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2019-2020年高一生物第一节孟德尔的豌豆杂交实验一教案教学目的1孟德尔对相对性状的遗传试验及其解释和验证2基因的分离规律3了解一般的科学研究方法:实验结果-假说-试验验证-理论。重点难点1重点(1)对基因分离现象的解释;(2)基因分离规律的实质;(3)基因的分离规律及其在实践中的应用。2难点对基因分离现象的解释;教学过程引言在上节课中,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。孟德尔生活于19世纪的奥地利,原是天主教神父。他利用教堂的一小块菜地进行了大量的杂交实验,通过分析豌豆杂交实验的结果,发现了两条遗传基本规律基因的分离定律和基因的自由组合定律。孟德尔的研究方法:杂交试验法。此方法是研究遗传规律的基本方法。什么是杂交试验法?展示人工异花传粉示意图,讲解父本、母本,如何去雄,如何受粉、受精。孟德尔选用豌豆作为实验材料。因为豌豆是自花传粉、闭花受粉的植物,在自然状况下一般是纯种。豌豆的品种多,豌豆的一些品种之间具有易于区分的性状。这是他研究的特点,也是他研究成功的原因之一。基因的分离规律(一)孟德尔的豌豆杂交试验讲述:由高茎豌豆和矮茎豌豆引出相对性状的概念。相对性状是指同种生物同一性状的不同表现类型。提问:豌豆种子的圆滑和皱缩是不是相对性状?为什么?学生回答: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-种子的形状;不同类型-圆滑和皱缩。讲述:“虽然豌豆有七对相对性状,孟德尔在实验中首先把注意力集中在一对相对性状上。他用具有一对相对性状的豌豆纯种的高茎豌豆和矮茎豌豆做杂交。”(二)一对相对性状的遗传试验讲述:“由哪一个植株提供花粉哪一个植株就是父本,哪一个植株接受花粉哪一个植株就是母本。”“如果以具有某一性状(如:高茎)的个体为父本(在植物实验中取其花粉),给另一具有相对性状(如:矮茎)的植株授粉做杂交叫正交的话,将矮茎为父本、高茎为母本则为反交。杂交实验正交、反交都要做。”(1)试验过程讲述:出示一对相对性状的遗传试验图,讲解试验过程,注意如下几个概念。副板书性状:作为生物体表现型显示出来的各种遗传性质,即生物的形态结构和生理功能的特征。相对性状:同种生物同一性状的不同表现类型。如人体肤色有黄色、白色、黑色、棕色等相对性状。显性性状与隐性性状:当用一对相对性状作亲本杂交得子一代时,在子一代表现出来了的那个亲本性状叫显性性状,没有显现出来的那个亲本性状叫隐性性状。性状分离:杂合体自交的后代中,一部分个体显现出一个亲本的性状,另一部分个体显现出另一个亲本的性状。这种现象叫性状分离。试验结果无论正交反交,F1只表现性状分离;F1自交,F2出现性状分离,分离比接近3:1(高茎:矮茎)(三)对分离现象的解释在体细胞中,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。讲述:“对杂交实验的结果在F2代出现了性状分离应该如何分析呢?” 。“F2代出现了高茎和矮茎两种豌豆,并且F1代是自花授粉。那么,F2代的矮茎性状是由谁决定的?”学生回答:F1代决定了F2代出现了矮茎豌豆讲述:F1代决定了F2代出现了矮茎的性状,而F1代表现为高茎(株高近两米),并未表现为中间性状。这说明什么?学生回答:F1代体内可能有矮的,但没有显现出来。提问:为什么没有显现出来?学生回答:可能是高的把矮的盖住了。提问:那么是高的什么因素把矮的什么因素盖住了呢?讲述:“孟德尔当时在对实验结果进行分析时,也不能确定到底是什么决定了茎的高和矮。他提出了遗传因子的假设来表述它,这就是我们现在所说的基因。提问:什么是基因?基因位于何处?学生回答:略。提问:“根据前面的分析,在杂种F1代植株体内至少有几个与茎的高矮有关的基因呢?”学生回答:至少有一高一矮两个基因。讲述:基因控制性状。控制显性性状的基因是显性基因,一般用大写英文字母表示,如豌豆高茎基因用D表示;控制隐性性状的基因是隐性基因,一般用小写英文字母表示,如豌豆矮茎基因用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件半。因此,纯种高茎豌豆的配子只含有一个显性基因D,纯种矮茎豌豆的配子只含有一个隐性基因d,雌雄配子结合,合子中的基因又恢复成对,即F1体细胞为Dd。显性作用:由于基因D对基因d具显性作用,故F1(Dd)只表现为高茎。F1自交产生配子时,由于D和d位于一对同源染色体上,故D和d独立存在,它们要随着同源染色体的分离而分开,分别进入不同的配子。这样,F1产生的雌配子和雄配子就各有两种,一种含有基因是D,一种含有基因d,且两种雄配子D:d=1:1;两种雌配子D:d=1:1。受精时,雌雄配子随机结合,F2便出现3种基因组合:DD:Dd:dd=1:2:1,性状表现为:高茎:矮茎接近3:1。(四)总结孟德尔的研究方法是杂交实验法,用高茎豌豆和矮茎豌豆杂交,杂种子一代全是高茎豌豆。经自花传粉后,杂种子二代发生性状分离,高茎豌豆和矮茎豌豆之比是3:1。孟德尔解释的关键是杂合子(F2代)中,D和d随同源染色体分开而分离,分别进入两个配子中。孟德尔也做了豌豆子叶黄色和绿色等其余六对杂交实验,F2表现型的数量比都接近3:1,请同学们按板书要求试着做这六对杂交试验遗传图解。板书设计孟德尔的豌豆杂交试验(一)(一)一对相对性状的遗传试验试验过程试验结果(二)对分离现象的解释F2基因型 DD:Dd:dd=1:2:1F2表现型 高茎:矮茎=3:1P 高茎 矮茎 配子 DD d 配子DdDDD(高茎)Dd(高茎)dDd(高茎)dd(矮茎)F1 Dd(高茎)
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