基因的自由组合规律 教案（共2课时）

基因的自由组合规律 教案（共2课时）教学目标1使学生理解基因的自由组合规律的内容和本质。练习提出假设，并设法求证的科学研究方法。掌握运用分离规律和自由组合规律分析问题的方法。2通过介绍孟德尔发现遗传规律的过程，使学生了解孟德尔在遗传学实验中是如何运用科学的思想方法揭示遗传规律的，从而对学生进行科学方法的训练。通过由“简”到“繁”，再由“繁”到“简”的安排，培养学生分析综合的思维能力和逻辑推理能力。3通过对两对相对性状遗传实验现象的分析，使学生学会透过遗传现象去分析遗传的本质，对学生进行“现象与本质关系”的哲学观点教育，使学生能够运用哲学观点分析事物规律。重点、难点分析1自由组合规律是遗传学的第二基本规律。掌握这一基本规律，对于学生深刻理解有性生殖过程中的染色体行为具有非常重要的意义。在介绍基因的自由组合规律时重点有三：(l)通过介绍孟德尔进行的两对相对性状的豌豆杂交实验，使学生理解基因的自由组合规律的本质。(2)通过介绍孟德尔是如何着手分析纷繁复杂的遗传现象的，对学生进行科学思想方法的教育。(3)对自由组合规律本质的理解，取决于对有性生殖过程中由于染色体的行为变化而引发的配子类型、合子类型的理解。因此，在本课题中配子类型、合子类型的计算也是一个重点。2由于配子类型、合子类型的计算涉及到减数分裂、受精过程的知识，如果前面的知识留有漏洞或学生没有真正理解，这部分内菥突岢晌训恪黄颇训悖鸵笆卑延泄啬谌萦爰跏至阎械娜旧逍形灯鹄矗诓欢细聪爸兄鸩角敖锏蕉阅训愕耐黄啤?/P 教学过程设计本课题参考课时为二课时。第一课时1为让学生乐于接受，易于接受，教学时可以先把课文中两对相对性状的杂交实验分解，分步提供给学生。(1)当用黄豌豆与绿豌豆进行杂交的板书出现在黑板上以后，教师问：“怎样才能知道这一对相对性状中哪一个是显性性状？”学生自然会回答：“在F1代中表现出来的性状是显性性状”。教师接着再问：“关于豌豆颜色的性状会在第几年表现出来？”借此机会就可以把前面的讲过的有关“种子的性状在当年就可以见到”的内容复习、巩固一遍。“杂合体的种子种下去，后代将出现什么样的性状分离比？”(2)在对这个问题有了令人满意的答案以后，教师在原有一对相对性状的基础上就可以再增加一对相对性状(如：豌豆的圆滑的种子对皱缩的种子)。“关于一对相对性状的遗传学实验大家已经熟悉了。现在我们再增加一对相对性状，使这个实验成为具有两对相对性状的遗传学实验。大家看看应该如何做？对于这个实验的结果，你预计会是什么样？”这时应给学生留出议论、思考的时间，(教师在此期间板书)然后转入下一阶段的学习活动。2在亲本的两对相对性状杂交实验的问题提出以后，对于“如何做”已不是要重点解决的问题。这一阶段要解决的是如何分析配子的基因型种类并对F2代的表现型作出预测。当豌豆子一代的性状(黄圆)在黑板上出现以后，学生自然会说：“在子一代中表现出的性状就是显性性状。”这时因为有两对相对性状，教师要追问一句：“在这种情况下，谁对谁是显性性状？(是黄对绿是显性？还是黄对皱缩是显性？)”因为这时出现了两对相对性状，在这里有必要让学生明确：“显性和隐性是关于生物同一特性的不同类型而言的，不能把不同的特性混在一起谈显、隐性关系。”对“如何分析F1产生配子的基因型种类？”的问题，学生的思路应该会想到“同源染色体上的等位基因分离”。但是“分别控制两对相对性状的、在两对同源染色体上的等位基因在减数分裂过程中如何遗传呢？”这时教师可以向学生交待一下：“这样的两对基因称为非同源染色体上的非等位基因。”对“非同源染色体上的非等位基因的遗传”问题，学生仅凭脑子想，往往很难想出结果。这时教师可以同时请两个学生到黑板上来画“一个含有两对同源染色体的原始生殖细胞，经过减数分裂形成的配子时可能含有非同源染色体的情况。”其他学生在下面自己画。在这个要求下，因为要求是画一个细胞，所以一个学生应该只能画出一种可能两种类型。如画多了，教师要指出他审题不细。实则对全班学生既是个提醒，也是对前面内容的巩固。不管这两个学生画出的配子是否包含了配子含有非同源染色体的四种类型，教师都应问其他学生“非同源染色体还有没有其他的分法？”因为会有一些学生感到困难，在得到“没有其他的分法了”的答复之后，教师可以给学生介绍一下用分枝法分析配子类型的方法。具体方法是：教师先用分枝法画出两对同源染色体在配子中的组合情况(详见课后小资料)，再与刚才提问的两名学生画出的两对同源染色体在配子中的组合情况对照，相符合后，继续画出三对同源染色体在配子中的组合情况。总结两对同源染色体在配子中的组合种类和三对同源染色体在配子中的组合种类，就可得出“由于非同源染色体的组合方式不同，配子可能的种类数为2的n次方”的结论了。这是因为一对同源染色体上的等位基因分离的结果是形成两种配子“2”，所以有几对同源染色体就要乘几次2，即2n，“n”是同源染色体的对数。3在解决了杂合体的配子种类问题之后，回到两对相对性状的豌豆杂交实验，“具有这四种基因型的两性配子结合，将形成多少种基因型的合子？”的问题使学生的思路转向对合子类型F2代性状分离比的预测。大多数学生能认识到：这次组合也是多种可能性都有的。“那么，都有哪些可能性呢？”教师通过对这一问题可以引导学生再次使用棋盘格法分析合子基因型的所有可能性。当F2代的基因型与表现型经分析预测出来以后，教师用“我们模拟的两对相对性状的杂交实验其真实结果如何呢？”的提问把学生带回到课文内容的教学中来，引导学生阅读课文。“孟德尔对两对相对性状的豌豆杂交实验的结果与我们的模拟实验结果是一致的。”“如何分析这个实验的结果呢？”由于学生是从对一对相对性状的分析过渡到对两对相对性状的分析，这个分析的过程对学生来说就没有太大困难了。“从所给出的第一对相对性状看：子二代的分离比符合3:1；如果从给出的第二对相对性状看：子二代的分离比也符合3:1。”这里教师应提出问题“对于这个实验结果你如何分析？请提出你的看法或假设。”并留给学生一些思考的时间。引导学生分析控制两对相对性状的等位基因都会分离，符合分离规律，而非等位基因在配子中可以自由组合，可以认为是两个3:1的组合，因而F2代表现型出现了9:3:3:1的分离比。要让学生明确，决定这两对相对性状的基因之间没有联系，即不在一条染色体上，而在非同源染色体上。4“决定这两对性状的基因之间没有联系不在同一条染色体上，而在非同源染色体上。”“这也就是说：这里的杂种一代会产生分别含有四种基因型的配子且数目相等”。“如何求证这一假设？”教师可以用“为了求证假设的准确性，我们还可以设计相应的实验来进行验证。这种实验叫什么实验？”对于这个问题学生如果感到茫然，教师可以提醒学生：“孟德尔当初是如何求证自己的假设的？”通过这个问题的提出，来促使学生进一步理解测交实验的作用，加深对假设、预测要进行求证、验证，这一科学方法的印象。关于测交的实验，应让学生进一步明确，从测交后代表现型的种类和比例，可以证明F1产生配子的种类和比例，从而验证假设的成立。5本课时如有时间应该对杂交实验的F2代的表现型进行分析，明确以下几点：(1)黄圆和绿皱是原有的亲本类型，而黄皱和绿圆则是重组类型。(2)双显性的黄圆占F2代的9/16，其中双纯合体占1/9，一纯一杂或一杂一纯各占2/9双杂合体占4/9。双隐性的绿皱占F2代的1/16。(3)重组类型各占3/16，这3/16中，双纯合体占1/3，一纯一杂或一杂一纯各占2/3。(4)F2代四种表现型的基因型可写成“通式”：黄圆YR(即YYRR、YyRR、YYRr、YyRr4种基因型)、黄皱Yrr(即YYrr、Yyrr2种基因型)、绿圆yyR(即yyRR、yyRr2种基因型)、绿皱只有yyrr1种基因型。虽然上述分析并非自由组合规律的实质，但通过分析，不但可以加深理解F1产生数目相等的四种类型配子的实质，而且对于学生用此规律去解决实际问题大有帮助。如何解决实际问题是下一课时的内容。第二课时l组织学生复习孟德尔进行的两对相对性状的杂交实验过程、结果，以及孟德尔是如何解释和验证的等内容。强调F1代的基因型是两对等位基因分别位于两对同源染色体上，因此在形成配子时可形成数目相等的4种类型配子，这是出现F2表现型分离比的关键。2在复习的基础上，提问学生：基因分离规律的实质是什么？要求学生答出：实质是等位基因在形成配子时，随同源染色体的分离而分离。接着问学生：在等位基因分离的同时，非等位基因如何遗传呢？由于有了上节课的基础，要求学生答出：非等位基因随非同源染色体的自由组合，而在配子中自由组合。至此，可以归纳总结基因自由组合规律的实质和内容了。可以由学生归纳总结，也可以组织学生看书，明确几个问题：什么基因自由组合？非等位基因在什么时候自由组合？非等位基因为什么能自由组合？非等位基因自由组合与等位基因分离是什么关系？非等位基因自由组合的结果如何？3当学生又一次学习了孟德尔发现规律的科学实验过程后，进一步提出基因的自由组合规律有什么意义？让学生思考或讨论。引导学生从理论上、实践上去考虑。应该强调指出，教材中关于“纯种高秆抗锈病小麦与纯种矮秆易染锈病小麦的杂交”的复习题是一个很好的联系实际的问题，也是说明此规律实践意义的一个很好的实例，必须让学生掌握此题的解法。关于此规律的理论意义，要强调通过基因的自由组合，能产生出“重组类型”的变异，这就是“基因重组”，为后面学习可遗传的变异奠定基础。4本节课的最后，应该指导学生认真做教材后边的复习题中的填表题(关于豚鼠的两对相对性状的杂交组合)。通过解此题要教给学生解遗传题的思路，可归纳出以下几点：(l)凡表现型为显性性状，基因型可写出一半来，如豚鼠黑毛可写成 C-的形式，另一个基因待定；(2)凡表现型为隐性性状，可直接写出其基因型，如豚鼠的白毛直接写成cc；(3)把两对相对性状分解为一对、一对来考虑，使问题简化；(4)每一对相对性状的杂交组合，都可按子代表现型的分离比，来反推亲本的基因型。(5)每一对相对性状的杂交亲本的基因型确定后，再把两对相对性状的杂交亲本的基因型综合在一起即可。本课题教学中应注意的问题1在本课题的教学中，要始终抓住遗传学研究的一个特点，即从表现型的现象来分析基因型的本质。就是说从看得见、摸得着的性状表现，来推测看不见、摸不着的基因，这正是一种逻辑思维的过程，对干培养学生的思维能力是极有好处的。此外，还要注意对学生进行发散思维的训练，特别是具有显性性状的基因型有两种可能，F1代产生配子有4种类型、F1两性配子有16种组合方式等，都可以进行发散思维的训练。2由于本课题主要采用了探究的思路、讨论的方式组织教学，加上学生程度的差异、学校条件的差异，所以在时间的把握上可能会有些难度。可以适当增加一课时，使教学过程从容一些，如果增加课时后，时间有富余，正好让学生做一些练习，以巩固学习过的知识。小资料一、其他两对相对性状的杂交实验资料小麦的高秆对矮秆为显性，能抗锈病对易染锈病为显性。家兔中黑色对褐色为显性，短毛对长毛为显性。南瓜果实白色对黄色为显性，果实盘状对果实球状为显性。豚鼠黄色毛对白色毛为显性，短毛对长毛为显性。豚鼠黑色毛对白色毛为显性，毛皮粗糙对毛皮光滑为显性。在番茄中，红果对黄果为显性，圆形果对椭圆形果为显性。在桃树的果实中，果皮有毛对无毛为显性，果肉黄色对白色为显性。鸡的毛腿对光腿为显性，豌豆冠对单冠为显性。水稻的高秆对矮秆为显性，早熟对晚熟为显性。二、用分枝法推算配子可能含有非同源染色体的种类例如：基因型为AaBbCc的个体产生的配子类型推算方法是：将A、a分写为两行，然后再将B、b分别写在A、a后面各成两行。这时共有四行。再将C、c分别写在B、b后面各成两行，共有八行。这时就可以清楚地看到配子中含有非同源染色体的八种类型(如下图)了。