基因分离定律教学设计

基因的分离定律 教学设计 教学目标 1 知识目标 1 1 理解应用孟德尔对相对性状的遗传试验及其解释和验证 1 2 理解并应用基因的分离定律及在实践上的应用 1 3 知道基因型 表现型及与环境的关系 2 能力目标 2 1 通过分离定律到实践的应用 从遗传现象上升为对分离定律的认识 训练学生演 绎 归纳的思维能力 2 2 通过遗传习题的训练 使学生掌握应用分离定律解答遗传问题的技能技巧 2 3 了解一般的科学研究方法 试验结果 假说 试验验证 理论 2 4 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 3 情感目标 3 1 孟德尔从小喜欢自然科学 进行了整整 8 年的研究试验 通过科学家的事迹 对 学生进行热爱科学 献身科学的教育 3 2 通过分离定律在实践中的应用 对学生进行科学价值观的教育 教学重点 难点 疑点及解决办法 1 教学重点 基因分离定律的实质 2 教学难点 对分离现象的解释 3 教学疑点 相对性状 杂交方法 教学过程 一 教师活动 在上节课的学习中 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 教师活动 介绍孟德尔简历 豌豆杂交试验 揭示遗传学的经典定律 基因的分离 定律和基因的自由组合定律 35 年后三位植物学家分别用不同植物证实了孟德尔的发现后 被埋没的真理重新展现光辉 孟德尔的研究方法 杂交实验法 此方法是研究遗传规律的基本方法 什么是杂交试验法 显示 人工异花传粉示意图 对着图讲解父本 母本 如何去 雄 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 试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 一 基因的分离规律 讲述 由高茎豌豆和矮茎豌豆引出相对性状的概念 相对性状是指同种生物同一性状 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 2 0m 矮茎 0 3m 左右 教师活动 豌豆种子的圆滑和皱缩是不是相对性状 为什么 学生活动 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 师生交流 交待在遗传图解中常用符号 P 亲本 母本 父本 杂交 目交 自花传粉 同种 类型相交 杂种子一代 杂种第二代 三 一对相对性状的遗传试验 1 试验过程 教师活动 出示一对相对性状的遗传试验图 对着图讲述试验过程 注意如下几个概 念 显性性状和隐性性状 在杂交实验中 把杂种子一代中显现出来那个亲本的性状 叫 做显性性状 如高茎 把未显现出来的那个亲本性状叫做隐性性状 如矮茎 性状分离 在杂种后代中 同时显现出显性性状和隐性性状 如高茎和矮茎 的现象 叫做性状分离 研究特点 试验材料 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 统计学方法 2 试验结果 无论正交反交 只表现显性性状 自交 出现性状分离 分离比接近 3 1 高茎 矮茎 2 对分离现象的解释 教师活动 什么是基因 基因位于何处 学生活动 略 讲述 上一节课我们已经学过了 基因控制性状 那么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 豌豆矮茎基因用 d 表示 在体细胞中 控制性状的基因以对存在 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 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 受精时 雌雄配子结合 合子中 的基因又恢复成对 即 体细胞为 Dd 显性作用 由于基因 D 对基因 d 具显性作用 故 Dd 只表现为高茎 自交产生配子时 出示有染色体遗传的图像 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 产生的雄配子和雌配子就各有两种 一种含有基因 D 一种含有基因 d 且两种雄 配子 D d 两种雌配子 D d 受精时 雌雄配子随机结合 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 三 总结 扩展 孟德尔的研究方法是杂交试验法 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为 3 1 孟德 尔解释的关键是杂合子 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试验 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 四 课堂练习 1 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 A 100 B 3 4 C 1 2 D 1 4 2 子叶黄色豌豆 YY 与子叶绿色豌豆 yy 杂交 表现型全是黄色 让其自交 后 发生性状分离 黄色子叶与绿色子叶之比为 3 1 请用遗传图解说明试验的全过 程和试验结果 二 教师活动 孟德尔对相对性状遗传试验的试验结果是什么 如何解释试验的结果 学生回答 略 教师活动 孟德尔做了一对相对性状的遗传试验 并用自己的思想做出解释 这种解 释没有试验验证前叫做假说 那么 孟德尔的解释究竟正不正确 还要经试验验证 3 测交 对分离现象解释的验证 教师活动 测交是让杂种子一代 与隐性类型亲本回交 用来测定 的基因组 成 教师板书 测交 杂种子一代 隐性类型 Dd dd 问 按孟德尔的解释 杂种子一代 Dd 能产生几种配子 数量比如何 学生课堂活动 每位学生在草稿纸上做出测交的遗传图解 并请一位学生上黑板做题 学生的可能结果 测交后代基因型 2Dd 2dd 测交后代表现型 2 高茎 2 矮茎 教师活动 1 这样做也是正确的 不能说是错的 高茎 矮茎 预期结果 在一般处理时 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试验 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 是杂合体 实践是检验真理的惟一标准 因此 孟德尔的解释 假说 应上升为真理 显示 试验结果 假说 试验验证 验证结果与假说推论结果一致 假说上升为真理 若二者不一致时 否定假说 这是科学研究的一般方法 4 基因分离定律的实质 等位基因的概念 在遗传学上 把位于一对同源染色体的相同位置上 控制着相对性 状的基因叫做等位基因 例如 D 和 d 就是一对等位基因 此概念有两个要点 位于一对同源染色体同一位置上 控制着相对性状的基因 如右图 D 和 d 就是等位基因 基因位于染色体上 和染色体同处于平行关系 从本质上解释了性状分离现象 提问 分离定律的实质是什么 出示减数分裂活动图像 对着图讲解 学生活动 阅读教材 23 24 页后回答上述问题 教师强调 基因分离定律的实质是 在杂合子 细胞中 位于一对同源染色体 上的等位基因 具有一定的独立性 生物体在进行减数分裂形成配子时 等位基因会随着 同源染色体的分开而分离 分别进入到两个配子中 独立地随着配子遗传给后代 5 基因型和表现型 表现型 遗传学上 把生物个体表现出来的性状叫做表现型 例如 高茎和矮茎 基因型 把与表现型有关的基因组成叫做基因型 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 基因型是性状表现的内在因素 表现型则是基因型的表现形式 生物体在整个发育过程中 不仅要受到内在因素基因的控制 还要受到外部环境条件 的影响 举例 略 所以 表现型相同的个体 基因型不一定相同 基因型相同的个体 只有在外界环境 相同的条件下 表现型才相同 举例 略 三 总结 扩展 分离定律是指杂合子在进行减数分裂时 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 孟德尔揭示的分离定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 会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 而孟德尔强调 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 两个配子中 扩展应用 应用分离定律 根据亲 子二代的表现型可谁知基因型 课本第 28 页三 2 请同学们做 讲评解题思路 1 首先确定显性性状 一般说来 相对性状杂交 表现出来的性状是显性性状 但本题的三组杂交试验结果 都与此不相符 只有从第二组杂交试验来看 亲本的后代出 现性状分离 由此可推知亲本的基因型一定是杂合子 亲本所表现出来的性状 圆料就 是显性性状 2 先确定隐性性状的基因型 其必定是纯合体如皱粒 rr 3 得出答案 三个杂交组合的基因型是 第一组 rr rr 第二组 Rr Rr 第 三组 Rr rr 第三个组合为测交试验 遗传图解 略 第三课时 教师活动 1 请一位同学上黑板用基因图解写出孟德尔对相对性状遗传试验的试验过程及时分 离现象的解释 2 基因分离定律的实质 基因型和表现型之间的关系 学生活动 演板 口答 教师活动 孟德尔的分离定律 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 基因的分离定律在实践中也具有重要的指导意义 6 基因分离定律在实践中的应用 1 在农业育种中的应用 教师活动 第一 根据分离定律知道杂交的 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 目前生产上有效的 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 教师活动 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 学生看课本第 25 26 页最后一段 学生活动 将杂种连续地自交种植 观察 选择 直到确认不发生性状分离的抗秆 锈病类型为止 教师活动 第三 如果所要选育的作物性状是由隐性基因控制的 则 不会表现出 来 能把这样的作物丢掉吗 为什么 学生活动 不能 因为 自交后代会发生性状分离 就会分离出所需性状 2 在人类遗传病中的应用 教师活动 利用基因的分离定律 对遗传病的基因和发病概率做出科学的推断 例如 人类的白化病 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 正常人由正常基因 A 控 制 学生练题 一对表现正常的夫妇 生了一个患白化病的孩子 如果他们再生一个孩子 表现正常的概率是多少 患白化病的概率是多少 请写出以下的基因型 讲评 先写出隐性性状的基因型 白化患儿必定是 aa 正常父母必是含有一个正常基因 A 父母的基因型可暂表示为 A 基因型为 aa 的白化病小孩 是由受精卵发育而来的 必定一个 a 来自卵细胞 一个 a 来自精子 也就是说父母必定含有 a 基因 那么 根据上述第 项 父母基因型就可表 示为 Aa 如图 见下页 抽两个同学上黑板解答此遗传题 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 双亲是正常的杂合子 他们的子女有 3 4 的表现正常 有 1 4 的会患白化病 计算概率的方法 a 用精典公式计算 概率 100 根据上面棋盘 总组合数为 4 某性状组合数表现正常的为 3 表现白化的为 1 代入概率计算式可得 3 4 1 40 b 用配子的概率计算 先计算出亲本产生每种配子的概率 再根据题意要求用相关的 两种配子概率相乘 相关个体的概率相加即可 如 表现正常 AA 或 Aa 的概率为 患病的概率为 7 基因分离定律的例题分析 例 1 番茄茎的有毛 H 对无毛 h 是显性 现有基因型为 Hh 和 Hh 的两个亲本杂 交 问它们的后代可以产生哪几种表现型和基因型 这几种表现型和基因型的概率各是多 少 出示该题 分析 该题已知条件是双亲基因型 求子代的表现型 基因型及相关的概率 通常用 棋盘法 即将每一个亲本的配子放在一侧 注上各自的概率 然后 在棋盘的每一格中写 出台子的基因型和表现型 每一格中合子的概率是两个配子概率的乘积 请二位同学上黑板 用棋盘法解答 出示答案 教师归纳 这是一道以因求果题 其解题思路是 亲代基因型 双亲配子型及其概率 子代基因型及其概率 子代表现型及其概率 下面再看一道题 例 2 豚鼠的毛色由一对等位基因 B 和 b 控制 黑毛雌鼠甲与白毛雄鼠丙交配 甲生 产 7 窝共 8 只黑毛豚鼠和 6 只白毛豚鼠 黑毛雌鼠乙与白毛雄鼠丙交配 乙生产 7 窝共生 15 只黑毛豚鼠 问甲 乙 丙 3 只余鼠的基因型 出示该题 讲述 先根据题意列出遗传图式 但必须首先判断豚鼠毛色的显隐关系 题中的两种交配类 型中 黑毛亲鼠已与白毛亲鼠雨交配 只产生黑毛鼠 故黑色一定是显性 白色一定是隐 性 为此遗传图式是 第二步从遗传图式中出现的隐性纯合体突破 从第 一 个杂交组合来看 因为子代有白毛豚鼠 基因为 bb 它们是由精子和卵细 胞受精后发育而成的 所以双亲中必有一个 b 基因 故推导出甲的基因型为 Bb 也可以根据后代的分离比解题 若后代性状分离比为 3 1 则双亲一定是杂合体 若后代的性状分离比为 1 1 时 则一定是测交 双亲一为杂合体 一为隐性纯合体 若后代性状只有一种表现型 则双亲 都是纳合体 或一方是杂合体 一方是显性纯合体 为此 推出乙的基因型为 BB 答案 亲鼠甲的基因型是 Bb 亲鼠乙的基因型是 BB 亲鼠丙的基因型是 bb 最后归纳 这是一道由果推因题 其解题思路是 子代表现型及其比例 双亲的交 配方式双亲的基因型 三 总结 孟德尔揭示的分离定律奠定了遗传的基础 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 基因的分离定律是以后要学习的基因自由组合 定律和基因连锁交换定律的基础 四 课堂练习 1 用纯合的高茎豌豆与矮茎豌豆杂交得 自花受粉得 再自花受粉得 那么 中矮茎豌豆所占的比例是 A 1 8 B 3 8 C 1 6 D 1 4 2 狗的卷毛是由于一个显性基因控制的 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 教学反思 孟德尔建立的两大遗传定律因为比较抽象和与学生的生活实际距离较远 是学生学习的难点和重点 怎样才能很好地理解和应用这两大定律 解决生产实践中的一 些实际问题 是摆在教师和学生面前的一道难题 本人经过教学实践发现 在教学中 换 位思考 以孟德尔的研究方法和思维方式来学习这两大定律 并找出其中的记忆规律 可以起到明显的教学效果