山东版必修2第一章《基因的分离规律》教案

最新山东版必修2 第一章基因的分离规律教案基因的分离规律1 / 12基因的分离规律教案一、素质教育目标( 一 ) 知识教学点1理解孟德尔一对相对性状的遗传实验及其解释和验证；2理解基因型、表现型及环境的关系；3掌握基因的分离规律；4了解显性的相对性；5了解分离规律在实践中的应用。( 二 ) 能力训练点1通过从分离规律到实践的应用：从遗传现象上升为对分离规律的认识, 训练学生演绎、归纳的思维能力；2通过遗传习题的训练, 使学生掌握应用分离规律解答遗传问题的技能技巧。( 三 ) 德育渗透点除进行辩证唯物主义思想教育外, 着重在提高学科科学素质方面进行下列两点教育：1孟德尔从小喜欢自然科学, 进行了整整8 年的研究实验, 通过科学家的事迹, 对学生进行热爱科学、献身科学的教育；2通过分离规律在实践中的应用, 进行科学价值观的教育。( 四 ) 学科方法训练点1了解一般的科学研究方法：实验结果假说实验验证理论；2理解基因型和表现型的关系, 初步掌握在遗传学中运用符号说明遗传规律的形式化方法。二、教学重点、难点、疑点及解决办法1教学重点及解决办法教学重点基因的分离规律 解决办法 (1) 着重理解等位基因的概念 , 因为这是分离规律包涵的基本概念。(2) 在分离现象的解释、测交的讲授中强调杂合体中等位基因随同染色体的分开而分离 , 因而形成 1:1 的两种配子。(3) 应用分离规律做遗传习题。(4) 说明不完全显性遗传 F2 表现型之比为 1:2:1, 更证明分离规律的正确性和普遍适用性。2教学难点及解决办法(1) 分离规律的实质。(2) 应用分离规律解释遗传问题。 解决办法 2 / 12(1) 运用减数分裂图说明第一次减数分裂时等位基因随同源染色体的分开而分离。(2) 出示有染色体的遗传图解。(3) 应用遗传规律解题典型引路, 讲清思维方法。3教学疑点及解决办法教学疑点相对性状、杂交方法、人的高矮遗传。 解决办法 相对性状解释概念 , 举例说明 , 并口头测试。杂交方法用挂图说明去雄与授粉。人的高矮遗传说明是多基因的遗传。三、课时安排3 课时。四、教法讲述、谈话、练习。五、教具准备杂交图、一对相对性状遗传实验图、画有染色体的遗传图解的图、减数分裂示意图、紫茉莉的遗传图解、板书可由银幕显示、多媒体教学器材。六、学生活动设计1让学生判别相对性状或学生自己举例说明。2课本上几种显性和隐性状让学生相互识别。3测交的内容在教师的引导下自己去做出结果。4分离规律讲述后, 阅读理解。5学生做一对相对性状杂交到子二代的遗传图解。6学生做分离规律的遗传习题。7学生做课本上人类显性和隐性的遗传图解。8给学生思考的时间提出有关遗传的问题。七、教学步骤第一课时( 一 ) 明确目标多媒体教学的银幕上显示本堂课的教学目标, 让学生明确本堂课应达到的学习目标。学习孟德尔的科学精神；了解它的研究特点和方法；理解对实验结果的解释；理解基因型与表现型的关系；练习规范地做遗传图解。( 二 ) 重点、难点的学习与目标完成过程引 言：在前面的学习中我们知道了基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位。那么基因在传种接代中有什么样的传递规律, 得先了解遗传学奠基人孟德尔。讲 述：介绍孟德尔简历、豌豆杂交实验, 揭示遗传学的经典定律分离规律和自由组合规律 ,35 年后三位科学家重新发现被埋没的真理, 重新展现真理的光辉。孟德尔的研究方法：杂交实验法。3 / 12杂交实验法是研究遗传规律的基本方法。什么是杂交实验法？银幕显示并讲解如何传粉、受精 , 受精卵是第二代的起点 , 发育成胚直到豌豆种子。孟德尔选用的实验材料豌豆。自花传粉, 也是闭花受粉。实验结果可靠又易于分析 , 这是他研究的特点 , 也是他研究成功的原因之一。基因分离规律讲述：由高茎豌豆和矮茎豌豆引出相对性状的概念。相对性状同种生物同一性状的不同表现类型。此概念有三个要点：同种生物豌豆同一性状茎的高度不同表现类型高茎1.5 m 2.0 m矮茎 0.3 m 左右提问：豌豆种子的子叶黄色与绿色是不是相对性状？为什么？( 回答：是。具备相对性状概念包含的三个要点：同一种生物豌豆, 同一性状子叶颜色；不同表现类型黄色与绿色 )检测提问： ( 问题出示在银幕上)选出下列不是相对性状的一项：A. 果蝇的红眼和白眼B. 人类的近视和色盲C. 棉花的长绒与短绒D. 豌豆花的腋生与顶生答案： (B) 。因为近视指视觉的远近, 色盲指视觉的颜色, 不是同一性状。讲 述：孟德尔研究性状遗传, 首先是针对一对相对性状的传递情况进行研究, 然后再对多对相对性状在一起的传递情况进行研究这种研究方法是他研究的特点, 也是他获得成功的又一原因。讲 述： 1一对相对性状的遗传实验银幕出示图象演示杂交实验过程及结果, 配合讲述 , 着重讲清以下三个基本概念：显性性状和隐性性状在杂交实验中, 把杂种F1 中显现出来的那个亲本性状叫做显性性状 ( 简称显性 ) ；把未显现出来的那个亲本性状叫做隐性性状( 简称隐性 ) 。杂交子一代全是高茎, 自花传粉也叫自交, 即同种类型相交, 子二代高茎豌豆与矮茎豌豆的数量比是把787:277 接近 3:1 。孟德尔读书时就喜欢数学, 因此他在研究中应用了数学统计的方法 , 对实验结果进行分析, 这是他研究的第三个特点, 也是成功的第三个原因。孟德尔研究的方法：杂交实验法( 生物学方法 ) 。研究特点：实验材料选用自花传粉的豌豆, 分析研究方法从一对相对性状入手 , 运用数学方法数学统计。性状分离在杂种后代中显现不同性状( 如高茎和矮茎) 的现象叫做性状分离。4 / 12学生活动：联系实际认识显性隐性。对照课本, 学生相互识别有无耳垂、卷舌与不卷舌、双眼皮与单眼皮, 从而了解人类遗传的显、隐性状。2对分离现象的解释：提 问：什么是基因？基因位于何处？学生答：( 略 )讲 述： (1) 基因控制性状控制显性性状的基因是显性基因, 一般用大写字母表示, 豌豆高茎基因用D 表示。控制隐性性状的基因是隐性基因, 一般用小写字母表示, 豌豆矮茎基因用d 表示。在体细胞中 , 控制性状的基因成对存在, 纯种高茎豌豆用DD 表示 , 矮茎豌豆用dd 表示。在生殖细胞中, 控制性状的基因成单存在, 因为核基因位于染色体上, 减数分裂时 , 同源染色体分离 , 导致生殖细胞染色体数目减半, 因此高茎豌豆生殖细胞中基因为D, 矮茎豌豆生殖细胞中基因为d。提 问：受精卵为 Dd, 以后种子的胚及种子播种下去长出的体细胞的基因构成是什么？受精卵为 Dd, 即是杂种一代的起点 , 以后按有丝分裂发育成的胚、豌豆种子、播种后长出的根、茎、叶体细胞的基因构成均是Dd。讲 述： (2) 等位基因的概念在一对同源染色体的同一位置上, 控制着相对性状的基因, 叫做等位基因。例如： D 和 d 就是等位基因。此概念有两个要点：一对同源染色体同一位置上, 如图 , 控制着相对性状的基因, 如高茎和矮茎。显性作用：等位基因D和 d, 由于 D和 d 有显性作用 , 所以 F1(Dd) 的豌豆是高茎。等位基因分离：D 与 d 一对等位基因随着同源染色体的分离而分离, 最终产生两种雄配子。 D:d=1:1 ；两种雌配子D:d=1:1 。银幕出示有染色体遗传的图象, 结合讲解 , 着重强调这是孟德尔解释的最核心、最关键的内容。D、d 独立存在 , 它要随同源染色体分离而分离, 分别进入不同配子。(3)3:1的结果：两种雄配子D 与 d；两种雌配子D 与 d, 受精就有四种结合方式, 因此F2 的基因构成情况是DD:Dd:dd=1:2:1,性状表现为：高茎：矮茎 =3:1 。3基因型和表现型表现型指生物个体所表现出来的性状。例如, 高茎和矮茎。基因型指与表现型相关的基因组成。例如, 高茎豌豆的基因型有DD和 Dd 两种 , 而矮茎豌豆的基因型只有dd 一种。基因型是指生物体内部的遗传物质结构, 存在于细胞核( 核基因 ), 一般用英文字母表示。5 / 12表现型指性状, 现阶段我们学习的性状大多可外化于生物体, 甚至肉眼可见。表现型大多用中文字母表示。( 血型也是性状, 但不可见。 )基因型是表现型的内在根据, 表现型是基因型的表达形式, 是遗传作用的外化。( 三 ) 总结、扩展孟德尔的研究方法是杂交实验法, 用高豌豆和矮豌豆杂交, 杂种一代全是高茎豌豆, 经自花传粉后 , 杂种二代发生性状分离。高茎豌豆和矮茎豌豆之比为3:1 。孟德尔解释的关键是杂合体中等位基因随同源染色体分开而分离, 分别进入两个配子中。孟德尔又做了豌豆子叶黄色和绿色等其余六对杂交实验,F 2 表现型的比例均是3:1, 请同学们按板书要求试着做遗传图解。( 四 ) 布置作业l 杂合高茎豌豆自交产生的后代中, 杂合高茎植株约占后代总数的() ？答案： B。A 1/4B 1/2C 3/4D 1002什么叫等位基因？3做遗传图解：豌豆子叶黄色纯种(YY) 与绿色子叶豌豆(yy) 杂交 ,F 1 表现型全是黄色, 让其自交后,F 2发生性状分离 , 黄色子叶与绿色子叶豌豆之比为3:1 。请做遗传图解到F2。( 五 ) 板书设计二、遗传的基本规律( 一 ) 基因的分离规律l 一对相对性状的遗传实验2对分离现象的解释3表现型和基因型一对相对性状的遗传图解：第二课时( 一 ) 明确目标银幕显示使学生明确本堂课应达到的教学目标：1理解测交的概念。2了解科学研究的一般方法。3掌握分离规律。4了解表现型是基因型与环境条件共同作用的结果。5了解显性的相对性。( 二 ) 重点、难点的学习与目标完成过程引 言：通过上节课的学习, 我们知道基因型是生物个体内部的遗传物质结构；表现型则是基因型的表现形式, 根据大量的实践研究发明, 表现型不仅决定于基因型而且还要受环境的影响。6 / 124环境对生物表现型的影响：讲 述：说明太阳红基因在光照下是显性, 无光照是隐性。(2) 喜玛拉雅白化兔在 30以上的温度体色为纯白色 ,25 以下身体白色、嘴、耳、尾巴、四肢末端为黑色。提 问：什么是等位基因？学生回答：略。引 言：孟德尔做了一对相对性状的遗传实验, 并用自己的思想做出了解释, 这种解释没有实验验证前叫做假说。那么他的解释究竟正不正确, 还要经实验验证。下面就讲他的实验验证测交。4测交：让杂种一代与隐性类型相交, 用来测定 F1 的基因型。教师关键指示：按孟德尔的解释, 杂种一代Dd, 能产生几种配子？比值如何？学生活动：学生动手做出测交的遗传图解,并请一位学生到黑板上做题。学生可能这样做：讲 评： (1) 这样做也是正确的。高 : 矮 =2:2=1:1为简化 ,d 、d 两种配子相同 , 即可写一种d 表示。(2) 孟德尔亲自到农田进行豌豆杂交实验, 得到高茎：矮茎 =30:34, 接近 1:1 。预期结果和实践结果是一致的。测交证实F1 是杂合体 , 实践是检验真理的唯一标准, 因此 , 孟德尔的解释 ( 假说 ) 应上升为真理。验证结果与假说推论结果这是科学研究的一般方法( 物理、化学等科学通用的科研方法) 。4基因的分离规律讲 述：老师表述分离规律。然后银幕显示减数分裂活动图象进一步讲清分离规律的实质等位基因随同源染色体分开而分离 , 分别形成两种配子 , 明白分离规律的细胞学基础。7 / 12提 示：分离规律包含的杂合体、同源染色体等几个基本概念务必搞清楚。学生活动：学生看书, 理解的基础上记忆分离规律。提 问：什么是分离规律？在形成配子的时候, 等位基因随着同源染色体的分开而分离, 进入两个配子中, 独立地随着配子遗传给后代。5显性的相对性讲述：红花紫茉莉与白花紫茉莉杂交,F1 都开粉红花 ,F2 则有开红花粉红花和白花, 它们之间比例接近1：2： 1。银幕出示：遗传图。讲 述：提 问：它们杂交的 F2 表现型不是 3:1, 而是 1:2:1, 那么是不是说明 , 分离规律不适用 , 而是一种特殊情况呢？学生讨论回答。( 答案：分离规律适用。而且更证明了分离规律的正确性、普遍适用性。因为实践中的1:2:1和按孟德尔分 离 规 律 推 导F2 的 表 现 型 也 是1:2:1,二者一致。 )( 三 ) 总结、扩展分离规律不是指杂交结果的3:1,无论杂交结果是3:1:1:1或 1:2:1,分离规律都是适用的, 它是指杂合体在进行减数分裂时, 等位基因随着同源染色体的分开而分离, 分别进入两个配子中 , 独立地随着配子遗传给后代。孟德尔揭示的分离规律具有划时代的意义, 是对融合遗传的否定。当时流传很广的融合遗传认为双亲遗传物质在下一代发生融合( “混血儿”一说即是一例) 。孟德尔强调杂合体内等位基因互不融合或混杂, 保持相对独立性, 在形成配子时还要分离, 分别进入两个配子。扩展应用：应用分离规律, 根据亲代、子代的表现型可推知基因型。讲 评：解题思路：(l) 首先确定显性性状：相对性状杂交, 子一代中 , 表现出来的性状是显性性状 , 如紫花 ,而没表现出来的性状则是隐性性状如白花。(2) 先确定隐性性状的基因型, 必定是纯合体如白花PP。8 / 12(3) 显性性状的亲本 , 后代有性状分离 , 亲本必定是杂合体 , 如一组的紫花 Pp(4) 测交后代的表现型比例为1:1 。( 四 ) 布置作业( 五 ) 板书设计4环境对生物表现型的影响5测交：证实 F1 是杂合体；形成配子时等位基因分离的正确性。6分离规律实质：减数分裂时, 等位基因随同源染色体分开而分离, 结果形成两种类型的配子。7显性的相对性F2 既不是红花 , 又不是白花 , 而是粉红 , 这是不完全显性。第三课时( 一 ) 明确目标银幕出示本堂课教学应达到的教学目标：1了解分离规律在实践中的应用。2通过三节课的学习, 初步掌握在遗传学中运用符号说明遗传规律的形式化方法。( 重点 )( 二 ) 重点、难点的学习与目标完成过程引言：孟德尔的分离规律, 第一次从理论上揭示了生物性状遗传的实质, 奠定了遗传学的基础。孟德尔的分离规律在实践中也具有重要的指导意义。8基因分离规律在实践中的应用。(l)农业育种讲 述：第一 , 根据分离规律知道杂交的F2 开始出现性状分离, 其中隐性性状个体能稳定遗传。显性性状中的部分个体在下一代出现性状分离。因此, 目前生产上的有效办法是,年年选用适宜的品种, 杂交这种杂种优势( 优良性状 ) 的利用只局限在第一代。提问：第二 , 小麦的某些抗病性状, 多数是由显性基因控制的。很多小麦都是杂种, 你怎样得到能稳定遗传, 即不发生性状分离的纯种抗病小麦？学生答： ( 通过连续的种植, 观察、选择 , 直到确认不发生性状分离的抗病类型为止) 。提问：第三 , 小麦的白粒是隐性性状, 红粒是显性性状, 你要白粒小麦, 手中仅有一些杂种的红粒小麦 , 是否就没有希望选到白粒小麦？学生答：( 根据分离规律用杂种的红粒小麦自交到F2, 会发生性状分离出现白粒小麦, 必是纯种,就能稳定遗传。)(2) 人类遗传病人类单个基因遗传大约有 3368 种 , 大部分是异常性状 , 少数为正常变型。其中显性性状( 常染色体 )1827 种 , 隐性性状 ( 常染色体 )1298 种 (X 连锁性状 243 种不讲 ) 。显性遗传多指 ( 如六指 ) 是由显性致病基因A 控制的一种常见畸形。小结：显性遗传( 常染色体 ) 。正常人不会把这种性状传给子女。患者大多数为杂合体, 子女有 1/2 的机会患病。隐性遗传讲 述：即大家常见的白化病, 即洋白头。因缺少黑色素, 所以皮肤白色, 头发黄色 , 虹膜带红色 ( 血管颜色 ), 畏光 , 它是隐性遗传病由隐性基因a 控制 , 正常人由正常A 基因控制。学生活动：请写出以下的基因型正常父亲正常母亲()()白化病小孩()讲 评：先写隐性性状的基因型, 白化患儿必定是aa。正常父母必定含有一个正常基因A, 父母基因型可暂表示A_。基因型aa 的白化病小孩 , 是由受精卵发育来的, 必定一个a 来自卵细胞 , 一个 a 来自精子 , 也就是说父母都必定含有a 基因 , 那么 , 根据第 2 项 , 父母基因就可表示为Aa。学生活动：大家做遗传图解, 抽两个同学到黑板上做。讲 评：在遗传学上 , 含有一个隐性致病基因的杂合体叫做携带者。双亲是正常的杂合体, 他们的子女有 1/4 的机会患白化病。近亲结婚, 所生的孩子就可能从父母那里继承相同的致病基因, 这使后代患病机会大大增加。所以我国婚姻法禁止近亲结婚。伟大的生物学家达尔文和表姐艾玛结婚生了六个男孩四个女孩, 没有一个体格健壮, 两个大女儿未成年即夭折, 第三个女儿和两个儿子终生不育, 其余孩子智力低下而且多病, 这就是近亲结婚造成的恶果。10 / 12小结：应用分离规律可以指导农业培育良种, 提高产量；也可以应用在医学上, 避免某些遗传病 , 因此科学技术是伟大的生产力, 我们应该学习科学热爱科学, 应用科学技术发展生产。学生活动：联系所学知识, 议论、提问。讲评：学生当中很可能有人由豌豆的高茎和矮茎的遗传联想到人类的身高遗传, 这是在教学实践中常常有学生问及的, 需解释的是豌豆的高茎和矮茎是单基因遗传, 人类的身高是多基因遗传 , 是有很多基因共同作用的结果。( 三 ) 总结孟德尔揭示的分离规律奠定了遗传的基础, 它的分离规律是经典的遗传定律。对于认识植物、动物、微生物及人类遗传现象有普遍的指导意义。基因的分离规律也是随后要学习的基因自由组合规律的基础。( 四 ) 布置作业1用纯合的高茎豌豆与矮茎豌豆杂交得F ,F1自花受粉得F ,F2再自花受粉得F , 那123么,F 3 中矮茎豌豆所占的比例是： A l/4B 1/6C 3/8D 1/82狗的卷毛是由于一个显性基因控制, 直毛是由于它的隐性等位基因控制。有两只卷毛狗交配 , 产生出一只卷毛雄狗, 你用什么方法 , 判定这只卷毛雄狗是纯合体还是杂合体？3选做题： ( 供有兴趣的学生提高用)在人类遗传中 , 白化性状受隐性基因(a) 控制 , 正常性状受显性基因 (A) 控制。以下是白化遗传系谱图。问： (1)1、2、 5 的基因型？(2) “ 5”是杂合体的几率是多少？(3) “ 5”若与一个白化男子结婚生一个白化小孩的几率是多少？答案： 1 C2测交。即卷毛雄狗与直毛雌狗交配。若后代全是卷毛狗, 则被测卷毛雄狗为纯种,若后代有直毛狗出现, 则为杂种。3 (1)Aa 、Aa、 AA或 Aa(2)2/3。 1 与 2 的后代 , 基因组合如图 , 已知“ 5”图中显示是正常而不是白化aa, 所以“5”是剩下的 AA、Aa、 Aa 三种 , 其中有杂合体的机会有两种, 故 2/3 。(3)1/3。 (2/3 1/2=1/3, “ 5 ”若是杂合体与白化男子婚配后代患白化病的概率为1/2,( 即Aa aa Aa与 aa) 又因“ 5”不是 100的杂合体, 是杂合体的可能性为2/3 。因此 ,2/3 1/2=1/3 。 ( 五 ) 板书设计8基因分离规律在实践中的应用11 / 12(1) 农业育种第一 , 杂交优势利用, 仅限第一代。第二 , 选显性性状类型, 需连续种植选择, 直到不发生性状分离。第三 , 选隐性状类型, 杂合体自交可选得。(2) 人类遗传显性致病基因：多指。隐性致病基因：白化病。近亲结婚 , 有可能从共同的祖先那里继承相同的致病基因 , 从而引起后代发病。八、参考资料孟德尔 遗传学的奠基人 , 生于 1822 年 , 他原来并非生物学家 , 而是奥地利的布龙奥大利修道院的一名天主教神父, 当他进入修道院时还是个穷苦的孩子,1847年被授予牧师的职位,1851 年被送到维也纳的大学学习自然科学。1853 年他回到布龙修道院并讲授科学,1857年他开始收集市上商人所出售的豌豆品种。作为业余植物学家的孟德尔对这些品种在株高、花色、种子颜色等方面各有差异很感兴趣, 他认为这些特征是研究一个简单而又重要的问题的良好材料 , 这个问题当时还没有一个植物学家曾给予清晰的解释, 更不用谈答案了。孟德尔在修道院的花园里用他收集来的豌豆品种静静地进行了八年的连续观察和实验, 并获得了他曾经设想过的答案。他把结果和结论仔细地写成论文, 并于1865年春季自然历史学会在布龙召开的第二次会议上发表, 这就是我们所知道的孟德尔遗传规律。这篇论文曾刊登于该学会的年刊上 , 并于1866年分送欧美的许多图书馆。但是, 无论听过他的论文的人, 还是读过他的论文的人都没有发现这篇论文的重要性。另外孟德尔在宣读论文之前, 还寄了一份给瑞士著名植物学家内格利,但内格利不以为然 , 认为数数豌豆对了解真理毫无益处, 况且孟德尔又是一个无名小卒,内格利更不会重视他的论文了。一直到 1900 年 , 荷兰植物学家德佛里斯、德国植物学家柯灵斯和奥地利植物学家丘马克三个各自在同一年里得出了一个和孟德尔在一代人以前所得出的完全相同的结论, 当他们三人分别准备发表论文而去查阅文献时, 才都十分意外地看到了孟德尔的文章。他们的论文都在 1900 年发表了 , 每个人的论文里都提到了孟德尔的文章, 并且都把发现归功于孟德尔 ,而把自己的工作说成只是证实孟德尔的规律而已。孟德尔规律的重新发现为遗传学的发展作出了贡献。分离规律表现在比例上至少有三种形式：3:1, 这是对多数二倍体生物在完全显性的情况下所表现的形式, 如豌豆的高茎与矮茎。1:2:1,这是不完全显性的表现形式, 如紫茉莉红花与白花杂交的结果。1:1, 这主要是单倍体生物, 如衣藻、酵母菌、红色面包霉等。12 / 12