4种雄配子，又能产生4种雌配子，从而证实了F1在形成配子时，不同对等位基因是自由组合的。 基因自由组合定律的实质 孟德尔的杂交试验从实践的角度论证了自由组合定律的存在和规律。现在，我们从现代遗传学的角度去解释这一规律。 1、基因自由组合定律的实质 基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体

17、上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。在细胞减数分裂形成配子的过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 2、细胞学基础 发生在减数第一次分裂的后期 3、核心内容 同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 请同学们思考(见幻灯片5、6)： 孟德尔所说的两对基因是指什么？ 1号染色体上的Y基因的非等位基因是那些基因？ 非同源染色体上的非等位基因在形成配于时的结合方式是什么？ 这种非同源染色体上的非等位基因自由组合发生在哪一过程中？ 基因自由组合定律的实质是什么？ 基因自由组合定律在实践中的应用 1、在育种中的应用 使不同

18、亲本的优良性状的基因组合到一个个体内，创造出优良品种 基因的自由组合定律为我们的动、植物育种和医学实践开阔了广阔的前景，人类可以根据自己的需求，不断改良动植物品种，为人类造福。例如：水稻中，有芒对无芒是显性，抗病对不抗病是显性。其中，无芒和抗病是人们需要的优良性状。现有两个水稻品种，一个品种无芒、不抗病，另一个品种有芒、抗病。请你想办法培育出一个无芒、抗病的新品种。 根据自由组合定律，这样的品种占总数的316。 我们得到的这种具有杂种优势的品种可以代代遗传吗？ 那么，如何能得到可以代代遗传的优势品种？ 2、在医学和优生优育中的应用 在现代医学上，我们也常用基因的自由组合规律来分析家族遗传病的发

19、病规律。并且推断出其后代的基因型和表现型以及它们出现的依据。这对于遗传病的预测和诊断以及优生、优育工作都有现实意义。 例如：在一个家庭中，父亲是多指患者，母亲的表现型正常，他们婚后却生了一个手指正常但先天聋哑的孩子，其父母的基因型分别是什么？ 这样的例子在我们日常生活中是经常遇到的，那么，我们一起来分析，双方都未表现出来先天聋哑症状的父母，为什么会生出一个先大聋哑的孩子呢？ 根据上面的分析，其父母可能出现的配子是什么？其子女中可能出现的表现型有几种？ 他们的后代可能出现的表现型有4种：只患多指，只患先天聋哑，既患多指又患先天聋哑，表现型正常 由上面的例子可以看出，孟德尔发现的这两个遗传规律对于

20、我们人类认识自然，了解人类自己有多么重要的意义。尤其在当前，我们正处于一个新世纪的开始，如何解决好我们国家发展过程中提高粮食产量，提高人口素质，特别是在计划生育政策下，进行优生优育等很多问题都有待我们利用我们所学到的遗传学知识去研究、去解决。在今后的工作中我们将面临众多的课题，这不仅需要我们掌握好现代科学知识，而且，要学习孟德尔的科学精神。 孟德尔获得成功的原因 我们都知道，孟德尔并不是进行遗传学研究的第一人，在孟德尔之前，有不少学者都做过动植物的杂交试验，试图发现这其中的规律，但都未总结出规律来。孟德尔却以他的科学精神和科学方法发现了遗传的两大规律。 为什么孟德尔会取得这么大的成果呢？我们从

21、中应该得到那些启示呢？ 1、正确地选择了实验材料。 2、在分析生物性状时，采用了先从一对相对性状入手再循序渐进的方法。 3、在实验中注意对不同世代的不同性状进行记载和分析，并运用了统计学的方法处理试验结果。 4、科学设计了试验程序。 孟德尔试验的成功给了我们以很大的启示，即进行科学实验必须具备的几点精神： 1、科学的工作态度和方法：采取循序渐进的方法，由简单到复杂；并注意观察试验现象，不放过任何一个试验现象。 2、运用先进的科学成果，如孟德尔首先将统计学的方法用于生物实验的分析。 3、科学地选择试验的材料。 4、有一整套的科学工作的方法和程序。 自由组合定律与分离定律的比较 分离定律 自由组合

22、定律 研究的相对性状 一对 两对或两对以上 两对或两对以上等等位基因数量及在染色一对等位基因位于位基因分别位于不同的体上的位置 一对同源染色体上 同源染色体上 减数第一次分裂中减数第一次分裂中细胞学基础 非同源染色体随同源染色体分离 机组合 等位基因随同源染非同源染色体上的遗传实质 色体的分开而分离 非等位基因自由组合 都是以减数分裂形成配子时，同源染色体的联会和分离作基础的。减数第一次分裂中，同源染色体上的每对等位基因都要按分离定律发生分离；联系 非同源染色体上的非等位基因，则发生自由组合。实际上，等位基因分离是最终实现非等位基因自由组合的先决条件。所以，分离定律是自由组合定律的基础，自由组

23、合定律是分离定律的延伸与发展 形成性评价 反馈练习 1、基因自由组合定律的实质是 子二代性状的分离比为9：3：3：1 子二代出现与亲本性状不同的新类型 测交后代的分离比为l：1：1：1 在进行减数分裂形成配子时，等位基因分离的同时，非等位基因自由组合 2、一个患并指症而没有患白化病的父亲与一个外观正常的母亲 婚后生了一个患白化病，但没有患并指症的孩子。这对夫妇 的基因型应该分别是 和 ，他们生下并指并伴随着白化病孩子的 板书 对自由组合现象解释的验证测交试验 1、目的 2、理论分析 3、杂交实验 杂种子一代 隐性纯合 YyRr yyrr YR Yr yR yr yr YyRr Yyrr yyRr yyrr F1作母本 31 27 26 26 F1作父本 24 22 25 26 1 ： 1 ：1 ：1 4、结论 基因自由组合定律的实质 1、基因自由组合定律的实质 2、细胞学基础 发生在减数第一次分裂的后期 3、核心内容 同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合 基因自由组合定律在实践中的应用 孟德尔获得成功的原因 自由组合定律与分离定律的比较