《自由組合定律》教案(共9頁(yè))

精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第二節(jié) 基因的自由組合定律【學(xué)習(xí)目的】1.理解孟德?tīng)杻蓪?duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)2.理解基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)3.能區(qū)分相關(guān)遺傳概念【教學(xué)重點(diǎn)】1、對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋2、基因的自由組合定律的實(shí)質(zhì)3、孟德?tīng)柅@得成功的原因【教學(xué)難點(diǎn)】對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋【教學(xué)用具】豌豆粒色遺傳和粒形遺傳的雜交示意圖、兩對(duì)相對(duì)性狀雜交實(shí)驗(yàn)分析圖解，兩對(duì)相對(duì)性狀測(cè)交實(shí)驗(yàn)圖【教學(xué)方法】講授法、討論法【教學(xué)過(guò)程】上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了基因的分離定律。下面我們來(lái)復(fù)習(xí)一下：1、基因分離定律的實(shí)質(zhì)是什么？（基因分離定律是：在雜合子的細(xì)胞中，位于一對(duì)同源染色體上的等位基因，具有一定的獨(dú)立性，生物體在進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子時(shí)，等位基因會(huì)隨著同源染色體的分開(kāi)而分離，分別進(jìn)入兩個(gè)配子中，獨(dú)立地隨配子遺傳給后代）2、分析孟德?tīng)柕牧硗鈨蓚€(gè)一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)豌豆粒色實(shí)驗(yàn) 豌豆粒形實(shí)驗(yàn)P 黃色X綠色 P 圓形X皺形 F1 黃色 F1 圓形 F2              F2           （F1黃色豌豆自交產(chǎn)生兩種表現(xiàn)型：黃色和綠色，比例為：31；F1圓形豌豆自交產(chǎn)生F2有兩種類(lèi)型：圓粒和皺粒，比例為31）這節(jié)課我們?cè)趯W(xué)習(xí)了基因的分離定律的基礎(chǔ)上，來(lái)學(xué)習(xí)基因的自由組合定律。首先我們來(lái)了解孟德?tīng)柕膬蓪?duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)。（一）兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)孟德?tīng)柕幕蚍蛛x定律是在完成了對(duì)豌豆的一對(duì)相對(duì)性狀的研究后得出的。那么，豌豆的相對(duì)性狀很多，如果同一植株有兩對(duì)或兩對(duì)以上的純合親本性狀，如：豌豆的黃色相對(duì)于綠色為顯性性狀，圓粒相對(duì)于皺粒為顯性性狀。我們將同時(shí)具有黃色、圓粒兩種性狀的純親本植株和具有綠色、皺粒兩種性狀的純親本植株放到一起來(lái)研究它們雜交情況的話(huà)，會(huì)出現(xiàn)什么樣的現(xiàn)象呢？它是否還符合基因的分離規(guī)律呢？于是，孟德?tīng)柧陀肿隽艘粋€(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的過(guò)程是這樣的。1、純種黃色圓粒豌豆和純種綠色皺粒豌豆的雜交實(shí)驗(yàn)P 黃色圓粒 × 綠色皺粒 F1 黃色圓粒 F 黃色圓粒 綠色圓粒 黃色皺粒 綠色皺粒 315粒 108粒 101粒 32粒 9 3 3 1孟德?tīng)栠x用了豌豆的粒色和粒形這樣兩個(gè)性狀來(lái)進(jìn)行雜交，即純種黃色圓粒豌豆和純種綠色皺粒豌豆做親本進(jìn)行雜交。無(wú)論是正交還是反交，結(jié)出的種子都是黃色圓粒的。以后，孟德?tīng)栍肿孎植株進(jìn)行自交。產(chǎn)生的F2中，不僅出現(xiàn)了親代原有的性狀黃色圓粒和綠色皺粒，還產(chǎn)生了新組合的性狀綠色圓粒和黃色皺粒。在所結(jié)的556粒種子中，有黃色圓粒的315粒、綠色圓粒的108粒、黃色皺粒的101粒、綠色皺粒32粒。四種表現(xiàn)型的數(shù)量比接近9331。2、兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)的主要特點(diǎn)（1）F均為黃色圓粒，為顯性性狀；（2）F2有四種表現(xiàn)型，這四種表現(xiàn)型的數(shù)量比接近9331；（3）F2中的綠色圓粒和黃色皺粒是不同相對(duì)性狀間的重組新類(lèi)型；（4）正交和反交的結(jié)果相同。（二）對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋為什么會(huì)出現(xiàn)以上這樣的結(jié)果呢？這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果又是否符合基因的分離定律呢？我們首先從一對(duì)性狀（粒色、粒形）入手，看看實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否符合基因的分離定律。1、每一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳都符合基因的分離定律粒色：黃色 315101416綠色 108 32140黃色 綠色 = 416 140，接近于31粒形：圓粒 315108423皺粒 101 32133圓粒 皺粒 = 423 133， 接近于31由此可見(jiàn)，從一對(duì)相對(duì)性狀的角度去衡量這一實(shí)驗(yàn)是符合基因的分離定律的。2、兩對(duì)相對(duì)性狀的分離是各自獨(dú)立的兩對(duì)相對(duì)性狀在共同的遺傳過(guò)程中性狀分離和等位基因的分離是互不干擾、各自獨(dú)立的，是隨機(jī)的。那么，新組合的性狀又是如何產(chǎn)生的呢？通過(guò)對(duì)上述遺傳實(shí)驗(yàn)的分析，在F2不僅出現(xiàn)了與親本性狀相同的后代，而且出現(xiàn)了兩個(gè)新組合的性狀即黃色皺粒和綠色圓粒，并且這兩對(duì)相對(duì)性狀的分離比接近31。這表明在F形成配子后，配子在組合上發(fā)生了自由配對(duì)的現(xiàn)象。3、不同對(duì)的相對(duì)性狀之間自由組合由于一對(duì)性狀的分離是隨機(jī)的、獨(dú)立的，那么，兩對(duì)性狀在遺傳的過(guò)程中必然會(huì)發(fā)生隨機(jī)組合。如果我們利用概率計(jì)算的原理進(jìn)行計(jì)算，能得到怎樣的結(jié)果呢？從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，在F2中：粒色：黃色：3/4 粒形：圓形：3/4綠色：1/4        皺形：1/4也就是說(shuō)，在3/4的黃色種子中，應(yīng)該有3/4是圓粒的，1/4是皺粒的；在1/4的綠色種子中，應(yīng)該有3/4是圓粒的，1/4是皺粒的。反過(guò)來(lái)也一樣，即在3/4的圓粒種子中，應(yīng)該有3/4是黃色的，有1/4是綠色的；在1/4的皺粒種子中，應(yīng)該有3/4是黃色；1/4是綠色。因此，兩對(duì)性狀結(jié)合起來(lái)，在556粒種子中應(yīng)出現(xiàn)的性狀及比例為 黃色圓粒：34*34916 556*916313 黃色皺粒：34*l4316 556*316104  綠色圓粒：14*34316 556*316104 綠色皺粒：14*l4116 556*l1634雜交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果也正是如此。在556粒種子中，黃色圓粒315粒，黃色皺粒101粒，綠色圓粒108粒，綠色皺粒32粒，正好接近：916：316：316：116，即：9331。孟德?tīng)枌?duì)上述的自由組合現(xiàn)象是怎樣解釋的呢？請(qǐng)同學(xué)們看課本P31以上數(shù)據(jù)表明至P32第二自然段結(jié)束。4、孟德?tīng)枌?duì)自由組合現(xiàn)象進(jìn)行了解釋孟德?tīng)枌?duì)自由組合現(xiàn)象進(jìn)行了解釋?zhuān)湟c(diǎn)是：（1）豌豆的粒色和粒形分別由一對(duì)遺傳因子（等位基因）控制，即黃色和綠色分別由遺傳因子（等位基因）Y和y控制；圓粒和皺粒分別由遺傳因子（等位基因）R和r控制。由于子一代表現(xiàn)為黃色圓粒，說(shuō)明親本中黃色相對(duì)于綠色為顯性性狀，圓粒相對(duì)于皺粒為顯性性狀。這樣，兩個(gè)親本中，純種黃色圓粒的遺傳因子組成（基因型）為YYRR；純種綠色皺粒的遺傳因子組成（基因型）為yyrr。（2）形成配子時(shí)，兩個(gè)親本YYRR產(chǎn)生的配子為YR，yyrr產(chǎn)生的配子為yr。（3）受精后，F(xiàn)的遺傳因子組成（基因型）為YyRr，其表現(xiàn)型為黃色圓粒。（4）F形成配子時(shí)，每對(duì)遺傳因子（等位基因）表現(xiàn)為分離。與此同時(shí)，在不同對(duì)的遺傳因子（非等位基因）之間表現(xiàn)為隨機(jī)自由結(jié)合，而且是彼此獨(dú)立、互不干擾的。這樣，F(xiàn)產(chǎn)生的雌雄配子各有4種，即YR、Yr、yR、yr，其比例為1ll1。關(guān)于雜種F產(chǎn)生配子的種類(lèi)和比例是發(fā)生基因自由組合的根本原因，也是這節(jié)課的難點(diǎn)?，F(xiàn)在我們一起來(lái)分析F產(chǎn)生配子的過(guò)程。雜種F（YyRr）在減數(shù)分裂形成配子時(shí)，等位基因Y和y、R和r會(huì)隨著同源染色體的分離進(jìn)入不同的配子，而不同對(duì)的等位基因之間隨機(jī)組合在同一配子中。F基因型等位基因分離非等位基因之間自由組合YR YryRyr               1 1 1 1由于Y與R和r組合的幾率相同，R與Y和y組合的幾率也相同，所以4種配子的數(shù)量相同。（5）雜種F形成配子后，受精作用時(shí)雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的，即各種類(lèi)型的雌雄配子的結(jié)合機(jī)會(huì)均等。因此，F(xiàn)的配子的結(jié)合方式有16種，其中有9種基因型、4種表現(xiàn)型，表現(xiàn)型數(shù)量比接近于9331。5、黃色圓粒豌豆和綠色皺粒豌豆雜交實(shí)驗(yàn)孟德?tīng)栐谕瓿闪藢?duì)豌豆一對(duì)相對(duì)性狀的研究以后，沒(méi)有滿(mǎn)足已經(jīng)取得的成績(jī)，而是進(jìn)一步探索兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳規(guī)律，揭示出了遺傳的第二個(gè)規(guī)律基因的自由組合定律。在揭示這一規(guī)律時(shí)，他不僅很準(zhǔn)確地把握住了兩對(duì)相對(duì)性狀的顯隱性特點(diǎn)，進(jìn)行了雜交實(shí)驗(yàn)；并在產(chǎn)生F后，對(duì)F進(jìn)行自交，分析出因?yàn)樵冢p數(shù)分裂）形成配子時(shí)，各產(chǎn)生了4種雌雄配子。由于雌雄配子的自由組合，才在F中出現(xiàn)了新組合性狀這一規(guī)律。（三）對(duì)自由組合現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證測(cè)交實(shí)驗(yàn)1、目的選用雙隱性的植株與F1雜交，測(cè)出F1的基因型，從而驗(yàn)證自由組合現(xiàn)象解釋的正確性。2、理論分析根據(jù)孟德?tīng)柕慕忉專(zhuān)現(xiàn)1應(yīng)產(chǎn)生4種配子YR、Yr、yR 和yr，并且其比例為1 1 1 1；雙隱性個(gè)體只產(chǎn)生一種隱性（yr）配子。所以測(cè)交結(jié)果應(yīng)該產(chǎn)生4種類(lèi)型的后代，即黃色圓粒、綠色圓粒、黃色皺粒和綠色皺粒，并且4種表現(xiàn)型的數(shù)量比應(yīng)為11l1。3、雜交實(shí)驗(yàn)雜種子一代   隱性純合YyRr yyrr YR Yr yR  yr yr YyRr Yyrr yyRr yyrrF1作母本 31 27 26 26F1作父本 24 22 25 26 1 1 1 1測(cè)交的結(jié)果是產(chǎn)生了4種后代，即黃色圓粒、綠色圓粒、綠色皺粒和黃色皺粒，并且它們數(shù)量基本相同。4種表現(xiàn)型的數(shù)量比接近11l1。4、結(jié)論測(cè)交時(shí)無(wú)論是正交還是反交，實(shí)驗(yàn)與分析相符，驗(yàn)證了對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋是正確的。并且證明了F1的基因型為YyRr，既能產(chǎn)生4種雄配子，又能產(chǎn)生4種雌配子，從而證實(shí)了F1在形成配子時(shí)，不同對(duì)等位基因是自由組合的。（四）基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)孟德?tīng)柕碾s交實(shí)驗(yàn)從實(shí)踐的角度論證了自由組合定律的存在和規(guī)律。現(xiàn)在，我們從現(xiàn)代遺傳學(xué)的角度去解釋這一規(guī)律。1、基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)是：位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的。在細(xì)胞減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí)，非同源染色體上的非等位基因自由組合。2、細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的后期3、核心內(nèi)容同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí)，非同源染色體上的非等位基因自由組合。請(qǐng)同學(xué)們思考：（1）孟德?tīng)査f(shuō)的兩對(duì)基因是指什么？（位于1、2號(hào)同源染色體上的Y和y及位于3、4號(hào)的另一對(duì)同源染色體上的R和r）（2）1號(hào)染色體上的Y基因的非等位基因是那些基因？（3、4號(hào)染色體上的R和r）（3）非同源染色體上的非等位基因在形成配于時(shí)的結(jié)合方式是什么？（自由組合）（4）這種非同源染色體上的非等位基因自由組合發(fā)生在哪一過(guò)程中？（發(fā)生在細(xì)胞減數(shù)分裂形成配子時(shí)）（5）基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)是什么？（位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的。在細(xì)胞減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí)，非同源染色體上的非等位基因自由組合）（五）基因自由組合定律在實(shí)踐中的應(yīng)用1、在育種中的應(yīng)用使不同親本的優(yōu)良性狀的基因組合到一個(gè)個(gè)體內(nèi)，創(chuàng)造出優(yōu)良品種 基因的自由組合定律為我們的動(dòng)、植物育種和醫(yī)學(xué)實(shí)踐開(kāi)闊了廣闊的前景，人類(lèi)可以根據(jù)自己的需求，不斷改良動(dòng)植物品種，為人類(lèi)造福。例如：水稻中，有芒（A）對(duì)無(wú)芒（a）是顯性，抗病（R）對(duì)不抗?。╮）是顯性。其中，無(wú)芒和抗病是人們需要的優(yōu)良性狀?，F(xiàn)有兩個(gè)水稻品種，一個(gè)品種無(wú)芒、不抗病，另一個(gè)品種有芒、抗病。請(qǐng)你想辦法培育出一個(gè)無(wú)芒、抗病的新品種。根據(jù)自由組合定律，這樣的品種占總數(shù)的316。我們得到的這種具有雜種優(yōu)勢(shì)的品種可以代代遺傳嗎？（不可以，因?yàn)槠渲杏?/16的植株是雜合體，它的下一代會(huì)出現(xiàn)性狀分離）那么，如何能得到可以代代遺傳的優(yōu)勢(shì)品種？（要想得到可以代代遺傳的優(yōu)勢(shì)品種，就必須對(duì)所得到的無(wú)芒、抗病品種進(jìn)行自交和育種，淘汰不符合要求的植株，最后得到能夠穩(wěn)定遺傳的無(wú)芒、抗病的類(lèi)型）2、在醫(yī)學(xué)和優(yōu)生優(yōu)育中的應(yīng)用在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)上，我們也常用基因的自由組合規(guī)律來(lái)分析家族遺傳病的發(fā)病規(guī)律。并且推斷出其后代的基因型和表現(xiàn)型以及它們出現(xiàn)的依據(jù)。這對(duì)于遺傳病的預(yù)測(cè)和診斷以及優(yōu)生、優(yōu)育工作都有現(xiàn)實(shí)意義。例如：在一個(gè)家庭中，父親是多指患者（由顯性致病基因P控制），母親的表現(xiàn)型正常，他們婚后卻生了一個(gè)手指正常但先天聾啞的孩子（由隱性致病基因d控制，基因型為dd），其父母的基因型分別是什么？這樣的例子在我們?nèi)粘Ｉ钪惺墙?jīng)常遇到的，那么，我們一起來(lái)分析，雙方都未表現(xiàn)出來(lái)先天聾啞癥狀的父母，為什么會(huì)生出一個(gè)先大聾啞的孩子呢？（首先，先天聾啞一定是遺傳病，其父母均未表現(xiàn)出來(lái)，說(shuō)明其父母均是隱性基因的攜帶者。加之其父親為多指，可以判定其父親的基因型為：PpDd；其母親表現(xiàn)型正常，可以判斷其母的基因型為：ppDd）根據(jù)上面的分析，其父母可能出現(xiàn)的配子是什么？其子女中可能出現(xiàn)的表現(xiàn)型有幾種？（其母親可能出現(xiàn)的配子類(lèi)型為：pD、pd，其父親可能出現(xiàn)的配子類(lèi)型為PD、Pd、pD、pd。）他們的后代可能出現(xiàn)的表現(xiàn)型有4種：只患多指（基因型為PpDD、PpDd），只患先天聾?。ɑ蛐蚿pdd），既患多指又患先天聾?。ɑ蛐蚉pdd），表現(xiàn)型正常（基因型ppDD，ppDd）由上面的例子可以看出，孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)的這兩個(gè)遺傳規(guī)律對(duì)于我們?nèi)祟?lèi)認(rèn)識(shí)自然，了解人類(lèi)自己有多么重要的意義。尤其在當(dāng)前，我們正處于一個(gè)新世紀(jì)的開(kāi)始，如何解決好我們國(guó)家發(fā)展過(guò)程中提高糧食產(chǎn)量，提高人口素質(zhì)，特別是在計(jì)劃生育政策下，進(jìn)行優(yōu)生優(yōu)育等很多問(wèn)題都有待我們利用我們所學(xué)到的遺傳學(xué)知識(shí)去研究、去解決。在今后的工作中我們將面臨眾多的課題，這不僅需要我們掌握好現(xiàn)代科學(xué)知識(shí)，而且，要學(xué)習(xí)孟德?tīng)柕目茖W(xué)精神。（六）孟德?tīng)柅@得成功的原因我們都知道，孟德?tīng)柌⒉皇沁M(jìn)行遺傳學(xué)研究的第一人，在孟德?tīng)栔?，有不少學(xué)者都做過(guò)動(dòng)植物的雜交實(shí)驗(yàn)，試圖發(fā)現(xiàn)這其中的規(guī)律，但都未總結(jié)出規(guī)律來(lái)。孟德?tīng)枀s以他的科學(xué)精神和科學(xué)方法發(fā)現(xiàn)了遺傳的兩大規(guī)律。為什么孟德?tīng)枙?huì)取得這么大的成果呢？我們從中應(yīng)該得到那些啟示呢？1、正確地選擇了實(shí)驗(yàn)材料。2、在分析生物性狀時(shí)，采用了先從一對(duì)相對(duì)性狀入手再循序漸進(jìn)的方法（由單一因素到多因素的研究方法）。3、在實(shí)驗(yàn)中注意對(duì)不同世代的不同性狀進(jìn)行記載和分析，并運(yùn)用了統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果。4、科學(xué)設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)程序。孟德?tīng)枌?shí)驗(yàn)的成功給了我們以很大的啟示，即進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)必須具備的幾點(diǎn)精神：1、科學(xué)的工作態(tài)度和方法：采取循序漸進(jìn)的方法，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜；并注意觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不放過(guò)任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。2、運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)成果，如孟德?tīng)柺紫葘⒔y(tǒng)計(jì)學(xué)的方法用于生物實(shí)驗(yàn)的分析。3、科學(xué)地選擇實(shí)驗(yàn)的材料。4、有一整套的科學(xué)工作的方法和程序。（七）自由組合定律與分離定律的比較分離定律自由組合定律研究的相對(duì)性狀一對(duì)兩對(duì)或兩對(duì)以上等位基因數(shù)量及在染色體上的位置一對(duì)等位基因位于一對(duì)同源染色體上兩對(duì)或兩對(duì)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（后期）同源染色體分離減數(shù)第一次分裂中（后期）非同源染色體隨機(jī)組合遺傳實(shí)質(zhì)等位基因隨同源染色體的分開(kāi)而分離非同源染色體上的非等位基因自由組合聯(lián)系都是以減數(shù)分裂形成配子時(shí)，同源染色體的聯(lián)會(huì)和分離作基礎(chǔ)的。減數(shù)第一次分裂中（后期），同源染色體上的每對(duì)等位基因都要按分離定律發(fā)生分離；非同源染色體上的非等位基因，則發(fā)生自由組合。實(shí)際上，等位基因分離是最終實(shí)現(xiàn)非等位基因自由組合的先決條件。所以，分離定律是自由組合定律的基礎(chǔ)，自由組合定律是分離定律的延伸與發(fā)展專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)