浙科版高二孟德尔自由组合定律教学设计

1、、基因的自由组合定律一、前期分析主要内容包括自由组合定律和双因子 对染色体行为进行的进一步探究， 也 因此，本节的学习内容在教材中处教材分析 本节课选自选自浙科版高中生物必修二第二章第二节， 杂交实验。 这是在学生之前学习了别离定律的根底上， 为接下来要学习的染色体与遗传提供了必要的知识储藏。 于承上启下的地位。学习者分析 本节课的授课对象是高二学生，从知识起点上来看，他们之前学习别离定律时已经对染 色体行为有了一定的了解， 但对于他们怎么组合却不了解。 从认知起点上来看， 他们已经具 备了一定的理性思维能力和逻辑分析能力， 对事物探究的好奇心强， 但往往具有一定的盲目 性。因此教师在教学过程

2、中要充分利用学生这一心理特点， 运用多种教学手段组织开展教学 活动，充分发挥学生的主体地位，帮助学生在构建新知的同时，开展学生的科学探究能力。二、教学目标知识目标1、说出孟德尔两对相对性状的杂交试验。2 、概述基因的自由组合定律及其在实践中的应用，解释对自由组合现象。3、说明基因的自由组合定律的实质。能力目标1 通过配子形成与减数分裂的联系，提高知识迁移能力。2 通过自由组合定律在实践中的应用及有关习题训练，掌握应用自由组合定律解遗传题 的技能、技巧。情感目标1 通过孟德尔豌豆杂交试验所揭示的基因自由组合定律的学习，养成实事求是、不断探 索新知识的科学态度三、教学重难点重点1对自由组合现象的解

3、释。 2基因的自由组合定律的实质。难点1对自由组合现象的解释。四、教学过程第一课时【导入：】上一节课我们学习了基因的别离定律。下面我们来复习一下 ：1、基因别离定律的实质是什么？基因别离定律 是：在杂 合子的细 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 色体的分开而别离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代2、分析孟 德尔的另 外两个一对相 对性状 的遗传试验豌豆粒色试验P 黄色 X 绿色JF1黄 色豌豆粒形试验P 圆形 X 皱 形JF1圆 形F2 F2Fi黄色豌豆自交产生两种表现型：黄色和绿色，

4、比例为：3: 1 ;Fi圆 形豌豆自交产生F2有两种类型：圆粒和皱粒，比例为3 : 1【 讲述：】 这节课我们在学习了基因的别离定律的根底上，来学习基因的自 由组合定律。首先我们来了解孟德尔的两对相对性状的遗传试验。一两对相对性状的遗传试验【过渡：】孟德尔的基因别离定律是在完成了对豌豆的一对相对性状的研究后得 出的。那么，豌豆的相对性状很多，如果同一植株有两对或两对以上的纯合亲本 性状，如：豌豆的黄色相对于绿色为显性性状，圆粒相对于皱粒为显性性状。我 们将同时具有黄色、圆粒两种性状的纯亲本植株和具有绿色、皱粒两种性状的纯 亲本植株放到一起来研究它们杂交情况的话，会出现什么样的现象呢？它是否还

5、符合基因的别离规律呢？于是，孟德尔就又做了一个有趣的试验，试验的过程是 这样的。1、纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆的杂交试验P黄色圆粒X绿色皱粒F 1黄色圆粒:绿色圆粒：黄色皱粒:108 粒 ：101 粒:3:3F 23159黄色圆粒粒:绿色皱粒:32粒1孟德尔选用了豌豆的粒色和粒形这样两个性状来进行杂交，即纯种黄色圆粒 豌豆和纯种绿色皱粒豌豆做亲本进行杂交。无论是正交还是反交，结出的种子都 是黄色圆粒的。以后，孟德尔又让F 1植株进行自交。产生的F2中，不仅出现了 亲代原有的性状黄色圆粒和绿色皱粒，还产生了新组合的性状绿色圆粒和黄色皱粒。在所结的556粒种子中，有黄色圆粒的315粒、绿色

6、圆粒的108 粒、黄色皱粒的101粒、绿色皱粒32粒。四种表现型的数量比接近9 : 3: 3 : 1。2、两对相对性状的遗传试验的主要特点1F 1均为黄色圆粒，为显性性状；2F2有四种表现型，这四种表现型的数量比接近9 : 3 : 3 : 1 ;3F2中的绿色圆粒和黄色皱粒是不同相对性状间的重组新类型；4正交和反交的结果相同。二对自由组合现象的解释为什么会出现以上这样的结果呢？这一试验结果又是否符合基因的别离定 律呢？我们首先从一对性状粒色、粒形入手，看看试验结果是否符合基因的别 离定律。1、每一对相对性状的遗传都符合基因的别离定律粒色：黄色 315 + 101 = 416绿色 108+ 32

7、 = 140黄色：绿色=416: 140 ,接近于3: 1粒形：圆粒 315 + 108 = 423皱粒 101+ 32 = 133圆粒：皱粒=423: 133 ,接近于3: 1由此可见，从一对相对性状的角度去衡量这一试验是符合基因的别离定律 的。2、两对相对性状的别离是各自独立的两对相对性状在共同的遗传过程中性状别离和等位基因的别离是互不干扰、 各自独立的，是随机的。那么，新组合的性状又是如何产生的呢？通过对上述遗传试验的分析，在F2不仅出现了与亲本性状相同的后代，而且出现了 两个新 组合的性 状即黄 色皱粒 和绿色 圆粒，并且这两对 相对性状 的别离 比接近3: 1。这说明在F1形成配子后

8、，配子在组合上发生了自由配对的现象。3、不同对的相对性状之间自由组合由 于一对性状的 别离是随机的 、独立的 ，那 么，两对 性状在遗传的 过程中必 然会发生 随机组 合。如果我们利用概率计算的 原理进行计算，能得到怎样的 结果 呢？从实验结果来看，在F2中：圆形 ： 3/4皱形： 1/4粒色 : 黄色 : 3/4 粒形 绿色 ： 1/4也就是说，在 3/4 的 黄色种子中 ，应 该有 3/4 是圆粒的 ， 1/4 是皱粒的 ；在 1/4 的 绿 色 种 子 中 ， 应 该 有 3/4 是 圆 粒 的 ， 1/4 是 皱 粒 的 。 反 过 来 也 一 样 ， 即 在 34 的 圆粒种子 中

9、， 应该有 3/4 是黄色的 ， 有 1/4 是绿色的 ；在 1/4 的 皱粒种 子 中 ， 应该有 3/4 是黄色；1/4 是绿色。因此， 两对 性状结合 起来， 在 556 粒种子 中 应出现 的 性状及比例为黄色 圆粒：3 / 4x3/4 = 9 / 16556x9 / 16 = 313黄色皱粒：3/ 4x1 / 4 = 3/ 16 556x3 / 16 = 104绿色圆粒：1 / 4x3 / 4 = 3/ 16556x3 / 16 = 104绿色皱粒：1 / 4xl / 4 = 1/ 16 556x1/ 16 = 34杂交实验的 结果也正是如此。在 556 粒种子 中 ，黄 色 圆 粒

10、 315 粒，黄 色皱粒 101 粒， 绿 色圆 粒 108 粒， 绿色皱 粒 32 粒， 正好接近 ： 9/16： 3/ 16： 3/16： 1 / 16 ， 即 ： 9： 3： 3： 1 。孟德尔对上述的自由组合现象是怎样解释的呢？请同学们看课本P31以上数 据说明至P32第二自然段结束。4、孟 德尔 对 自 由 组合 现象进行了 解 释孟德 尔对自 由 组合现 象进行了 解释 ， 其要点是：1豌豆的 粒色 和粒形 分别由 一对遗传因子 等位基因控制， 即黄色和 绿色分别由遗传因子等位基因Y和y控制；圆粒和皱粒分别由遗传因子等 位基因R和r控制。由于子一代表现为黄色圆粒，说明亲本中黄色相对

11、于绿色 为显性性状，圆 粒 相对于皱粒为显性性状。这 样 ，两 个亲本中 ，纯 种黄色 圆 粒的 遗 传因 子 组成 基因 型 为 YYRR； 纯种绿色 皱粒的 遗 传因 子 组成 基因 型 为yyrr 。2丨形成配子时，两个亲本YYRR产生的配子为YR, yyrr产生的配子为yr。 3受精后， F1 的 遗传因 子组成 基因 型为 YyRr ，其表 现型为 黄 色圆 粒。 4 F1 形成配 子时, 每对遗传 因 子 等位基 因 表 现为 别离。 与此同 时, 在 不同 对 的 遗传 因 子 非等 位基因 之间表现 为随机自 由 结 合,而且是 彼此独立、 互不干扰的 。 这 样, F1 产生

12、的 雌雄配子 各有 4 种, 即 YR、Yr、yR、yr , 其比例 为 1： l ： l ： 1。关于 杂种 F1 产生配 子的 种类和 比 例是发 生 基因 自 由 组 合的 根本 原因 , 也是 这 节课的 难点。 现在我们 一起来 分析 F1 产生 配子的 过程。杂种F1 YyRr丨在减数分裂形成配子时，等位基因Y和y、R和r会随着同 源染色体的 别离进入不同 的 配子 ,而不同 对 的 等位 基因 之间随机组合在同 一配子 中。F1基因型t等位基因别离t非等位基因之间自由组合t YR Yr yR yr1 ：1 ： 1 ： 1由于Y与R和r组合的几率相同，R与Y和y组合的几率也相同，所

13、以4种 配 子的 数 量相同 。5丨杂种F1形成配子后，受精作用时雌雄配子的结合是随机的，即各种类 型 的 雌雄配子的 结合时机均等。 因 此, F1 的 配 子的 结 合方式有 16 种, 其中 有 9 种 基因 型 、 4 种表现 型, 表 现型数 量比接 近于 9： 3： 3： 1。5、黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆杂交试验分析图解PYYRR X yyrrJJ配子YRyrJJF 1YyRrF 2基因型1/16 YYRR1/16 yyRR1/16 Yyrr2/16 YyRR2/16 yyRr2/16 Yyrr2/16 YYRr1/16 yyrr4/16 YyRr表现型9/16 黄色圆粒 3/1

14、6绿色圆粒3/16黄色皱粒 1/16绿色皱粒孟德尔在完成了对豌豆一对相对性状的研究以后，没有满足已经取得的成 绩，而是进一步探索两对相对性状的遗传规律，揭示出了遗传的第二个规律一基 因的自由组合定律。在揭示这一规律时，他不仅很准确地把握住了两对相对性状 的显隐性特点，进行了杂交试验；并在产生Fi后，对F1进行自交，分析出因为 在减数分裂形成配子时，各产生了 4种雌雄配子。由于雌雄配子的自由组合， 才在F2中出现了新组合性状这一规律。五、形成性评价1、用结白色扁形果实基因型是WwDd的南瓜植株自交，是否能够培养出 只有一种显性性状的南瓜？你能推算出具有一种显性性状南瓜的概率是多少？2、具有两对相

15、对性状的纯种个体杂交，按照基因的自由组合定律，F2出现的性状中：1能够稳定遗传的个体数占总数的。 2与F i性状不同的个体数占总数的。六、板书第二节基因的自由组合定律一两对相对性状的遗传试验1、纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆的杂交试验2、两对相对性状的遗传试验的主要特点1F 1均为黄色圆粒，为显性性状；2F2有四种表现型，这四种表现型的数量比接近9 : 3 : 3 : 1 ;3F2中的绿色圆粒和黄色皱粒是不同相对性状间的重组新类型；4正交和反交的结果相同。二对自由组合现象的解释1、每一对相对性状的遗传都符合基因的别离定律2、两对相对性状的别离是各自独立的3、不同对的相对性状之间自由组合4、

16、孟德尔对自由组合现象的解释5、黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆杂交试验分析图解PYYRR XyyrrJJ配子YRyrJJF iYyRrF 2J基因型1/16 YYRR1/16 yyRR1/16 Yyrr1/16 yyrr2/16 YyRR2/16 yyRr2/16 Yyrr2/16 YYRr4/16 YyRr表现型9/16黄色圆粒3/16绿色圆粒3/16黄色皱粒1/16绿色皱粒第二课时教学过程导入 ：上节课 我们用实 验和统 计学的方法分 析了性状 的自由 组合现 象。孟 德 尔为了验证对自由组合现象的解释是否正确，又进行了测交试验。根据孟德尔的解释，出现性状的自由组合主要是由于Fi产生了 4种雌雄

17、配 子。因此，要证明自由组合现象是正确的，就必须证明Fi产生了 4种配子。 三对自由组合现象解释的验证测交试验i 、 目 的选用双隐性的植株与Fi杂交，测出Fi的基因型，从而验证自由组合现象解 释的正确性。2、理论分析根据孟德尔的解释，Fi应产生4种配子YRYr、yR和yr，并且其比例为1 : 1 : 1: i;双隐性个体只产生一种隐性yr配子。所以测交结果应该产生4种类型的后代，即 黄色圆粒、绿色圆粒、黄色皱粒和绿色皱粒，并且 4种表现型的数 量比应为 i: i: l: i。3、杂 交 实 验 杂种子一代隐性纯合YyRryyrrYR Yr yRyryrYyRr Yyrr yyRr yyrrF

18、i 作母本 3i 27 26 26Fi 作父本 24 22 25 26i: i :i :i测交的结果是产生了 4种后代，即黄色圆粒、绿色圆粒、绿色皱粒和黄色皱 粒， 并且它们数量根本相同。 4种表现型的数量比接近 i: i: l: i。4、结 论 测交时无论是正交还是反交，实验与分析相符，验证了对自由组合现象的解 释是正确的。并且证明了 Fi的基因型为YyRr，既能产生4种雄配子，又能产生4 种雌配子，从而证实了 Fi在形成配子时，不同对等位基因是自由组合的。四 基因自由组合定律的实质 孟德尔的杂交试验从实践的角度论证了自由组合定律的存在和规律。 现在， 我们从现代遗传学的角度去解释这一规律。

19、i、基因自由组合定律的实质基因自由组合定律的实质是: 位于非同源染色体上的非等位基因的别离或组合是 互不干扰的。 在细胞减数分裂形成配子的过程中， 同源染色体上的等位基因彼此别离的同时， 非同源染色体上的非等位基因自由组合。2、细胞学根底 发生在减数第一次分裂的后期3、核心内容 同源染色体上的等位基因彼此别离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。请同 学们思考见幻灯片 5、 6 :i 孟德尔所说的两对基因是指什么？位于i、2号同源染色体上的Y和y及位于3、4号的另一对同源染色 体上的R和r2i号染色体上的Y基因的非等位基因是那些基因？3、4号染色体上的R和r3 非同源染色体上的非等位基因

20、在形成配于时的结合方式是什么？ 自 由组合4这种非同源染色体上的非等位基因自由组合发生在哪一过程中？ 发生在细胞减数分裂形成配子时5基因自由组合定律的实质是什么？位于非同源染色体上的非等位基因的别离或组合是互不干扰的。在细胞 减数分裂形成配子的过程中，同源染色体上的等位基因彼此别离的同时， 非同源染色体上的非等位基因自由组合五基因自由组合定律在实践中的应用1、在育种中的应用 使不同亲本的优良性状的基因组合到一个个体内，创造出优良品种 基因的自由组合定律为我们的动、植物育种和医学实践开阔了广阔的前景， 人类可以根据自己的需求，不断改良动植物品种，为人类造福。例如：水稻中， 有芒A对无芒a是显性，

21、抗病R对不抗病r是显性。其中，无芒和 抗病是人们需要的优良性状。现有两个水稻品种，一个品种无芒、不抗病，另一 个品种有芒、抗病。 请你想方法培育出一个无芒、抗病的新品种。根据 自由组 合定律， 这样的 品种占 总数的 3 16。 我们得到的这种具有杂种优势的品种可以代代遗传吗？ 不可以，因为其中有 2/16 的植株是杂合体，它的下一代会出现性状别离 那么 ， 如何 能得到可 以代代 遗传的 优势品 种？要想得到可以代代遗传的优势品种，就必须对所得到的无芒、抗病品种进 行自交和育种，淘汰不符合要求的植株，最后得到能够稳定遗传的无芒、抗病的 类型2、在医学和优生优育中的应用在现代 医学上 ，我们也

22、常 用基因 的自由 组合规 律来分 析家族遗 传病的 发病规 律。并且推断出其后代的基因型和表现型以及它们出现的依据。这对于遗传病的 预测和诊断以及优生、优育工作都有现实意义。例 如 ：在 一 个 家 庭 中 ，父 亲 是 多 指 患 者 由 显 性 致 病 基 因 P 控 制 ，母 亲 的 表现型正常 ，他 们 婚后却生 了一个 手指正常但先 天聋哑的 孩子 由 隐性致 病基因 d 控 制 ， 基 因 型 为 dd ， 其 父 母 的 基 因 型 分 别 是 什 么 ？这样的例子在我们日常生活中是经常遇到的，那么，我们一起来分析，双方 都未表现 出来先 天聋哑症 状的父 母， 为 什么会 生

23、出一个先大聋 哑的孩 子呢？首先，先天聋哑一定是遗传病，其父母均未表现出来，说明其父母均是隐 性基因的携带者。加之其父亲为多指，可以判定其父亲的基因型为：PpDd ;其母 亲表现型正常， 可以判断其母的基因型为： ppDd根据上面的分析，其父母可能出现的配子是什么？其子女中可能出现的表现 型有几种？其母亲可能出现的配子类型为： pD、pd， 其父亲可能出现的配子类型为 PD、Pd、pD、pd。丨他们的后代可能出现的表现型有4种：只患多指基因型为 PpDD、 PpDd ， 只患先天聋哑基因型 ppdd ， 既患多指又患先天聋哑基因 型 Ppdd ， 表 现 型 正 常 基 因 型 ppDD， p

24、pDd 由上面的例子可以看出，孟德尔发现的这两个遗传规律对于我们人类认识自 然，了解人类自己有多么重要的意义。尤其在当前，我们正处于一个新世纪的开 始，如何解决好我们国家开展过程中提高粮食产量，提高人口素质，特别是在计 划生育政策下，进行优生优育等很多问题都有待我们利用我们所学到的遗传学知 识去研究、去解决。在今后的工作中我们将面临众多的课题，这不仅需要我们掌 握好现代科学知识， 而且， 要学习孟德尔的科学精神。 六 孟 德尔获 得成功的 原因我们都知道，孟 德尔并不是进行遗传学研究的第一人，在孟德尔之前，有不 少学者都做过动植物的杂交试验，试图发现这其中的规律，但都未总结出规律来。 孟德尔却

25、以他的科学精神和科学方法发现了遗传的两大规律。为什么孟德尔会取得这么大的成果呢？我们从中应该得到那些启示呢？1、正确地选择了实验材料。2、在分析生物性状时，采用了先从一对相对性状入手再循序渐进的方法由 单一因素到多因素的研究方法。3、在实验中注意对不同世代的不同性状进行记载和分析，并运用了统计学 的方法处理试验结果。4、科学设计了试验程序。孟德尔试验的成功给了我们以很大的启示，即进行科学实验必须具备的几点 精神：1、科学的工作态度和方法：采取循序渐进的方法，由简单到复杂；并注意 观察试验现象，不放过任何一个试验现象。2、运用先进的科学成果，如孟德尔首先将统计学的方法用于生物实验的分 析。3、科学地选择试验的材料。4、有一整套的科学工作的方法和程序。七自