福建省漳州市芗城中学高中生物 1.2孟德尔的豌豆杂交实验（二）教案 新人教版必修2.doc

第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）课本页码：913；教参页码：2630教学目标1知识与技能（1）阐明孟德尔的两对相对性状的杂交实验及自由组合规律。（2）分析孟德尔遗传实验获得成功的原因。（3）说出基因型、表现型和等位基因的含义。2情感态度与价值观（1）通过孟德尔豌豆杂交实验所揭示的自由组合定律的学习，对学生进行辨证唯物主义实践观的教育。（2）通过对孟德尔获得成功的原因的总结，培养学生严谨求实的科学态度，培养学生的探究意识和创新精神。教学重点（1）对自由组合现象的解释，阐明自由组合定律。（2）分析孟德尔遗传实验获得成功的原因。教学难点对自由组合现象的解释。教具准备孟德尔的豌豆杂交实验（二）课件课时安排本节内容需安排两个课时进行教学 第一课时 二对相对性状的遗传实验对自由组合现象的解释第二课时 对自由组合现象解释的验证自由组合定律第1课时（时间：2015年11月 4日）学情分析： 学生通过对孟德尔一对相对性状的遗传实验的学习对遗传的现象，原因有了一定的认识和了解，为二对相对性状的遗传实验的学习打下了一定的基础教学过程日常生活中我们常见到这样的现象：同是一对夫妇生下的孩子存在着许多差异，有的孩子表现了父亲的特征，又有与母亲相似的性状，这是什么原因呢？原来任何生物都不止表现一种性状，后代表现的性状可以是亲本性状的组合。那么，在传宗接代的过程中，亲代的多种多样的性状又是遵循什么规律传给后代的呢？孟德尔通过豌豆两对相对性状的遗传实验，揭示出了遗传的第二个基本定律自由组合定律。屏幕显示课题：第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）回顾：孟德尔揭示分离定律时所采用的科学研究的基本过程是怎样？发现问题提出假设实验验证得出结论。今天我们学习的孟德尔自由组合定律的揭示仍然经历这一科学研究过程，孟德尔的问题是通过两对相对性状的杂交实验发现的。1相对性状的杂交实验（发现问题两对）孟德尔是用豌豆的哪两对相对性状来进行实验的？豌豆种子的粒色：黄色和绿色；豌豆种子的粒形：圆粒和皱粒。问题一：f1代的性状表现是什么？说明了什么问题？无论正交和反交，f1代全为黄色圆粒，说明黄色对绿色为显性，圆粒对皱粒为显性。问题二：f1自交，f2代出现了几种性状表现？比例是多少？与亲代相比有什么不同？课件展示遗传图解f2代出现了四种性状表现：黄色圆粒315粒、黄色皱粒101粒、绿色圆粒108粒、绿色皱粒32粒，其比例接近9331。与亲代相比，f2代不仅出现了两种与亲代相同的性状即亲本性状黄色圆粒和绿色皱粒，而且出现了两种与亲本不同的新性状即重组性状黄色皱粒和绿色圆粒。问题三：f2代中两种新性状（重组性状）与亲本性状有什么关系？刚好是两亲本不同性状的重新组合的结果，即黄色可以和圆粒拆开与皱粒组合，绿色可以和皱粒拆开与圆粒组合。如果就每一对相对性状单独分析，即黄绿和圆 皱分别是多少？这说明了什么？粒色：黄色绿色=（315+101）（108+32）=41614031粒型：圆粒皱粒=（315+108）（101+32）=42313331上述数据说明，豌豆的粒色和粒形这两对相对性状的遗传都遵循了分离定律，并且一对相对性状的分离对其他相对性状没有影响。两对相对性状实验中f2的9331数量比与一对相对性状实验中f2的31数量比有什么关系？从数学角度分析，9331是（31）2的展开式。通过前面的分析可知，两对相对性状的遗传结果，是每对相对性状独立遗传结果31的乘积（31）2，即（3黄1绿）（3圆1皱）=9黄圆3黄皱3绿圆1绿皱。那么，为什么f1代只有黄色圆粒一种性状？f2代为什么会出现黄色皱粒和绿色圆粒两种新性状（重组性状）？其实质是什么？这就是孟德尔在实验中所发现的问题，孟德尔是如何解释这一现象的呢？2对自由组合解释（提出假说）现象的孟德尔首先假设豌豆的两对相对性状分别由两对不同的遗传因子控制，且这两对遗传因子在传递过程中彼此是独立的。根据上节课的学习我们知道，孟德尔认为性状是由遗传因子来控制的，遗传因子在体细胞中成对存在，那么黄色圆粒和绿色皱粒的体细胞中有几对遗传因子？如果用y（y）和r（r）来表示粒色和粒形，那么纯种的黄色圆粒和纯种的绿色皱粒豌豆的遗传因子组成如何表示？分别有2对遗传因子，黄色圆粒可用yyrr表示，绿色皱粒可用yyrr表示。（此处边问边画遗传图解来加强学生的理解和记忆）。上节课我们还学到遗传因子在配子里是成单存在的，那么上述两个亲本产生的配子的遗传因子又是如何表示的？纯种黄色圆粒产生的配子可用yr表示，纯种绿色皱粒产生的配子可用yr表示。两亲本杂交时产生的配子yr和yr结合，所产生f1的遗传因子组成就是yyrr。f1代体细胞中既有y，又有y，既有r又有r，为什么f1表现出的是黄色圆粒呢？因为y对y具有显性作用，r对r具有显性作用，所以f1表现出来的是y和r所对应的性状，即黄色圆粒。根据分离定律，每对遗传因子都要彼此分离，同时孟德尔还假设，不同对的遗传因子可以自由组合。既然是自由组合，f1能产生几种配子？y可以与r或r组合，y可以与r或r组合，即产生yr、yr、yr、yr四种配子。孟德尔认为，在这个过程中每对遗传因子的分离以及不同对遗传因子之间的自由组合是彼此独立、互不干扰的，且分离和组合是同时进行的。这样，f1产生的雌配子和雄配子就各有四种：yr、yr、yr、yr，并且它们之间的数量比是1111。受精时，由于雌雄配子的结合是随机的，那么配子的结合方式有几种？f2中的性状表现和遗传因子的组成形式各有几种？画出该杂交实验的遗传图解，并归纳总结老师提出的问题。结果如下：p yyrr yyrr 减数分裂 减数分裂配子 yr yr 受精作用f1 yyrrv 减数分裂 f1配子 yr yr yr yrf 2 yr yyrr yyrr yyrr yyrryr yyrr yyrr yyrr yyrryr yyrr yyrr yyrr yyrryr yyrr yyrr yyrr yyrr师生进行总结，得出以下几种规律来： 图1-2-1 图1-2-2 图1-2-31f 1配子组合方式16种。2f 2性状表现4种，出现在各三角形中，如图1-2-1所示：黄色圆粒（y r ）出现于最大的三角形的三角和三边上（yyrr、yyrr、yyrr、yyrr），共占9/16；黄色皱粒（y rr）出现于次大三角形的三个角上（yyrr、yyrr），共占3/16；绿色圆粒（yyr ）出现于小三角形的三个角上（yyrr、yyrr），共占3/16；绿色皱粒（yyrr）出现于一个点上（yyrr），共占1/16。3f 2遗传因子的组成方式9种：纯合体（yyrr、yyrr、yyrr、yyrr）位于一条对角线上（如图1-2-2所示），每种各占1/16，共占4/16；双杂合体即两对遗传因子的杂合体（yyrr）位于另一条对角线上（如图1-2-2所示）；共占4/16；单杂合体即一对遗传因子的杂合体（yyrr、yyrr、yyrr、yyrr）以纯合体对角线为轴而呈对称分布（如图1-2-3所示），每种各占2/16，共占8/16。49种遗传因子组合形式可作如下规律性的排列（用f 2中每对遗传因子组合形式及比例相乘的方法得出如下结果），每种遗传因子组合形式前的系数即为其比例数，见下表：1yy（黄） 2yy（黄）1yy（绿）1rr（圆）2rr（圆）1yyrr（黄圆） 2yyrr（黄圆）2yyrr（黄圆） 4yyrr（黄圆）1yyrr（绿圆）2yyrr（绿圆）1rr（皱） 1yyrr（黄皱） 2yyrr（黄皱）1yyrr（绿皱）讲解：1利用分离定律结合数学概率来分析两对相对性状的杂交实验的几个关键性结论。第一步：利用分离定律分别分析各对相对性状f2的基因型、表现型及比例。 f1 黄色（yy） 圆粒（rr） f2遗传因子组成 yy yy yy rr rr rr 比例 1/4 1/2 1/4 1/4 1/2 1/4 性状表现 黄色 绿色 圆粒 皱粒 比例 3/4 1/4 3/4 1/4第二步：利用数学概率乘法原理进行计算。子代基因型的数量比应该是各对基因型相应比值的乘积；子代表现型的数量比也应该是各对表现型相应比值的乘积。我们以f2代中的黄色皱粒为例：黄色和皱粒是两个相对独立的事件，它们单独出现的概率分别是3/4和1/4，在后代中出现了黄色皱粒个体，就表明黄色和皱粒这两个事件，能在同一个体上同时出现，既然是同时出现，那么我们就应用乘法原理，黄色皱粒豌豆的概率为3/41/4=3/16。依次类推，黄色圆粒：3/43/4=9/16 绿色圆粒：1/43/4=3/16绿色皱粒：1/41/4=1/16同理，f2中各种遗传因子组成的概率也可用此法计算出来。这几个结论和前面孟德尔用棋盘法分析所得到的结论完全一致，表明这种数学解法是正确的（这种方法也叫逐对分析法）。评价反馈1具有两对相对性状的纯种个体杂交，在f2出现的性状中： （1）双显性性状的个体占总数的 ；（2）能够稳定遗传的个体占总数的 ；（3）与f1性状不同的个体占总数的 ；（4）与亲本性状不同的个体占总数的 。2白色盘状南瓜和黄色球状南瓜杂交，f1全为白色盘状南瓜，若f2中纯合白色球状南瓜有1000个，从理论上计算，f2中杂合黄色盘状南瓜的数目是（ ）a1000个 b2000个 c3000个 d4000个参考答案：1（1）9/16 （2）1/4 （3）7/16 （4）3/8或5/82答案：b 解析：根据题意，白色盘状黄色球状白色盘状，说明白色和盘状均为显性，分别用a、b表示其遗传因子。黄色与球状的遗传因子分别a、b表示，列出遗传图解p aabbaabb f1 aabbv f2f2中的组合数16，表现型4种，遗传因子组成9种。其中纯合白色盘状南瓜（aabb）占1/41/4=1/16，共有1000个。而杂合黄色盘状南瓜（aabb）占1/41/2=1/8=2/16，其数量应该是21000=2000个。课堂小结本节课我们主要学习了孟德尔两对相对性状的遗传实验及对实验现象的解释，重点掌握子二代（f2）出现新性状是由于遗传过程中控制不同性状的遗传因子发生了自由组合；还应该对子二代（f2）中9种基因型和4种表现型的规律进行理解记忆，以便在以后的解题过程中直接应用。布置作业p12：基础题2 板书设计第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二） 一两对相对性状的遗传遗传实验p 黄色圆粒 绿色皱粒 f1 黄色圆粒vf2 黄圆 黄皱 绿圆 绿皱比例 9 3 3 1二对自由组合现象的解释 p yyrr yyrr 减数分裂 减数分裂配子 yr yr 受精作用f1 yyrrv 减数分裂 f1配子 yr yr yr yrf 2 yr yyrr yyrr yyrr yyrryr yyrr yyrr yyrr yyrryr yyrr yyrr yyrr yyrryr yyrr yyrr yyrr yyrrf2代中结合方式16种，遗传因子组合形式9种，性状表现4种，比例为9331。第2课时（时间： 年 月 日）学情分析： 高中文科班主要针对会考对自由组合定律的要求较低，遗传规律重点放在分离定律，因而，对自由组合定律不做深入的探讨和分析。教学过程孟德尔用两对相对性状的豌豆进行杂交，其f1代只有一种性状表现，f2代出现了四种性状表现，其比例是9331，孟德尔是如何解释这种现象的？决定不同性状的遗传因子进行了自由组合。孟德尔解释的关键是什么？f1产生了四种数量相等的雌、雄配子。要确定这种解释是否正确，可用什么方法？测交法。3对自由组合现象解释的验证（实验验证）回顾：什么是测交？用f1与双隐性类型杂交，即用f1与绿色皱粒豌豆杂交。测交的目的是什么？目的是测定f1的遗传因子组成。按照孟德尔提出的假说，f1能产生yr、yr、yr、yr四种数量相等的配子，而隐性纯合子只能产生yr一种配子，请大家推测一下后代有几种遗传因子组成及性状表现？其比例是多少？测交及其实验结果的遗传图解： 杂种子一代（f1） 隐性纯合子 测交 yyrr yyrr 配子 yr yr yr yr yr 测交后代 yyrr yyrr yyrr yyrr 黄圆 黄皱 绿圆 绿皱 比例 1 1 1 1上述遗传图解是根据孟德尔对自由组合现象从理论上推导出来的结果，其后代有四种性状表现，且比例为1111。如果实验结果与理论推导相符，则说明理论是正确的；如果实验结果与理论推导不相符，则说明这种理论推导是错误的，实践是检验真理的唯一标准。课件显示孟德尔所做的测交实验结果，请同学仔细分析，能得出什么结论？ 性状表现项目黄色圆粒黄色皱粒绿色圆粒绿色皱粒实际子粒数f1作母本31272626f1作父本24222526不同性状的数量比1 1 1 1无论正交还是反交，实验结果完全符合他的设想，说明他的理论推导是正确的，即f1在形成配子时，产生了四种配子，决定不同性状的遗传因子是自由组合的。4自由组合定律（得出结论）控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。这一遗传规律又称为孟德尔第二定律。5孟德尔实验方法的启示6孟德尔遗传规律的再发现课件显示重新发现孟德尔定律的三位科学家。孟德尔定律是在哪一年发表的？生：1866年。这一重大成果在当时有没有引起人们的重视呢？没有。为什么没有引起人们的重视？原因：第一孟德尔采用了假说演绎法（即基于对大量数据的分析而提出假说，再设计新的实验来验证）来进行科学研究，这在当时是绝无仅有的，没有得到其他科学家的认同；第二孟德尔首次将数学方法引入生物学研究中，这在当时也是一个创举，是超越前人的创新，是当时许多科学家无法理解和接受的。所以孟德尔定律一直沉寂了30多年，直到1900年，三位科学家分别重新发现了孟德尔定律，才渐渐地引起学术界的重视，遗传学由此开始发展起来。1909年，丹麦生物生物学家约翰逊给“遗传因子”重新起名为“基因”，并且提出了表现型和基因型的概念。什么是表现型和基因型？两者之间有什么关系？表现型：是指生物个体表现出来的性状，如豌豆的高茎和矮茎。基因型：与表现型有关的基因组成叫做基因型。高茎豌豆的基因型是dd或dd，矮茎豌豆的基因型是dd。 两者关系：基因型是性状表现的内在因素，表现性是基因型的表现形式。那么表现型相同的个体，基因型相同吗？请举例说明。不一定相同，如高茎豌豆的基因型有dd、dd两种。基因型相同的个体表现型相同吗？基因型相同的个体，表现型也不一定相同，表现型是基因型与环境相互作用的结果。最后，给学生讲清楚等位基因、相同基因的概念：等位基因：控制相对性状的基因叫做等位基因，如d和d；相同基因：控制相同性状的基因叫做相同基因，如d和d，d和d。 讲解1孟德尔获得成功的原因第一正确地选用实验材料是孟德尔获得成功的首要条件。孟德尔正是因为选用了豌豆做杂交实验，才能有效地从单一性状到多对性状研究生物遗传的基本规律，才能对遗传实验结果进行量化统计，所以科学地选择实验材料是科学研究取得成功的重要保障之一。第二在对生物的性状进行分析时，孟德尔首先只针对一对相对性状的传递情况进行研究。在弄清一对相对性状的传递情况后，再研究两对、三对，甚至是多对相对性状的传递情况。这种由单因素到多因素的研究方法也是孟德尔获得成功的重要原因。第三用统计学方法对实验结果进行分析是孟德尔获得成功的第三个原因。如果孟德尔没有对实验结果进行统计学分析，他很难做出对分离现象的解释。因为通过统计，孟德尔发现了生物性状的遗传在数量上呈现一定数学比例，这引发他揭示其实质的兴趣。同时这也使孟德尔意识到数学概率，也适合于生物遗传的研究，从而将数学的方法引入对遗传实验结果的处理和分析。第四科学地设计实验程序是孟德尔获得成功的第四个原因。此外，扎实的知识基础和对科学的热爱，严谨求实的科学态度，勤于思考、勇于实践以及敢于向传统挑战的精神也是孟德尔获得成功的原因。2基因型和表现型及其相互关系在遗传学上，把生物个体表现出来的性状叫做表现型；把与表现型有关的基因组成叫做基因型。生物个体的基因型在很大程度上决定了生物个体的表现型。例如，含有显性基因d（基因型dd、dd）的豌豆，表现为高茎；只含有隐性基因d（基因型dd）的豌豆，表现为矮茎。可见，基因型是性状表现的内在因素，而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。如玉米，基因型为a 的玉米在有光条件下，是绿色，但是在遮光条件下，却表现为白化苗。这表明，在不同的环境条件下，同一种基因型的个体，可以有不同的表现型。因此，表现型是基因型与环境相互作用的结果。五评价反馈1孟德尔对遗传定律的探索经过了（ ）a分析假设实验验证 b假设实验结论验证c实验分析假设讨论 d实验假设验证结论2假定基因a是视网膜正常所必须的，基因b是视神经正常所必须的。现有基因型为aabb的双亲，从理论上分析，在他们所生后代中，视觉正常的可能性是（ ）a3/16 b4/16 c7/16 d9/16六课堂小结本节课我们重点学习了对自由组合现