基因的自由組合規(guī)律 教案（共2課時）

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1、基因的自由組合規(guī)律 教案（共2課時） 教學(xué)目標(biāo) 1．使學(xué)生理解基因的自由組合規(guī)律的內(nèi)容和本質(zhì)。練習(xí)提出假設(shè)，并設(shè)法求證的科學(xué)研究方法。掌握運(yùn)用分離規(guī)律和自由組合規(guī)律分析問題的方法。 2．通過介紹孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律的過程，使學(xué)生了解孟德爾在遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)中是如何運(yùn)用科學(xué)的思想方法揭示遺傳規(guī)律的，從而對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的訓(xùn)練。通過由“簡”到“繁”，再由“繁”到“簡”的安排，培養(yǎng)學(xué)生分析綜合的思維能力和邏輯推理能力。 3．通過對兩對相對性狀遺傳實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，使學(xué)生學(xué)會透過遺傳現(xiàn)象去分析遺傳的本質(zhì)，對學(xué)生進(jìn)行“現(xiàn)象與本質(zhì)關(guān)系”的哲學(xué)觀點(diǎn)教育，使學(xué)生能夠運(yùn)用哲學(xué)觀點(diǎn)分析事物規(guī)律。 重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

2、 1．自由組合規(guī)律是遺傳學(xué)的第二基本規(guī)律。掌握這一基本規(guī)律，對于學(xué)生深刻理解有性生殖過程中的染色體行為具有非常重要的意義。在介紹基因的自由組合規(guī)律時重點(diǎn)有三： (l)通過介紹孟德爾進(jìn)行的兩對相對性狀的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生理解基因的自由組合規(guī)律的本質(zhì)。 (2)通過介紹孟德爾是如何著手分析紛繁復(fù)雜的遺傳現(xiàn)象的，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)思想方法的教育。 (3)對自由組合規(guī)律本質(zhì)的理解，取決于對有性生殖過程中由于染色體的行為變化而引發(fā)的配子類型、合子類型的理解。因此，在本課題中配子類型、合子類型的計算也是一個重點(diǎn)。 2．由于配子類型、合子類型的計算涉及到減數(shù)分裂、受精過程的知識，如果前面的知識留有漏洞

3、或?qū)W生沒有真正理解，這部分內(nèi)菥突岢晌訓(xùn)?。要忘S頗訓(xùn)悖鴕笆卑延泄嗇諶縈爰跏至閻械娜舊逍形燈鵠?，哉E歡細(xì)聰爸兄鴆角敖锏蕉閱訓(xùn)愕耐黃啤?/P> 教學(xué)過程設(shè)計 本課題參考課時為二課時。 第一課時 1．為讓學(xué)生樂于接受，易于接受，教學(xué)時可以先把課文中兩對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)分解，分步提供給學(xué)生。 (1)當(dāng)用黃豌豆與綠豌豆進(jìn)行雜交的板書出現(xiàn)在黑板上以后，教師問：“怎樣才能知道這一對相對性狀中哪一個是顯性性狀？”學(xué)生自然會回答：“在F1代中表現(xiàn)出來的性狀是顯性性狀”。教師接著再問：“關(guān)于豌豆顏色的性狀會在第幾年表現(xiàn)出來？”借此機(jī)會就可以把前面的講過的有關(guān)“種子的性狀在當(dāng)年就可以見

4、到”的內(nèi)容復(fù)習(xí)、鞏固一遍。“雜合體的種子種下去，后代將出現(xiàn)什么樣的性狀分離比？” (2)在對這個問題有了令人滿意的答案以后，教師在原有一對相對性狀的基礎(chǔ)上就可以再增加一對相對性狀(如：豌豆的圓滑的種子對皺縮的種子)?！瓣P(guān)于一對相對性狀的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)大家已經(jīng)熟悉了?，F(xiàn)在我們再增加一對相對性狀，使這個實(shí)驗(yàn)成為具有兩對相對性狀的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)。大家看看應(yīng)該如何做？對于這個實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，你預(yù)計會是什么樣？”這時應(yīng)給學(xué)生留出議論、思考的時間，(教師在此期間板書)然后轉(zhuǎn)入下一階段的學(xué)習(xí)活動。 2．在親本的兩對相對性狀雜交實(shí)驗(yàn)的問題提出以后，對于“如何做”已不是要重點(diǎn)解決的問題。這一階段要解決的是如何分析配子的

5、基因型種類并對F2代的表現(xiàn)型作出預(yù)測。 當(dāng)豌豆子一代的性狀(黃圓)在黑板上出現(xiàn)以后，學(xué)生自然會說：“在子一代中表現(xiàn)出的性狀就是顯性性狀?！边@時因?yàn)橛袃蓪ο鄬π誀睿處熞穯栆痪洌骸霸谶@種情況下，誰對誰是顯性性狀？(是黃對綠是顯性？還是黃對皺縮是顯性？)”因?yàn)檫@時出現(xiàn)了兩對相對性狀，在這里有必要讓學(xué)生明確：“顯性和隱性是關(guān)于生物同一特性的不同類型而言的，不能把不同的特性混在一起談顯、隱性關(guān)系?！? 對“如何分析F1產(chǎn)生配子的基因型種類？”的問題，學(xué)生的思路應(yīng)該會想到“同源染色體上的等位基因分離”。但是“分別控制兩對相對性狀的、在兩對同源染色體上的等位基因在減數(shù)分裂過程中如何遺傳呢？”這時教師可

6、以向?qū)W生交待一下：“這樣的兩對基因稱為非同源染色體上的非等位基因?！睂Α胺峭慈旧w上的非等位基因的遺傳”問題，學(xué)生僅憑腦子想，往往很難想出結(jié)果。這時教師可以同時請兩個學(xué)生到黑板上來畫“一個含有兩對同源染色體的原始生殖細(xì)胞，經(jīng)過減數(shù)分裂形成的配子時可能含有非同源染色體的情況?！逼渌麑W(xué)生在下面自己畫。在這個要求下，因?yàn)橐笫钱嬕粋€細(xì)胞，所以一個學(xué)生應(yīng)該只能畫出一種可能──兩種類型。如畫多了，教師要指出他審題不細(xì)。實(shí)則對全班學(xué)生既是個提醒，也是對前面內(nèi)容的鞏固。不管這兩個學(xué)生畫出的配子是否包含了配子含有非同源染色體的四種類型，教師都應(yīng)問其他學(xué)生“非同源染色體還有沒有其他的分法？”因?yàn)闀幸恍W(xué)生感

7、到困難，在得到“沒有其他的分法了”的答復(fù)之后，教師可以給學(xué)生介紹一下用分枝法分析配子類型的方法。具體方法是：教師先用分枝法畫出兩對同源染色體在配子中的組合情況(詳見課后小資料)，再與剛才提問的兩名學(xué)生畫出的兩對同源染色體在配子中的組合情況對照，相符合后，繼續(xù)畫出三對同源染色體在配子中的組合情況?？偨Y(jié)兩對同源染色體在配子中的組合種類和三對同源染色體在配子中的組合種類，就可得出“由于非同源染色體的組合方式不同，配子可能的種類數(shù)為2的n次方”的結(jié)論了。這是因?yàn)橐粚ν慈旧w上的等位基因分離的結(jié)果是形成兩種配子──“2”，所以有幾對同源染色體就要乘幾次2，即2n，“n”是同源染色體的對數(shù)。 3．在解

8、決了雜合體的配子種類問題之后，回到兩對相對性狀的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)，“具有這四種基因型的兩性配子結(jié)合，將形成多少種基因型的合子？”的問題使學(xué)生的思路轉(zhuǎn)向?qū)献宇愋桐ぉ2代性狀分離比的預(yù)測。大多數(shù)學(xué)生能認(rèn)識到：這次組合也是多種可能性都有的?！澳敲?，都有哪些可能性呢？”教師通過對這一問題可以引導(dǎo)學(xué)生再次使用棋盤格法分析合子基因型的所有可能性。 當(dāng)F2代的基因型與表現(xiàn)型經(jīng)分析預(yù)測出來以后，教師用“我們模擬的兩對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)其真實(shí)結(jié)果如何呢？”的提問把學(xué)生帶回到課文內(nèi)容的教學(xué)中來，引導(dǎo)學(xué)生閱讀課文?！懊系聽枌蓪ο鄬π誀畹耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與我們的模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一致的?！? “如何分析這個實(shí)驗(yàn)的結(jié)

9、果呢？”由于學(xué)生是從對一對相對性狀的分析過渡到對兩對相對性狀的分析，這個分析的過程對學(xué)生來說就沒有太大困難了?！皬乃o出的第一對相對性狀看：子二代的分離比符合3:1；如果從給出的第二對相對性狀看：子二代的分離比也符合3:1?！边@里教師應(yīng)提出問題“對于這個實(shí)驗(yàn)結(jié)果你如何分析？請?zhí)岢瞿愕目捶ɑ蚣僭O(shè)?！辈⒘艚o學(xué)生一些思考的時間。引導(dǎo)學(xué)生分析控制兩對相對性狀的等位基因都會分離，符合分離規(guī)律，而非等位基因在配子中可以自由組合，可以認(rèn)為是兩個3:1的組合，因而F2代表現(xiàn)型出現(xiàn)了9:3:3:1的分離比。要讓學(xué)生明確，決定這兩對相對性狀的基因之間沒有聯(lián)系，即不在一條染色體上，而在非同源染色體上。 4．“決定

10、這兩對性狀的基因之間沒有聯(lián)系──不在同一條染色體上，而在非同源染色體上?！薄斑@也就是說：‘這里的雜種一代會產(chǎn)生分別含有四種基因型的配子且數(shù)目相等’”。“如何求證這一假設(shè)？”教師可以用“為了求證假設(shè)的準(zhǔn)確性，我們還可以設(shè)計相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行驗(yàn)證。這種實(shí)驗(yàn)叫什么實(shí)驗(yàn)？”對于這個問題學(xué)生如果感到茫然，教師可以提醒學(xué)生：“孟德爾當(dāng)初是如何求證自己的假設(shè)的？”通過這個問題的提出，來促使學(xué)生進(jìn)一步理解測交實(shí)驗(yàn)的作用，加深對假設(shè)、預(yù)測要進(jìn)行求證、驗(yàn)證，這一科學(xué)方法的印象。 關(guān)于測交的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)讓學(xué)生進(jìn)一步明確，從測交后代表現(xiàn)型的種類和比例，可以證明F1產(chǎn)生配子的種類和比例，從而驗(yàn)證假設(shè)的成立。 5．本課時如

11、有時間應(yīng)該對雜交實(shí)驗(yàn)的F2代的表現(xiàn)型進(jìn)行分析，明確以下幾點(diǎn)： (1)黃圓和綠皺是原有的親本類型，而黃皺和綠圓則是重組類型。 (2)雙顯性的黃圓占F2代的9/16，其中雙純合體占1/9，一純一雜或一雜一純各占2/9雙雜合體占4/9。雙隱性的綠皺占F2代的1/16。 (3)重組類型各占3/16，這3/16中，雙純合體占1/3，一純一雜或一雜一純各占2/3。 (4)F2代四種表現(xiàn)型的基因型可寫成“通式”：黃圓──Y—R—(即YYRR、YyRR、YYRr、YyRr4種基因型)、黃皺──Y—rr(即YYrr、Yyrr2種基因型)、綠圓──yyR—(即yyRR、yyRr2種基因型)、綠皺只有yyr

12、r1種基因型。 雖然上述分析并非自由組合規(guī)律的實(shí)質(zhì)，但通過分析，不但可以加深理解F1產(chǎn)生數(shù)目相等的四種類型配子的實(shí)質(zhì)，而且對于學(xué)生用此規(guī)律去解決實(shí)際問題大有幫助。如何解決實(shí)際問題是下一課時的內(nèi)容。 第二課時 l．組織學(xué)生復(fù)習(xí)孟德爾進(jìn)行的兩對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)過程、結(jié)果，以及孟德爾是如何解釋和驗(yàn)證的等內(nèi)容。強(qiáng)調(diào)F1代的基因型是兩對等位基因分別位于兩對同源染色體上，因此在形成配子時可形成數(shù)目相等的4種類型配子，這是出現(xiàn)F2表現(xiàn)型分離比的關(guān)鍵。 2．在復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)上，提問學(xué)生：基因分離規(guī)律的實(shí)質(zhì)是什么？要求學(xué)生答出：實(shí)質(zhì)是等位基因在形成配子時，隨同源染色體的分離而分離。接著問學(xué)生：在等位基因分

13、離的同時，非等位基因如何遺傳呢？由于有了上節(jié)課的基礎(chǔ)，要求學(xué)生答出：非等位基因隨非同源染色體的自由組合，而在配子中自由組合。至此，可以歸納總結(jié)基因自由組合規(guī)律的實(shí)質(zhì)和內(nèi)容了?？梢杂蓪W(xué)生歸納總結(jié)，也可以組織學(xué)生看書，明確幾個問題：①什么基因自由組合？②非等位基因在什么時候自由組合？③非等位基因?yàn)槭裁茨茏杂山M合？④非等位基因自由組合與等位基因分離是什么關(guān)系？⑤非等位基因自由組合的結(jié)果如何？ 3．當(dāng)學(xué)生又一次學(xué)習(xí)了孟德爾發(fā)現(xiàn)規(guī)律的科學(xué)實(shí)驗(yàn)過程后，進(jìn)一步提出基因的自由組合規(guī)律有什么意義？讓學(xué)生思考或討論。引導(dǎo)學(xué)生從理論上、實(shí)踐上去考慮。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)指出，教材中關(guān)于“純種高稈抗銹病小麥與純種矮稈易染銹病小

14、麥的雜交”的復(fù)習(xí)題是一個很好的聯(lián)系實(shí)際的問題，也是說明此規(guī)律實(shí)踐意義的一個很好的實(shí)例，必須讓學(xué)生掌握此題的解法。 關(guān)于此規(guī)律的理論意義，要強(qiáng)調(diào)通過基因的自由組合，能產(chǎn)生出“重組類型”的變異，這就是“基因重組”，為后面學(xué)習(xí)可遺傳的變異奠定基礎(chǔ)。 4．本節(jié)課的最后，應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真做教材后邊的復(fù)習(xí)題中的填表題(關(guān)于豚鼠的兩對相對性狀的雜交組合)。通過解此題要教給學(xué)生解遺傳題的思路，可歸納出以下幾點(diǎn)： (l)凡表現(xiàn)型為顯性性狀，基因型可寫出一半來，如豚鼠黑毛可寫成 C-的形式，另一個基因待定； (2)凡表現(xiàn)型為隱性性狀，可直接寫出其基因型，如豚鼠的白毛直接寫成cc； (3)把兩對相對性狀分

15、解為一對、一對來考慮，使問題簡化； (4)每一對相對性狀的雜交組合，都可按子代表現(xiàn)型的分離比，來反推親本的基因型。 (5)每一對相對性狀的雜交親本的基因型確定后，再把兩對相對性狀的雜交親本的基因型綜合在一起即可。 本課題教學(xué)中應(yīng)注意的問題 1．在本課題的教學(xué)中，要始終抓住遺傳學(xué)研究的一個特點(diǎn)，即從表現(xiàn)型的現(xiàn)象來分析基因型的本質(zhì)。就是說從看得見、摸得著的性狀表現(xiàn)，來推測看不見、摸不著的基因，這正是一種邏輯思維的過程，對干培養(yǎng)學(xué)生的思維能力是極有好處的。 此外，還要注意對學(xué)生進(jìn)行發(fā)散思維的訓(xùn)練，特別是具有顯性性狀的基因型有兩種可能，F(xiàn)1代產(chǎn)生配子有4種類型、F1兩性配子有16種組合方式等

16、，都可以進(jìn)行發(fā)散思維的訓(xùn)練。 2．由于本課題主要采用了探究的思路、討論的方式組織教學(xué)，加上學(xué)生程度的差異、學(xué)校條件的差異，所以在時間的把握上可能會有些難度?？梢赃m當(dāng)增加一課時，使教學(xué)過程從容一些，如果增加課時后，時間有富余，正好讓學(xué)生做一些練習(xí)，以鞏固學(xué)習(xí)過的知識。 小資料 一、其他兩對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)資料 小麥的高稈對矮稈為顯性，能抗銹病對易染銹病為顯性。 家兔中黑色對褐色為顯性，短毛對長毛為顯性。 南瓜果實(shí)白色對黃色為顯性，果實(shí)盤狀對果實(shí)球狀為顯性。 豚鼠黃色毛對白色毛為顯性，短毛對長毛為顯性。 豚鼠黑色毛對白色毛為顯性，毛皮粗糙對毛皮光滑為顯性。 在番茄中，紅果對黃果為顯性，圓形果對橢圓形果為顯性。 在桃樹的果實(shí)中，果皮有毛對無毛為顯性，果肉黃色對白色為顯性。 雞的毛腿對光腿為顯性，豌豆冠對單冠為顯性。 水稻的高稈對矮稈為顯性，早熟對晚熟為顯性。 二、用分枝法推算配子可能含有非同源染色體的種類 例如：基因型為AaBbCc的個體產(chǎn)生的配子類型推算方法是：將A、a分寫為兩行，然后再將B、b分別寫在A、a后面各成兩行。這時共有四行。再將C、c分別寫在B、b后面各成兩行，共有八行。這時就可以清楚地看到配子中含有非同源染色體的八種類型(如下圖)了。