【文章內(nèi)容簡介】 握孟德爾雜交試驗現(xiàn)象及解釋、測交驗證、本質(zhì)等，最終理解外在現(xiàn)象和內(nèi)在本質(zhì)相統(tǒng) — 的觀點，同時也為以后學(xué)習(xí)“生物的變異”打下扎實的理論基礎(chǔ)。 六、課時安排 2課 時 第一課時 [一 ] 教學(xué)程序 導(dǎo)言 基因的自由組合定律 孟德爾發(fā)現(xiàn)并總結(jié)出基因的分離定律，只研究了一對等位基因控制的一對相對性狀的遺傳。但任何生物都不是只有一種性狀，而是具有許多種性狀，如豌豆在莖的高度上有高莖和矮莖；在種子的顏色上有黃色和綠色；在種子的形狀上有圓粒和皺粒；在花的顏色上有紅色和白色等等。那么，當(dāng)兩對或兩對以上的相對性狀同時考慮時，它們又遵循怎樣的遺傳規(guī)律呢 ?孟德爾通過豌豆的兩對相對性狀雜交試驗，總結(jié)出了基因的自由組合定律。 [二 ] 教學(xué)目標(biāo)達(dá)成過程 (一 )兩對相對性狀的遺傳試驗 學(xué)生活動 :閱讀并分析教材 P9。 教師列出如下討論題綱 : (1)孟德爾以豌豆的哪兩對相對性狀進(jìn)行 實驗的 ? (2)Fl代的表現(xiàn)型是什么 ?說明了什么問題 ? (3)F2代的表現(xiàn)型是什么 ?比值是多少 ?為什 么出現(xiàn)了兩種新的性狀 ? (4)分析每對性狀的遺傳是否遵循基因的分 離定律 ? 學(xué)生展開熱烈的討論并自由回答，教師不 忙于評判誰對誰錯，出示掛圖“黃色圓粒豌豆 和綠色皺粒豌豆的雜交試驗”，對實驗過程和 結(jié)果進(jìn)行指導(dǎo)分析 : (1)相對性狀指同一生物同一性狀的 不同表現(xiàn)類型，不能把黃與圓、綠與皺看 作相對性狀。 (2)Fl代全為 黃色圓粒，說明黃色對綠 色為顯性，圓粒對皺粒為顯性。 (3)F2代有四種表現(xiàn)型 :黃色圓粒、黃 色皺粒、綠色圓粒、綠色皺粒，前后代比 較發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)了親代不曾有的新性狀 黃 色皺粒和綠色圓粒，這又恰恰是兩親本不 同性狀的重新組合類型。這四種表現(xiàn)型比 為 9∶ 3∶ 3∶ l，恰是 (3∶ 1)2的展開，表明 不同性狀的組合是自由的、隨機的。那么， 孟德爾是如何解釋這一現(xiàn)象的呢 ? (二 )對自由組合現(xiàn)象的解釋 學(xué)生活動 :閱讀并分析教材 P10。 教師列出如下討論題綱 : (1)孟德爾研究 控制兩對相對性狀的基 因是位于一對還是兩對 同源染色體上 ? (2)孟德爾假設(shè)黃色圓粒和綠色皺粒兩 純種親本的基因型是什么 ?推出 Fl代的基因型是什么 ? (3)F1代在產(chǎn)生配子時，兩對等位基因如何分配到配子中 ?產(chǎn)生幾種配子類型 ? (4)F2代的基因型和表現(xiàn)型各是什么 ?數(shù)量比為多少 ? 學(xué)生討論、總結(jié)歸納并爭先恐后回答，教師給予肯定并鼓勵。 教師強調(diào) : (1)黃色圓粒和綠色皺粒這兩對相對性狀是由 兩對等位基因控制的，這兩對等位基因分別位于兩 對不同的同源染色體上，其中用 Y表示黃色， y表示 綠色； R表示圓粒， r表示皺粒。因此，兩親本的基 因型分別為： YYRR和 yyrr。 板圖顯示 : 它們的配子分別是 YR和 yr，所以 Fl的基因型為 YyRr， Y對 y顯性， R對 r顯性，所以 Fl代全部為黃色圓粒。 (2)F1代產(chǎn)生配子時， Y與 y、 R與 r要分離，孟德爾認(rèn)為與此同時，不同對的基因之間可以自由組合，也就是 Y可以與 R或 r組合， y也可以與 R或 r組合。 教師使用多媒體課件，讓學(xué)生在動態(tài)中理解等位基因的分離和不同對基因之間的組合是彼此獨立的、互不干擾的。所以 F1產(chǎn)生的雌雄配子各有四種 ,即 YR、 Yr、 yR、 yr，并且它們之間的數(shù)量比接近于 l∶ 1∶ 1∶ l。 (3)受精作用時，由于雌雄配子 的結(jié)合是隨機的。因此，結(jié)合方式有 16種，其中基因型有 9種，表現(xiàn)型有 4種。 學(xué)生活動 :自己推演黃色圓粒豌豆和綠色皺粒豌豆的雜交試驗分析圖解，并歸納總結(jié) F2代的基因型和表現(xiàn)型的規(guī)律，由一學(xué)生上黑板完成，結(jié)果如下左圖 : 師生對 F2代進(jìn)行歸納，得出這樣的三角規(guī)律來。 ，如上右圖 : 黃色圓粒 (Y— 1)出現(xiàn)于最大的三角形的三角和三邊上 (YYRR、 YYRr、 YyRR、 YyRr)； 黃色皺粒 (Y— rr)出現(xiàn)于次大三角形的三個角上 (YYrr、 Yyrr)； 綠色圓粒 (yyR_)出現(xiàn)于第三大三 角形的三個角上 (yyRR、 yyRr)； 綠色皺粒 (yyrr)出現(xiàn)于小三角形內(nèi) (yyrr)。 :九種基因型中的純合體 (YYRR、 YYrr、 yyRR、 yyrr)與兩對基因的雜合體 (YyRr) 各位于一對角線上，如下左圖 : 一對基因的雜合體以純合體對角線為軸而對稱，見上右圖 : (用 F2中兩對基因組合方式及比率相乘的方法得出如下結(jié)果 )，每種基因型前的系數(shù)即為其比例數(shù)，見下表 : [三 ] 教學(xué)目標(biāo)鞏固 1．一個基因型為 YyRr的精原細(xì)胞和一個 同樣基因型的卵原細(xì)胞，按照 自由組合定律遺傳，各能產(chǎn)生幾種類型的精子和卵細(xì)胞（ ） 1種 4種 1種 2種 分析：由于一個精原細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂可產(chǎn) 生四個精子，其中兩兩精子的基因組成相同，而一個卵原細(xì)胞減數(shù)分裂只能產(chǎn)生一個卵細(xì)胞。 答案： A 2．在兩對相對性狀獨立遺傳的實驗中， F2代里能穩(wěn)定遺傳和重組型個體所占比例是（ ） ／ 16和 l／ 2 ／ 16和 3／ 16 ／ 8和 l／ 4 ／ 4和 3／ 8 分析： F2代里能穩(wěn)定遺傳意味是純合體 ，共有 4種，在 16種組合里占 1／ 4；重組型意味著是變異類型 (與親代不同的 )，共有 6種，在 16種組合里占 3／ 8。 答案 :D [四 ] 布置作業(yè) l． P12復(fù)習(xí)題，第一題 2．具有兩對相對性狀的植株個體雜交，按自由組合定律遺傳， F1只有一種表現(xiàn)型，那么 F2代出現(xiàn)重組類型中能穩(wěn)定遺傳的個體占總數(shù)的 （ ） ／ 16 ／ 16 ／ 16 ／ 16 答案 :B 3．某生物體細(xì)胞中有 3對同源染色體，經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的只含有父方染色體的配子占配子總數(shù)的 （ ） ／ 2 ／ 4 ／ 6 ／ 8 答案 :D 4．將基因型為 Aabb玉米的花粉傳給基因型為 aaBb的雌蕊，所得到的籽粒，其胚的基因型最多有 （ ） 答案 :B 總結(jié) 本節(jié)課我們重點學(xué)習(xí)了孟德爾兩對相對性狀的遺傳試驗及對試驗的解釋，通過學(xué)習(xí)應(yīng)該掌握子二代出現(xiàn)新性狀是由于遺傳過程中不同對基因之間發(fā)生了組合。應(yīng)該對子二代中 9種基因型和 4種表現(xiàn)型的規(guī)律進(jìn)行理解記憶，以便在以后的解題過程中直接運用。 第二課時 [一 ] 教學(xué)過程 導(dǎo)言 孟德爾用兩對相對性狀的豌豆進(jìn)行雜交，其 F1 代只有一種表現(xiàn)型， F2 代出現(xiàn)四種表現(xiàn)型，比例為 9∶ 3∶ 3∶ 1。 孟德爾用基因的自由組合作了解釋，要確定這種解釋是否正確，該怎么辦 ? 學(xué)生回答 :用測交法。 [二 ] 教學(xué)目標(biāo)達(dá)成過程 (三 )對自由組合現(xiàn)象解釋的 驗證 提問 :什么叫測交 ? 學(xué)生回答 :是用 F1 代與親本的 隱性類型雜交。目的是測定 F1 的基 因型。 請一位學(xué)生到黑板上仿照分離定律的測交驗證模式，寫出測交及其結(jié)果的遺傳圖解 。 教師指導(dǎo) :這是根據(jù)孟德爾對自由組合現(xiàn)象的解釋。從理論上推導(dǎo)出來的結(jié)果，如果實驗結(jié)果與理論推導(dǎo)相符，則說明理論是正確的，如果實驗結(jié)果與理論推導(dǎo)不相符，則說明這種理論推導(dǎo)是錯誤的，實踐才是檢驗真理的惟一標(biāo)準(zhǔn)。 學(xué)生活動 :閱讀教材 P10。孟德爾用 F1作了測 交實驗，實驗結(jié)果完全符合他的預(yù)想。證實了他 理論推導(dǎo)的正確性。 設(shè)疑 :用 F1(YyRr)作母本和父本測交的試驗結(jié) 果怎樣呢 ? 學(xué)生爭先恐后推演，教師出示投影，比較測 交結(jié)果， 師生結(jié)論是 :兩種情況是相同的，這說明 F1在形成配子時，不同對的基因是自由組合的。 (四 )基因自由組合定律的實質(zhì) 教師介紹 :豌豆體細(xì)胞有 7 對同源染色體，控制顏色的基因 (Y 與 y)位于第 l 對染色體上， 控制形狀的基因 (R 與 r)位于第 7 對染色體上。 學(xué)生活動 :觀看減數(shù)分裂多媒體課件。鞏固在減數(shù)分裂過程中，同源染色體分離的同時，非同源染色體自由組合，從而理解位于非同源染色體上的非等位基因之間的動態(tài)關(guān)系，即非等位基因的分離或組合是互不干擾的。 設(shè)疑 :如果在同一對同源染色體上的非等位基因能不能自由組合 ? 學(xué)生展開熱烈討論。 教師出示投影，顯示如圖 : 思考 :在此圖中哪些基因能自由組合 ?哪些不能自由組合 ?為什么 ? 學(xué)生回答 :YR 與 D 或 d 能自由組合， yr 與 D 或 d 能自由組合， Y 不能與 R 或 r 組合， y不能與 R 或 r 組合。因為在減數(shù)分裂過程中，同源染色體要分離，等位基因也要分離，只有非同源染色體上的非等位基因才自由組合。 設(shè)疑 :基因的分離定律和自由組合定律有哪些區(qū)別和聯(lián)系呢 ? 教師出示投影表格，由學(xué)生討論完成。 基因的分離定律和自由組合定律的比較 項目 \ 規(guī)律 分離定律 自由組合定律 研究的相對性狀 一對 兩對或兩對以上 等 位基因數(shù)量及在 染色體上的位置 一對等位基因位于一對同源染色體上 兩對 (或兩對以上 )等位基因分別位于不同的同源染色體上 細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ) 減數(shù)第一次分裂中同源染色體分離 減數(shù)第一次分裂中非同源染色體自由組合 遺傳實質(zhì) 等位基因隨同源染色體的分開而分離 非同源染色體上的非等位基因自由組合 聯(lián)系 分離定律是自由組合定律的基礎(chǔ) (減數(shù)分裂中，同源染色體上的每對等位基因都要按分離定律發(fā)生分離，而非同源染色體上的非等位基因，則發(fā)生自由組合 )。 (五 )基因自由組合定律在實踐中的應(yīng)用 教師講述 :基因自由組合定律在動 植物育種工作和醫(yī)學(xué)實踐中具有重要意義。 在育種上，由于每種生物都有不少性狀，這些性狀有的是優(yōu)良性狀，有的是不良性狀，如果能想辦法去掉不良性狀，讓優(yōu)良性狀集于一身，該有多好。如果控制這些性狀的基因分別位于不同的同源染色體上，基因的自由組合定律就能幫助我們實現(xiàn)這一美好愿望。 教師出示投影 :在水稻中，有芒 (A)對無芒 (a)是顯性，抗病 (R)對不抗病 (r)是顯性，那么，AArr aaRR能否培養(yǎng)出優(yōu)良品種：無芒抗病水稻呢 ?怎么培育 ? 學(xué)生活動 :積極推演，由一學(xué)生到黑板上推演。發(fā)現(xiàn) F2代會出現(xiàn)無芒抗病水稻，但基因型有 aaRR和 aaRr兩種。 設(shè)疑 :在上述兩種基因型中，是否都可用在生產(chǎn)中呢 ? 學(xué)生回答 :只有能穩(wěn)定遺傳的 aaRR才行。 再問 :怎樣就得到純種的 aaRR呢 ? 學(xué)生回答 :需要對無芒抗病類型進(jìn)行自交和選育，淘汰不符合要求的植株，最后得到穩(wěn)定遺傳的無芒抗病的類型。 學(xué)生思考下列問題 : 投影顯示 : * 在一個家庭中，父親是多指患者 (由顯性致病基因 P控制 )，母親表現(xiàn)正常，他們婚后卻生了一個手指正常但患先天聾啞的孩子 (由隱性致病基因 d控制 ,基因型為 dd)，問 :父母的基因型分別是什么 ? 學(xué)生活動 :爭先恐后推演 (片刻 )由一 學(xué)生答出 :父為 PpDd，母親為 ppDd，而后全體學(xué)生都推出相應(yīng)的結(jié)果，教師給予肯定并鼓勵。 提問 :這對夫婦若再生一個孩子，又是怎樣的情況呢 ?出現(xiàn)的可能性多大 ? 學(xué)生活動 :推演、得出結(jié)論 :只患多指，只患先天聾??；既患多指又患先天聾??；表現(xiàn)型完全正常?？赡苄苑謩e為 :3/8； 1/8； 1/8； 3/8。 從上述例子師生共同歸納出 :用自由組合定律能為遺傳病的 預(yù)測 和 診斷 提供理論上的依據(jù)。 (六 )孟德爾獲得成功的原因 通過前面兩個定律的學(xué)習(xí)，可知 孟德爾成功的原因可歸納為四個方面 : 。 (即一對相對性狀 )到多因素 (即兩對或兩對以上相對性狀 )的研究方法。 。 。 通過對這一內(nèi)容的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生懂得，任何一項科學(xué)成果的取得，不僅需要有堅韌的意志和持之以恒的探索精神，還需要有嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度和正確的研究方法。 (七 )基因自由組合定律的例題分析 通過教學(xué)使學(xué)生掌握解決遺傳題的另一種方法 分枝法。 具體步驟 : 。 ，子代表現(xiàn)型的數(shù)量比也應(yīng)該是各種表現(xiàn)型相應(yīng)比值 的乘積。 分枝法應(yīng)用的理論依據(jù) :基因自由組合定律是建立在基因分離定律的基礎(chǔ)之上的，研究更多對相對性狀的遺傳規(guī)律，兩者并不矛盾。 教師投影，顯示題目 : * 豌豆的高莖 (D)對矮莖 (d)是顯性，紅花 (C)對白花 (c)是顯性。推算親本 DdCc與 DdCc雜交后，子代的基因型和表現(xiàn)型以及它們各自的數(shù)量比是多少 ? 教師講解方法 : 代的 比例： Dd Dd →1DD∶ 2Dd ∶ ldd ； Cc Cc →1CC∶ 2Cc∶ 1cc 型的比例是各對性狀的比 值相乘。見下圖 : 答案 :DdCcXDdCc ，子代基因型和它們的數(shù)量比是 1DDCC∶ 2DDCc∶ 1DDcc∶ 2DdCC∶ 4DdCc∶ 2