高中生物第二节基因的自由组合定律第3课示范名师精选教案苏教版

1、名校名 推荐第三课时基因的自由组合定律的应用、性别决定导入新课课件展示：材料：在小麦中，高秆(d) 对矮秆 (d) 是显性，抗病 (r) 对不抗病 (r) 是显性。其中，矮秆和抗病是人们所需要的优良性状。现有两种小麦品种，一个品种是矮秆、不抗病小麦，另一个品种是高秆、抗病小麦。现在人们想利用矮秆、不抗病小麦与高秆、抗病小麦作亲本，培育出一个矮秆、抗病的新品种。人们的愿望能实现吗？学生活动： 学生思考、讨论、交流。生 : 将矮秆、 不抗病小麦与高秆、抗病小麦进行杂交，子一代自交，根据自由组合定律，子二代中就能出现矮秆、抗病的新品种。师 : 利用具有不同优良性状的品种进行杂交，培育人们所需的优良品

2、种，需要在基因的自由组合定律的指导下才能正确进行。推进新课板书：5基因的自由组合定律的应用师 : 孟德尔根据两对或两对以上相对性状的遗传实验， 总结发现了基因的自由组合定律，那么，这个规律在理论和实践中有什么意义呢？学生活动： 阅读教材p34“放眼社会”基因的自由组合定律的应用。生甲 : 在理论上可以解释生物的多样性。师 : 利用孟德尔的基因的自由组合定律，如何解释生物的多样性呢？学生活动： 阅读教材，讨论分析，尝试表达。生 : 生物的基因数目很多，大多是杂合的，若有 n 对杂合基因，其自交后代表现型可能出现 2n 种，从而产生大量新的变异类型。师 : 生物在减数分裂，产生配子的过程中，等位基

3、因要分离，非同源染色体上的非等位基因要自由组合，再加上配子之间的随机结合，导致了基因的重组。基因能够控制性状，基因的重组， 必然导致性状的重组，这样， 后代就会出现许多亲代所没有的性状，也就是出现了变异。如：黄圆绿皱，f2 代出现了黄皱和绿圆。生物中控制性状的基因的数量是极其巨大的， 每条染色体上都有多个基因，这些基因很多呈杂合状态，这样，由于基因的自由组合导致基因重组、就可能产生出极其多样的表现型的后代来。生乙 : 在实践上可以指导动植物育种和医学实践。师 : 每种生物都有许多性状，这些性状有的是优良性状，有的是不良性状，根据孟德尔的基因的自由组合定律， 利用具有不同优良性状的个体作亲本，

4、进行杂交， 通过基因的自由组合，就可以使不同优良性状发生重新组合而集于一身。从而培育出许多优良品种。课件展示：水稻中，有芒 (a) 对无芒 (a) 是显性， 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。 现有两种水稻品种， 一个品种无芒、 不抗病， 另一个品种有芒、 抗病。1名校名 推荐请你想办法培育出一个无芒、抗病的新品种。学生活动： 学生思考、讨论、计算，得出结论。生 : 将无芒、不抗病水稻与另一个有芒、抗病水稻品种进行杂交，子一代自交，根据自由组合定律，子二代中就能出现无芒、抗病的新品种。师 : 子二代中出现的无芒、抗病的新品种占子二代多少？学生活动：

5、 根据孟德尔的基因的自由组合定律进行推导计算。生 : 这样的品种占总数的3/16 。师 : 子二代中得到的这种具有优良性状的品种可以代代稳定遗传吗？生 : 不可以，因为其中有 2/3 的植株是杂合子，它的下一代会出现性状的分离。师 : 如何才能得到可以代代稳定遗传的优良品种呢？学生活动： 讨论、分析、交流。生 : 要想得到可以代代稳定遗传的优良品种，就必须对所得到的无芒、抗病品种进行自交和选种，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。师 : 在生物遗传的过程中由于非同源染色体上的非等位基因的自由组合及不同基因类型的雌雄配子的随机结合， 造成基因的重新组合， 从而使后代的性

6、状也发生重组， 出现了新的类型，以培育良种，这种育种方法叫杂交育种，它的理论基础就是基因的自由组合定律。师 : 在现代医学上，我们也常用基因的自由组合定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。课件展示：在一个家庭中， 父亲是多指患者 ( 由显性致病基因 d 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 p 控制，基因型为 pp) ，其父母的基因型分别是什么？师 : 上述事例在我们日常生活中是经常遇到的，那么，双方都未表现出先天聋哑症状的父母，为什

7、么会生出一个先天聋哑的孩子呢？学生活动： 根据孟德尔的基因的自由组合定律进行分析、推导、计算，并尝试表述推导过程。生 : 首先，先天聋哑是一种遗传病，其父母均未表现出先天性聋哑，说明先天性聋哑是一种隐性遗传病， 其父母均是隐性致病基因的携带者。 而其父亲表现为多指， 婚后却生了一个手指正常的孩子， 由此可以判定其父亲的基因型为： ddpp；其母亲表现型正常， 可以判断其母的基因型为： ddpp。师 : 根据上面的分析，其父母可能出现的配子有哪几种类型？其子女中可能出现的表现型有几种？学生活动： 讨论、分析、计算。生 : 其母亲可能出现的配子类型为： dp、dp，其父亲可能出现的配子类型为dp、

8、dp、dp、dp。他们的后代可能出现的表现型有4 种：只患多指 ( 基因型为ddpp、 ddpp)，只患先天聋哑 ( 基因型 ddpp) ，既患多指又患先天聋哑 ( 基因型 ddpp) ，表现型正常 ( 基因型 ddpp，ddpp。)师 : 从上面的事例的分析可以看出，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发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

9、学知识，而且，要学习孟德尔的科学精神。师 : 生物界普遍具有的生殖方式是什么？进行有性生殖的生物新个体发育的起点是什么？2名校名 推荐生 : 生物界普遍具有的生殖方式是有性生殖，进行有性生殖的生物新个体发育的起点是受精卵。学生活动： 观察教材 p20 蛙的个体发育过程示意图。师 : 同样是受精的卵细胞，为什么将来有的发育成雌性个体？有的发育成雄性个体？板 书：二、性别决定与伴性遗传师 : 性别决定一般是指雌雄异体的生物决定性别的方式。各种生物一般都有一定数目的成对的染色体。 雌雄性别实际上是生物的一对差别明显的性状，也是受染色体上的基因控制。课件展示：“人类男女染色体组型示意图”的课件。图中男

10、女不同的一对性染色体在不停闪烁，以引起学生的注意。师 : 人的细胞中有多少对染色体？学生活动： 观察示意图后回答：有23 对同源染色体。师 : 男女染色体组成中有什么区别？学生活动： 观察示意图，讨论、交流。生 : 男女染色体组成中最后有一对染色体不同。师 : 第 23 对染色体在男女间存在着差异，女性是xx，同型的，男性是xy，异型的， y染色体很短小。 由于这对不同的染色体与性别决定有明显而直接的关系，所以把它叫做性染色体， 而其他染色体与性别决定无关，叫做常染色体。因此，人的体细胞中染色体组成应是22 对常染色体和一对性染色体。教师活动： 写出人的男女体细胞中染色体种类和数目的组成情况。

11、( 男性： 22 对常染色体 xy；女性： 22 对常染色体xx)师 : 人的性别由性染色体决定，而这种性染色体类型叫做xy 型。 xy 型性别决定在 生物界中较为普遍。师 : 自然界中除了人以外，还有哪些生物的性别决定方式也是xy 型？学生活动： 阅读教材， 思考并回答： 大多数雌雄异体的植物、全部哺乳动物、 多数昆虫、一些鱼类和两栖类。师 : 果蝇、马、牛、羊等很多动物以及大麻、色麻等植物都属于xy型性别决定。师 : 性染色体是怎样来决定性别的呢？课件展示：“xy型生物的性别决定的示意图”课件。师 : 属于 xy型性别决定的生物，雌性个体 ( ) 的性染色体是xx，只能产生一种雌配子，含

12、x 染色体；雄性个体 ( ) 的性染色体是xy，能产生两种数目相同的雄配子，一种含x 染色体，一种含y 染色体。当含x 染色体的雄配子和含x 染色体的雌配子结合成的合子含xx，它就发育成雌性；当含y 染色体的雄配子和含x 染色体的雌配子结合成的合子含xy，它就发育成雄性个体。学生活动： 根据上述分析，画出xy型生物的性别决定图解。师 : 一位丈夫因为他的妻子 生了女儿而怪罪，对吗？为什么？学生活动： 认真讨论、分析、交流。生甲 : 不对，因为生男生女不是女方决定。生乙 : 不对，因为生男生女是由男方决定。3名校名 推荐生丙 :不对，因为生男生女是随机的，男方和女方都不能决定。学生丁回答：不对，

13、因为生男生女是男方和女方共同决定。课堂小结受精的卵细胞将来发育成什么性别，取决于受精卵中性染色体的组成，由含 x 的精子与含 x 的卵细胞结合而成的受精卵将来发育成女性；由含 y 的精子与含x 的卵细胞结合而成的受精卵将来发育成男性。后代的性别主要取决于雄配子的类型和雌雄配子结合的随机性。而不能由男、 女任何一方的意愿所决定。从上述图解的分析可以看出，生男、女的比例是11。师 : 生物的性别决定方式除了 xy 型性别决定方式外， 还有什么方式？它又是如何决定性别的呢？学生活动： 阅读教材 p35 有关内容，讨论、分析、交流。生 : 还有一种主要类型是 zw型性别决定方式。师 : 说出 zw型性

14、别决定方式的雌雄个体的性染色体组成，它与xy型性别决定方式有何不同？生 : zw 型性别决定方式的雌性个体的性染色体组成是zw，雄性个体的性染色体组成是zz。它与 xy型性别决定方式的不同点主要是雌性个体是由两个不同型的性染色体zw组成，雄性个体是由两个同型的性染色体zz 组成。师 : 写出 zw型生物的性别决定图解。学生活动： 尝试写出zw型生物的性别决定图解。师生互动： 选取两位学生写的 zw型生物的性别决定图解，利用投影显示，师生共同分析，从而得出正确的 zw型生物的性别决定图解。5基因的自由组合定律的应用(1) 育种(2) 医学二、性别决定与伴性遗传1性别决定(1)xy 型生物的性别决

15、定(2)zw 生物的性别决定4ppdd，名校名 推荐1自由组合定律在医学上的应用临床上一个家系中如果出现两种遗传病的患者， 而且是单基因遗传病， 那么，在大多数情况下，可以按自由组合定律来分析。例如，父亲是多指症 ( 由显性基因 p 控制 ) 患者，母亲一个外观正常， 他们婚后生了手指正常但患先天聋哑 ( 由两个纯合隐性基因 dd 控制 ) 的孩子。分析这两种遗传病在这个家庭中的传递情况。首先根据自由组合定律分析父母的基因型，知道父亲的基因型应该为母亲的基因型应该为 ppdd，他们的子女患遗传病的情况如下图所示。两种遗传病的自由组合图解上图表明，单就多指症考虑，他们子女中正常与患者的比是11，

16、或者说，他们子女中患多指症的可能性是1/2 。单就先天聋哑考虑，他们子女中外观正常者( 包括携带者 ) 与患者的比是31，或者说，他们子女中患先天聋哑的可能性是1/4 。如果这两种病综合考虑，他们子女中患病情况如下：手指正常但是患先天聋哑的可能性是1/2 1/4 1/8手指正常并无先天聋哑的可能性是1/2 3/4 3/8患多指症而无先天聋哑的可能性是1/2 3/4 3/8患多指症也患先天聋哑的可能性是1/2 1/4 1/8 。由此可见，多指与先天聋哑基因是按自由组合定律传递的。2摩尔根生平摩尔根 (t hmorgan,18661945)1866 年 9 月 25 日生于美国肯塔基州列克星敦的一

17、户名门望族家庭。 摩尔根自幼热爱大自然。童年时代即漫游了肯塔基州和马里兰州的大部分山村和田野，还曾经和美国地质勘探队进山区实地考察，采集化石。14 岁 (1880 年 ) 时，考进肯塔基州立学院 ( 现为州立大学 ) 预科，两年后升入本科。1886 年春以优异成绩获得动物学学士学位，同年秋天，进入霍普金斯大学学习研究生课程。报到前， 摩尔根曾在马萨诸塞州安尼斯奎姆的一家暑期学校中接受短期训练，学到了不少海洋无脊椎动物知识和基本实验技术。读研究生期间，系统地学习了普通生物学、解剖学、生理学、形态学和胚胎学课程，并在布鲁克斯 (wkbrooks,1848 1908) 指导下从事海蜘蛛的研究。 18

18、88 年，摩尔根的母校肯塔基州立学院对摩尔根进行考核后，授予他硕士学位和自然史教授资格，但摩尔根没有应聘，继续攻读博士学位。1890 年春，摩尔根完成“论海蜘蛛”的博士论文，获霍普金斯大学博士学位。 1891 年秋，摩尔根受聘于布林马尔学院，任生物学副教授，1985年升为正教授，从事实验胚胎学和再生问题的研究。1903 年摩尔根应威尔逊之邀赴哥伦比亚大学任实验动物学教授。 从 1904 年到 1928 年，摩尔根创建了以果蝇为实验材料的研究室，从事进5名校名 推荐化和遗传方面的工作。1928 年， 62 岁的摩尔根不甘心颐养天年的清闲生活，应聘为帕萨迪纳加州理工学院的生物学部主任。他将原在哥伦

19、比亚大学工作时的骨干布里奇斯、斯图蒂文特和杜布赞斯基 (t hdobzhansky,19001975) 再次组织在一起，重建了一个遗传学研究中心，继续从事遗传学及发育、分化问题的研究。1945 年 12 月 4 日，因动脉破裂，摩尔根在帕萨迪纳逝世，享年78 岁。摩尔根是第一位以遗传学成就而荣获诺贝尔生理学医学奖的科学家，是染色体遗传学的创始人，在孟德尔遗传学向分子遗传学发展的过程中，起着承上启下、继往开来的作用。3性别由基因差异决定，基因本身岂能无“性别”“男性基因”和“女性基因”的发现也从另一个角度佐证了同性恋和变性者的生物医学基础。1991 年，英国伦敦帝国癌症研究基金会的彼得格德弗罗实

20、验室的分子生物学家发现了“睾丸决定因子” (tdf)，初步认定这是男性基因。此后研究人员又在男性的y 染色体中发现了一种称为 sry的基因， 并认为它是决定性别的基因。 而且在其他哺乳动物中也发现了sry基因。研究人员认为 tdf是一种遗传开关，一旦它被打开，就可能决定胚胎是否发育成雄性。再后来的研究证明，所谓决定性别的基因tdf 就是 sry，所以也称sry基因为“男性基因”。1999 年，美国哈佛大学的一个研究小组发现，还有另一个基因决定着人和哺乳动物的性别，即所谓的“女性基因”。这一称为 wnt4 的基因也存在于y 染色体中， 小鼠实验证明，如果该基因被激活和履行它的职责，所有胚胎都会发

21、育成雌性，所以认为该基因是“女性基因”。但是，基因决定性别和性指向也是非常复杂的。性染色体是一个较大的基因组，里面包含着许多基因，sry和 wnt4 基因是其中比较重要的两种基因。目前认可的正常性染色体是，男性为 xy核型和女性为xx核型，但这并不意味着性染色体中所有基因、 碱基对序列都按现有的男女性别标准或基因序列表现出来，也许还存在着性染色体内的基因和基因表型的多样性。例如，表现为xy 男性核型的却在性染色体中查不出男性基因sry，或 sry基因发生突变，因此可能表现为女性化；而表现为女性核型xx的，却在性染色体中找不到女性基因wnt4，或 wnt4 基因发生突变，因此可能表现为男性化。4

22、性别决定的机制摩尔根的研究工作证明， 果蝇的性别决定于受精卵中性染色体的差异。 后来，科学家们的研究工作进一步证明，哺乳动物 ( 包括人类 ) 的性别决定于 xxxy机制，并且发现受精卵中的 x 染色体上有决定卵巢发育的基因。近年来， 随着对性别研究的深入，科学家们发现y 染色体短臂 (yp11.3)上的一个基因是性别决定基因，取名叫sry基因 (sex determined region of y chromosome)。由于正常男性的 y 染色体上都有sry基因，因此能够形成睾丸并发育为男性。但是，有一些罕见的病例，如染色体组型为 46， xy的患者，经检查，虽然有y 染色体存在，但是由于

23、y 染色体上 sry基因缺失，则不能形成睾丸而表现为女性。又如染色体组型为46， xx的患者，经检查，虽然染色体组型中没有y 染色体， 但是由于其他染色体上有sry基因存在而能形成睾丸， 因此可以发育为男性。由此可见，从分子水平上说，性别差异决定于某个基因，或者说决定于sry基因。但是在一般情况下，这与xxxy机制并不矛盾。5对动物性别的早期鉴定在生产实践中， 伴性遗传性状可以用来作为早期鉴定动物性别的标志。例如，芦花鸡的头上有黄色斑点， 成羽有黑白相间的横带。 芦花鸡的这一性状是由显性基因b 控制的， 并且b 基因位于性染色体z 上 ( 从课文小字中可以知道，鸡的性别决定是zw型 ) 。如果

24、把一只芦花母鸡 (z bw)与一只非芦花公鸡 (z bzb) 交配，子代中公鸡的基因型应该是zbzb，它们的羽毛全6名校名 推荐部是芦花的母鸡的基因型是zbw，它们的羽色全部是非芦花的。因此，当采用这种交配组合时，人们只要根据羽毛是否芦花这一性状，就可以把雏鸡的雌雄区别开来。这时， 只要留下非芦花的小鸡来饲养，就可以保证长大后全部都是母鸡。6染色体组型( 核型 )在有丝分裂中期，每个体细胞含有一定数目和特定形态的染色体群，把这些染色体， 按照形态特点和大小顺序依次配对，分组排列， 这一群染色体便构成该个体的染色体组型。下面是人类染色体组型的模式图。人类染色体组型的模式图人类染色体组型的研究自 20 世纪 50 年代中期以来， 由于采用了一系列新技术， 取得了重要成果。这些新技术包括：(1) 在体外进行细胞培养，尤其是外周血淋巴细胞培养，以获得大量活细胞。(2)用各种外源性物质如植物血凝集素等来刺激培养的外周血淋巴细胞，使它先转化成母细胞，随后进入分裂周期。(3)