孟德尔的豌豆杂交实验(二)——自由组合定律.doc

第2节孟德尔的豌豆杂交实验（二）学情分析：高中二年级的学生已经从初中的学习方式过度到高中的学习方式，基本适应高中的教学模式。他们通过在初中和高一的学习，已经接触过遗传的一些相关知识，知道性状是有遗传物质控制的，但是对生物体遗传的相关规律还不太了解，大多停留在感性认识的基础上，有对这部分知识学习的性趣。但是他们可能通过其它渠道认识到一些这方面错误或者不完全的知识，通过对这一部分知识的学习能使学生确认识遗传的基本规律，更正以前错误的认识，补充以前在这方面不完全的知识。 通过之前的关于“遗传因子的发现”和“基因分离定律”的学习，学生更能提出多对性状在遗传中的规律，有不断完善遗传规律的知识结构的欲望，这将极大地提高学生的求知欲，增强学生探究和学习积极性，这将对提高这堂课的教学效果有积极作用。高中二年级的学生统计学的知识体系不够完善，这对自由组合规律中有关概率等问题的计算和理解有一定难度，所以在教学过程中要稍微渗透一些这些方面的知识。教材分析：本节为人教版普通高中课程标准实验教科书必修模块2遗传与进化第1章第2节的教学内容，主要是基因的自由组合定律。基因自由组合定律是遗传学上继基因分离定律的最基本的规律之一，是遗传学的基础，也是中学生物学中要求掌握的规律之一。它在遗传育种和人类遗传病推断方面有重要的指导作用。本节课主要内容包括：1.两对相对性状的遗传实验；2.对自由组合现象的解释；3.对自由组合现象解释的验证；4.自由组合定律；5.孟德尔实验方法的启示；6.孟德尔遗传规律的再发现。教材内容按照孟德尔的探索过程的顺序来构建框架体系。由现象到本质，层层深入地展开讨论，便于学生的思维随孟德尔的探索过程进行思考和从实验中领悟科学的方法。本节内容与本学期学习的其他内容有紧密的联系，整册书是按照遗传学发展的历程来编写的，第1章（遗传因子的发现）揭示的是遗传规律的细胞学基础，这是学习遗传两大基本定律的基础；第3章（基因的本质）这是进一步从分子的角度解释了遗传的两大规律；第4章（基因的表达）这揭示的是基因是怎么控制性状的；第5章（基因的突变及其他变异）是从分子生物学和细胞学角度解释性状的变异；第6章（从杂交育种到基因工程）讲述的是遗传规律的生产生活中的应用及其发展；第7章（现代生物进化理论）是从群体的角度，讲述遗传和变异在生物进化中的作用。总之，既然整册书是按照遗传学发展的历程来编写的，抓住这条主线，就可以像串珠一样找出各章之间的有机联系。教学目标：一、知识目标：1.知道孟德尔对自由组合现象的解释及杂交试验分析图解。2.说出基因型、表现型和等位基因的含义。3.会利用基因分离定律和自由组合定律分析计算F2代中的性状分离比例。4. 理解孟德尔获得成功的原因。二、能力目标：1. 通过自由组合定律在实践中的应用及有关习题训练，培养学生分析解决问题的能力。2.培养学生逻辑推理能力和实验现象的分析能力。三、情感、态度与价值观目标1.提高学生执着的科学素养和科学探索精神。2.培养学生的探究意识。教学重难点一、教学重点：1. 基因自由组合现象的解释和验证。2. 基因自由组合定律的阐释与理解。3.孟德尔获得成功的原因二、教学难点1.对自由组合现象的解释。2.应用自由组合规律解决生产生活上的问题。教学方法归纳法、讨论法、讲授法和练习法等。教学课时 2课时教学过程教学内容教学过程教学意图教师活动学生活动(第一课时)新课导入1.复习分离定律：上节课我们学习了孟德尔通过一对性状的杂交试验总结出来的分离定律。那么什么是分离定律呢？分离定律“性状是受成对存在的遗传因子控制的，在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离到不同的配子中去，随配子一起遗传。请问孟德尔的一对性状的杂交试验是如何设计的呢？2.提出探讨的问题：那么孟德尔的分离定律，只研究了一对等位基因控制一对相对性状的遗传。但生物不是只有一种性状，而是具有许多种性状，例如上节课说到的豌豆有7对相对性状。那么，当两对或两对以上的相对性状同时考虑时，它们又遵循怎样的遗传规律呢？是否还遵循3:1的规律分离规律呢？它们的这些相对性状在遗传的时候是怎么样的？这些问题通过这节课的学习大家就明白了。回忆、思考、讨论回答引起思考，使学生产生学习兴趣，引入新课。一、两对相对性状的杂交实验【问】1.一对性状的遗传是否影响其他对性状的遗传？2.孟德尔两对相对性状杂交实验是怎样设计的？ 3.每对性状的遗传是否遵循基因的分离定律?同学们的回答，到底对不对呢？接下来我们一起来看看。【讲述】教师以图1-7和学生的回答讲述：一、两对相对性状的杂交实验（一）实验现象1.杂交P：黄色、圆粒 X 绿色、皱粒 F1: 黄色、圆粒（种子、100%）2.F1自交： 黄色、圆粒（种子时的F1） （即：黄、圆 X 黄、圆） 同植株卵子精子 F2： 种子 黄色圆粒 绿色圆粒 黄色皱粒 绿色皱粒 315 108 102 32 （ 9 ： 3 ： 3 ： 1 ）（二）数据分析1.分析每对性状的F2：粒色：黄/绿 = 315+101 / 108+32 3：1 粒形：圆/皱 = 315+108 / 101+32 3：1【问】：请同学回答第一个问题（一对相对性状的遗传是否影响其他相对性状？）2.根据学生回答作出总结：1）每对相对性状的遗传仍遵循分离定律； 2）两对相对性状遗传时，遗传因子互不干扰。阅读P9P10第三段，思考提出的问题。听老师讲解孟德尔的两对相对性状的杂交试验。讨论、回答问题以旧学新培养学生总结、归纳和讨论分析问题的能力二、对自由组合现象的解释二、对自由组合现象的解释为什么会出现这样的现象呢？对于这种现象孟德尔作出了假设：在形成配子时每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合我们利用孟德尔的假说看能不能解释他的实验现象呢 1、杂交：纯 黄、圆 X 绿、皱 P基因型 （YYRR） （yyrr） 配子： YR yr F1： 黄色、圆粒（种子）（YyRr） 2、F1自交 植株 F1配子： YR yR Yr yr YR yR Yr yr F2：YRyRYryrYRYYRRYyRRYYRrYyRryRYyRRyyRRYyRryyRrYrYYRrYyRrYYrrYyrrYrYyRryyRrYyrryyrrF2基因型则有：1.Y_R_：黄圆（双显性）占9/162.yyR_：绿圆（单显性）占3/163.Y_rr：黄皱（单显性）占3/164.yyrr：绿皱（双隐性）占1/16【问】P10旁栏的思考题【提示】从数学角度看，（31）2的展开式为：（31）2=32（31）（13）12=9331即9331的比例可以表示为两个31的乘积。对于两对相对性状的遗传结果，如果对每一对性状进行单独的分析，如单纯考虑圆和皱或黄和绿一对相对性状遗传时，其性状的数量比是：圆粒皱粒=（315+108）（101+32）=31；黄色绿色=（315+101）（108+32）=31。即每对性状的遗传都遵循了分离定律。这无疑说明两对相对性状的遗传结果可以表示为它们各自遗传结果的乘积，即9331来自于（31）2。【问】如果是三对性状后代性状比例是怎么样？讲解:（31）3=279993331共同完成杂交图谱思考为什么会出现（分离定律）思考P10 “旁栏思考题”并回答。讨论并回答学会棋盘法和分离法拓展学生思维，举一反三。第一课时总结本节课我们讲到了孟德尔用黄园和绿皱的豌豆杂交的到全部黄圆的后代，后代自交得到9：3：3：1的后代比例。而且孟德尔提出了假说解释他之前所做实验的实验现象，也就是子二代出现9:3:3:1的比例，但是我们能说他的假设就是正确的吗？不能。上节课讲分离定律的时候，讲到了一个假设要成立的话，不光能解释已有的实验结果，还要能预测一些未知实验的结果。所以孟德尔又将怎么样来验证他的假说正确与否呢，我们下节课再一起来探讨。请大家下去预习接下来的内容。互动、记忆本节课的重要知识点。总结本节课内容，巩固并加深影像；提示下节课内容。（第二课时）三、对自由组合现象解释的验证（测交）【问】1. 孟德尔对自己提出的假设是怎么样去验证的？（请阅读教材P10P11后回答）【讲解】1、亲本：（F1种子）黄圆 X 绿皱 设计： （YyRr） （yyrr） 植株 配子： YR yR Yr yr yr （1/4） （1/4） （1/4） （1/4） 100% YyRr yyRr Yyrr yyrr 1/4 1/4 1/4 1/4 黄圆 绿圆 黄皱 绿皱 1 1 1 1测交后代： 31 27 26 26（F1作母本） 24 22 25 26（F1作父本）结论：测交有4种（1：1：1：1）的后代，说明F1产生4种（1：1：1：1）的配子，细胞两遗传因子进行自由组合。阅读P10P11回答板出测交实验的过程，看表12，想一想预测与实验是否符合。学及时用，巩固所学知识四、自由组合定律【总结】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，决定同一性状的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。【课堂练习】课后练习第2题 选项：C总结孟德尔第二定律思考并练习共同总结，加深印象。及时巩固五、孟德尔实验方法的启示成功的原因：【问】 孟德尔为什么要选择豌豆做实验？根据学生回答情况总结以下1.豌豆适于作杂交实验材料的优点有：（1）具有稳定的易于区分的相对性状；（2）豌豆严格自花受粉，在自然状态下可以获得纯种，纯种杂交获得杂合子；（3）花比较大，易于做人工杂交实验。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。2.如果孟德尔只是研究多对相对性状的遗传，很难从数学统计中发现遗传规律，这也是前人在遗传杂交实验中留下的经验与教训，孟德尔恰恰借鉴了前人的遗传研究经验，改变实验方法，从简单到复杂地进行观察、统计、分析实验结果，从而发现问题、提出假说、实验验证、得出结论。3.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，也适用于生物遗传的研究，从而将数学的方法引入对遗传实验结果的处理和分析。4.方法得当“假说演绎法”的解释。（即：实验现象-提出假说-设计实验验证假说-得出结论）5.其他方面：（1）扎实的知识基础和对科学的热爱。孟德尔在维也纳大学进修学习时，不仅仅学习自然科学，同时孟德尔还学习数学，产生应用数学方法解决遗传学问题的想法。 （2）严谨的科学态度。从观察遗传现象出发，提出问题，作出假设，然后设计实验验证假设的研究方法。（3）勤于实践。进行了8年的研究，统计分析。总结：1.选材准确：自花传粉中闭花传粉的自然纯种豌豆；人工传粉杂交后可避免外来花粉干扰，结果可靠豌豆有多对易于区分的相对性状（高-矮；圆粒-皱粒；）2.研究方法恰当：先对一对相对性状进行遗传研究，后多对相对-，设计测交实验进行验证；3利用统计学进行分析；思考并讨论、回答。体会孟德尔成功的原因，领悟科学的研究方法的重要性。培养学生认真思考和合作精神；也让他们体会孟德尔的成功原因。六、孟德尔遗传规律的再发现1.基因：控制生物体性状的基本单位。2.表现型：生物个体表现出来的性状。如高度（高茎、矮茎）3.基因型：与表现型有关的基因的基因组成。（如DD、Dd、dd） 4.等位基因：控制相对性状的基因（Dd）【提示】性状表现遗传因子组成环境条件学生思考：基因型能完全决定表现行吗？举例说明。学生踏实掌握概念，理解概念间的关系七、作业布置【作业】P13：二、拓展题。P14：选择题第1、3、4题课后巩固版书设计第2节孟德尔的豌豆杂交实验（二）一、两对相对性状的杂交实验1.杂交P：黄色、圆粒 X 绿色、皱粒 F1: 黄色、圆粒（种子、100%）2.F1自交： 黄色、圆粒（种子时的F1） （即：黄、圆 X 黄、圆） 同植株卵子精子 F2： 种子 黄色圆粒 绿色圆粒 黄色皱粒 绿色皱粒 315 108 102 32 （ 9 ： 3 ： 3 ： 1 ）（二）数据分析1.分析每对性状的F2：粒色：黄/绿 = 315+101 / 108+32 3：1 粒形：圆/皱 = 315+108 / 101+32 3：1二、对自由组合现象的解释假设：每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合1、杂交：纯 黄、圆 X 绿、皱 P基因型 （YYRR） （yyrr） 配子： YR yr F1： 黄色