孟德爾豌豆雜交實驗 篇一
第二節 (二)
一、教學目標
1.知識目標
(1)孟德爾兩對相對性狀的雜交試驗(a: 知道)。
(2)兩對相對性狀與兩對等位基因的關係(b: 識記)。
(3)兩對相對性狀的遺傳實驗,f2中的性狀分離比例(b: 識記)。
(4)基因的自由組合定律及其在實踐中的應用(c: 理解)。
(5)孟德爾獲得成功的原因(c: 理解)。
2.能力目標
(1)通過配子形成與減數分裂的聯繫,訓練學生的知識遷移能力。
(2)通過自由組合定律在實踐中的應用及有關習題訓練,使學生掌握應用自由組合定律解遺傳題的技能、技巧。
二、重點•實施方案
1.重點
(1)對自由組合現象的解釋。
(2)基因的自由組合定律的實質。
(3)孟德爾獲得成功的原因。
2.實施方案
(1)結合減數分裂過程精講自由組合現象的解釋及實質。
(2)使用掛圖、投影、多媒體進行直觀教學。
(3)使用表格進行歸納總結。
三、難點•突破策略
1.難點:* 對自由組合現象的解釋。
2.突破策略
(1)使用多媒體課件形象的體現由於非等位基因的自由組合導致性狀的自由組合。
(2)應用概率知識讓學生理解不同配子的隨機組合,從而出現性狀比例9∶3∶3∶1。
四、教具準備:
1.豌豆雜交試驗掛圖;2.投影片;3.多媒體課件。
五、學法指導
本節內容與前面知識聯繫非常密切,在教學中指導學生邊複習回憶所學內容,如減數分裂、生殖、發育、基因及基因對性狀的控制等,邊理解掌握孟德爾雜交試驗現象及解釋、測交驗證、本質等,最終理解外在現象和內在本質相統—的觀點,同時也為以後學習“生物的變異”打下紮實的理論基礎。
六、課時安排
2課時
第一課時
[一] 教學程序
導言基因的自由組合定律
孟德爾發現並總結出基因的分離定律,只研究了一對等位基因控制的一對相對性狀的遺傳。但任何生物都不是隻有一種性狀,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。那麼,當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律呢?孟德爾通過豌豆的兩對相對性狀雜交試驗,總結出了基因的自由組合定律。
[二] 教學目標達成過程
(一)兩對相對性狀的遺傳試驗
學生活動:閲讀並分析教材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行
實驗的?
(2)fl代的表現型是什麼?説明了什麼問題?
(3)f2代的表現型是什麼?比值是多少?為什
麼出現了兩種新的性狀?
(4)分析每對性狀的遺傳是否遵循基因的分
離定律?
學生展開熱烈的討論並自由回答,教師不
忙於評判誰對誰錯,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
結果進行指導分析:
(1)相對性狀指同一生物同一性狀的
不同表現類型,不能把黃與圓、綠與皺看
作相對性狀。
(2)fl代全為黃色圓粒,説明黃色對綠
色為顯性,圓粒對皺粒為顯性。
(3)f2代有四種表現型:黃色圓粒、黃
色皺粒、綠色圓粒、綠色皺粒,前後代比
較發現,出現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。那麼,
孟德爾是如何解釋這一現象的呢?
(二)對自由組合現象的解釋
學生活動:閲讀並分析教材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
因是位於一對還是兩對同源染色體上?
(2)孟德爾假設黃色圓粒和綠色皺粒兩
純種親本的基因型是什麼?推出fl代的基因型是什麼?
(3)f1代在產生配子時,兩對等位基因如何分配到配子中?產生幾種配子類型?
(4)f2代的基因型和表現型各是什麼?數量比為多少?
學生討論、總結歸納並爭先恐後回答,教師給予肯定並鼓勵。
教師強調:
(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於兩
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代產生配子時,y與y、r與r要分離,孟德爾認為與此同時,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,讓學生在動態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產生的雌雄配子各有四種,即yr、yr、yr、yr,並且它們之間的數量比接近於l∶1∶1∶l。
(3)受精作用時,由於雌雄配子的結合是隨機的。因此,結合方式有16種,其中基因型有9種,表現型有4種。
學生活動: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,並歸納總結f2代的基因型和表現型的規律,由一學生上黑板完成,結果如下左圖:
師生對f2代進行歸納,得出這樣的三角規律來。
a.四種表現型出現在各三角形中,如上右圖:
黃色圓粒(y—1)出現於最大的三角形的三角和三邊上(yyrr、yyrr、yyrr、yyrr);
黃色皺粒(y—rr)出現於次大三角形的三個角上(yyrr、yyrr);
綠色圓粒(yyr_)出現於第三大三角形的三個角上(yyrr、yyrr);
綠色皺粒(yyrr)出現於小三角形內(yyrr)。
b.基因型:九種基因型中的純合體(yyrr、yyrr、yyrr、yyrr)與兩對基因的雜合體(yyrr)各位於一對角線上,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:
c.九種基因型可作如下規律性的排列(用f2中兩對基因組合方式及比率相乘的方法得出如下結果),每種基因型前的係數即為其比例數,見下表:
[三] 教學目標鞏固
1.一個基因型為yyrr的精原細胞和一個
同樣基因型的卵原細胞,按照自由組合定律遺傳,各能產生幾種類型的精子和卵細胞( )
a.2種和1種 b.4種和4種
c.4種和1種 d.2種和2種
分析:由於一個精原細胞經減數分裂可產
生四個精子,其中兩兩精子的基因組成相同,而一個卵原細胞減數分裂只能產生一個卵細胞。
答案:a
2.在兩對相對性狀獨立遺傳的實驗中,f2代裏能穩定遺傳和重組型個體所佔比例是( )
a.9/16和l/2 b.1/16和3/16 c.1/8和l/4 d.1/4和3/8
分析:f2代裏能穩定遺傳意味是純合體,共有4種,在16種組合裏佔1/4;重組型意味着是變異類型(與親代不同的),共有6種,在16種組合裏佔3/8。
答案:d
[四] 佈置作業
l.p12複習題,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只有一種表現型,那麼f2代出現重組類型中能穩定遺傳的個體佔總數的 ( )
a.1/16 b.2/16 c.3/16 d.4/16
答案:b
3.某生物體細胞中有3對同源染色體,經減數分裂產生的只含有父方染色體的配子佔配子總數的 ( )
a.l/2 b.1/4 c.1/6 d.1/8
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 ( )
a.3種 b.4種 c.6種 d.9種
答案:b
總結
本節課我們重點學習了孟德爾兩對相對性狀的遺傳試驗及對試驗的解釋,通過學習應該掌握子二代出現新性狀是由於遺傳過程中不同對基因之間發生了組合。應該對子二代中9種基因型和4種表現型的規律進行理解記憶,以便在以後的解題過程中直接運用。
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第二課時
[一] 教學過程
導言
孟德爾用兩對相對性狀的豌豆進行雜交,其f1代只有一種表現型,f2代出現四種表現型,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,該怎麼辦?
學生回答:用測交法。
[二] 教學目標達成過程
(三)對自由組合現象解釋的
驗證
提問:什麼叫測交?
學生回答: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,寫出測交及其結果的遺傳圖解。
教師指導:這是根據孟德爾對自由組合現象的解釋。從理論上推導出來的結果,如果實驗結果與理論推導相符,則説明理論是正確的,如果實驗結果與理論推導不相符,則説明這種理論推導是錯誤的,實踐才是檢驗真理的惟一標準。
學生活動:閲讀教材p10。孟德爾用f1作了測
交實驗,實驗結果完全符合他的預想。證實了他
理論推導的正確性。
設疑:用f1(yyrr)作母本和父本測交的試驗結
果怎樣呢?
學生爭先恐後推演,教師出示投影,比較測
交結果,師生結論是:兩種情況是相同的,這説明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
教師介紹:豌豆體細胞有7對同源染色體,控制顏色的基因(y與y)位於第l對染色體上,控制形狀的基因(r與r)位於第7對染色體上。
學生活動:觀看減數分裂多媒體課件。鞏固在減數分裂過程中,同源染色體分離的同時,非同源染色體自由組合,從而理解位於非同源染色體上的非等位基因之間的動態關係,即非等位基因的分離或組合是互不干擾的。
設疑: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?為什麼?
學生回答: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。
設疑:基因的分離定律和自由組合定律有哪些區別和聯繫呢?
教師出示投影表格,由學生討論完成。
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
等位基因數量及在
染色體上的位置 一對等位基因位於一對同源染色體上 兩對(或兩對以上)等位基因分別位於不同的同源染色體上
細胞學基礎 減數第一次分裂中同源染色體分離 減數第一次分裂中非同源染色體自由組合
遺傳實質 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
聯繫 分離定律是自由組合定律的基礎(減數分裂中,同源染色體上的每對等位基因都要按分離定律發生分離,而非同源染色體上的非等位基因,則發生自由組合)。
(五)基因自由組合定律在實踐中的應用
教師講述:基因自由組合定律在動植物育種工作和醫學實踐中具有重要意義。
在育種上,由於每種生物都有不少性狀,這些性狀有的是優良性狀,有的是不良性狀,如果能想辦法去掉不良性狀,讓優良性狀集於一身,該有多好。如果控制這些性狀的基因分別位於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這一美好願望。
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,那麼,aarr × aarr能否培養出優良品種:無芒抗病水稻呢?怎麼培育?
學生活動:積極推演,由一學生到黑板上推演。發現f2代會出現無芒抗病水稻,但基因型有aarr和aarr兩種。
設疑:在上述兩種基因型中,是否都可用在生產中呢?
學生回答:只有能穩定遺傳的aarr才行。
再問:怎樣就得到純種的aarr呢?
學生回答:需要對無芒抗病類型進行自交和選育,淘汰不符合要求的植株,最後得到穩定遺傳的無芒抗病的類型。
學生思考下列問題:
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),母親表現正常,他們婚後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麼?
學生活動:爭先恐後推演(片刻)由一學生答出:父為ppdd,母親為ppdd,而後全體學生都推出相應的結果,教師給予肯定並鼓勵。
提問:這對夫婦若再生一個孩子,又是怎樣的情況呢?出現的可能性多大?
學生活動:推演、得出結論:只患多指,只患先天聾啞;既患多指又患先天聾啞;表現型完全正常。可能性分別為: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測和診斷提供理論上的依據。
(六)孟德爾獲得成功的原因
通過前面兩個定律的學習,可知孟德爾成功的原因可歸納為四個方面:
1.正確地選用了試驗材料。
2.由單因素(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。
3.應用統計學方法對實驗結果進行分析。
4.科學地設計了試驗的程序。
通過對這一內容的學習,讓學生懂得,任何一項科學成果的取得,不僅需要有堅韌的意志和持之以恆的探索精神,還需要有嚴謹求實的科學態度和正確的研究方法。
(七)基因自由組合定律的例題分析
通過教學使學生掌握解決遺傳題的另一種方法---分枝法。
具體步驟:
1.對各對性狀分別進行分析。
2.子代基因型的數量比應該是各對基因型相應比值的乘積,子代表現型的數量比也應該是各種表現型相應比值的乘積。
分枝法應用的理論依據:基因自由組合定律是建立在基因分離定律的基礎之上的,研究更多對相對性狀的遺傳規律,兩者並不矛盾。
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雜交後,子代的基因型和表現型以及它們各自的數量比是多少?
教師講解方法:
1.先推出每對性狀後
代的比例:dd×dd→1dd∶
2dd∶ldd;cc×cc→1cc∶
2cc∶1cc
2.後代基因型和表現
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量比是1ddcc∶2ddcc∶1ddcc∶2ddcc∶4ddcc∶2ddcc∶1ddcc;2ddcc∶1ddcc。子代表現型和它們的數量比是:9高莖紅花:3高莖白花;3矮莖紅花:l矮莖白花。
[三] 教學目標鞏固
1.思考:基因自由組合定律的實質是什麼?
2.對某植株進行測交,得到後代的基因型為rrbb、rrbb,則該植株的基因型為 ( )
分析:既為測交,一方必為rrbb,去掉後代基因型中的rb,剩餘rb和rb,則另一親本必為rrbb。
答案:a
3.基因型為aabbdd的個體自交後,其後代表現型的比例接近於 ( )
a.9∶3∶3∶1 b.3∶3∶1∶1 c.1∶2∶1 d.3∶1
分析:(運用分枝法)aa~aa後代為3∶1,bb×bb後代1種,dd×dd後代1種,所以親本自交後表現型及比例為(3∶1)×1×1=3∶1
答案:d
[四] 佈置作業
1.p12複習題第2題。
2.某個生物體細胞內有3對同源染色體,其中a、b、c來自父方,a/、b/、c/來自母方,通過減數分裂產生的配子中,同時含有三個父方(或母方)染色體的配子佔所有配子的( )
a.1/2 b.1/4 c.1/8 d.1/16
答案:c
3.人類中男人的禿頭(s)對非禿頭(s)是顯性,女人在s基因為純合時才為禿頭。褐眼(b)對藍眼(b)為顯性,現有禿頭褐眼的男人和藍眼非禿頭的女人婚配,生下一個藍眼禿頭的女兒和一個非禿頭褐眼的兒子。
(1)這對夫婦的基因分別是 , 。
(2)他們若生下一個非禿頭褐眼的女兒基因型可能是 。
(3)他們新生的兒子與父親,女兒與母親具有相同基因型的機率分別是 和 。
(4)這個非禿頭褐眼的兒子將來與一個藍眼禿頭的女子婚配,他們新生的子女可能的表現型分別是 。若生一個禿頭褐眼的兒子的機率是 。若連續生三個都是非禿頭藍眼的女兒的機率是 。
答案:(1)ssbb ssbb (2)ssbb或ssbb (3)1/4 1/4 (4)褐禿(兒)、藍禿(兒)、褐非禿(女)、藍非禿(女) 1/4 1/64
[五] 總結
這節課我們重點學習了對自由組合現象解釋的驗證,基因自由組合定律的實質以及在實踐中的應用。通過學習應理解在生物遺傳的過程中,由於非同源染色體的非等位基因的自由組合及不同基因類型的雌雄配子的隨機組合,造成基因的重新組合,從而使後代的性狀也發生重組,出現了新的類型,這種變異的原因就是基因重組。實踐上,我們可以讓位於不同的同源染色體上的非等位基因所控制的優良性狀重組,以培養優良品種,也可以對家系中兩種遺傳病同時發病的情況進行分析,並且能推斷出後代的基因型和表現型以及它們出現的概率,它的理論基礎就是基因的自由組合定律。
孟德爾豌豆雜交實驗 篇二
第一節 孟德爾豌豆雜交實驗(一)
一、教學目標
1.知識目標
(1)孟德爾研究性狀遺傳的材料和方法(a:知道)。
(2)相對性狀、顯性性狀、隱性性狀、基因型、表現型、純合子、雜合子、等位基因的概念(c:理解)。
(3)一對相對性狀的遺傳實驗及解釋(c:理解)。
(4)測交法證明基因解釋的正確性(c:理解)。
(5)基因的分離定律的實質及應用(d: 應用)。
2.能力目標
(1)通過從分離定律到實踐的應用,從遺傳現象上升為對分離定律的認識,訓練學生演繹、歸納的思維能力。
(2)通過遺傳習題的訓練,使學生掌握應用分離定律解答遺傳問題的技能技巧。
二、重點•實施方案
1.重點
(1)對分離現象的解釋。
(2)基因分離定律的實質。
(3)基因分離定律在實踐中的應用。
2.實施方案
(1)採用舉例、掛圖、投影等進行教學。
(2)聯繫所學知識,演繹歸納本節知識,從而掌握重點內容。
三、難點•突破策略
1.難點
* 對分離現象的解釋
2.突破策略
(1)運用減數分裂圖説明減數第一次減數分裂時等位基因隨同源染色體的分開而分離。
(2)出示有染色體的遺傳圖解進行講解。
(3)應用遺傳定律解題---典型引路,講清思維方法,從而突破難點。
四、教具準備:
1.人工異花傳粉示意圖;2.豌豆各種相對性狀掛圖;
3.對分離現象解釋示意圖;4.投影儀;5.多媒體課件。
五、學法指導
首先,指導學生預習教材,並結合實際引起學生對該部分內容的學習興趣。
其次,指導學生在教材中找疑點、難點,並鼓勵學生在課堂上大膽問、勤思考,且做好筆記。
再次,指導學生進行做題思維訓練。
六、課時安排
3課時,講課2課時,實驗1課時(也可根據情況把實驗內容在講授課時進行)。
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第一課時
[一]教學程序
導言
前面學習了遺傳物質dna及其基本單位--基因,知道它的複製使前後代保持連續性,它的表達使親代和子代相似。那麼,基因在傳種接代過程中有沒有一定的傳遞規律呢?
一、基因的分離定律
[二]教學目標達成過程
(一)孟德爾的豌豆雜交試驗
學生活動:閲讀教材p2-4
教師列出如下提綱:(投影顯示)
1.瞭解孟德爾簡歷
2.孟德爾的試驗研究方法是什麼?選用什麼材料?純系親本的雜交技術怎樣進行?
在學生閲讀、討論的基礎上,教師點撥:
(1)興趣是最好的老師,是動力。孟德爾的研究成果就是最好的例證;
(2)孟德爾用避免外來花粉干擾的自花傳粉、閉花授粉的豌豆純合植株進行雜交試驗,這是他成功的原因之一。
設疑:什麼是雜交法?
教師出示人工異花傳粉掛圖,並與學生一起回憶:減數分裂、受精作用、胚珠發育成種子,直到萌發成幼苗的過程,從而理解雜交試驗法。
教師最後強調:孟德爾在試驗中發現豌豆一些品種之間具有易於區分的、穩定的性狀,如莖的高與矮、種子形狀的圓粒與皺粒。從而引出相對性狀的概念。
學生閲讀教材並討論,最後歸納理解相對性狀要從三點出發:
(1)同種生物;
(2)同一性狀;
(3)不同表現類型。
教師出示:豌豆相對性狀的掛圖。
學生觀察後得出:不同品種的豌豆同時具有多對相對性狀。
提問:在人體上存在哪些相對性狀?
(答:有耳垂和無耳垂,單眼皮和雙眼皮,藍眼和褐眼……)
再提問:孟德爾開始是否對圖示中所有相對性狀同時分析呢?
學生回答:否。(這是孟德爾成功的又一重要原因)
(二)一對相對性狀的遺傳試驗
學生閲讀教材p4~5。
教師出示掛圖:高莖豌豆和矮莖豌豆的雜交試驗。
講述:用純種的高莖豌豆和純種的矮莖豌豆作親
本進行雜交。無論正交還是反交,雜交後的第一代(簡稱子一代,用f1表示)總是高莖的。
提問:子一代為什麼全是高莖;矮莖性狀哪裏去
了?
學生回答:(略)
講述:帶着這個疑問,我們看看孟德爾是怎樣做
的。他讓子一代高莖豌豆自交,得到的子二代植株中
既有高莖也有矮莖。
提問:子二代出現的兩種性狀,能提示我們什麼?
學生回答:矮莖性狀在子一代中並沒有消失,只是
沒有表現出來。
教師講述:孟德爾把雜種子一代中顯現出來的性
狀,叫做顯性性狀,如高莖;把未顯現出來的性狀。叫隱性性狀,如矮莖。子二代中同時顯現顯性性狀和隱性性狀的現象,在遺傳學上叫做性狀分離。
同時孟德爾對子二代兩性狀的株數進行了統計分析,他發現,在所得到的1064個子二代豌豆植株中,有787株是高莖,277株是矮莖,高莖與矮莖的數量比接近3∶l。請問學們注意這個比例。
設疑:豌豆的其他相對性狀雜交情況如何呢?
教師出示:孟德爾做的豌豆雜交試驗的結果投影。學生觀察、比較,發現雜交子二代都出現了性狀分離現象,且顯性性狀與隱性性狀的數量比接近3∶1,具有規律性。
[三]教學目標鞏固
1.孟德爾雜交試驗選用什麼材料?為什麼?
2.什麼是相對性狀?擬人為例舉例子。
3.下列各組中屬於相對性狀的的是 ( )
a.狗的長毛與黑毛 b.羊的白毛與牛的黃毛
c.桃樹的紅花和綠葉 d.人的雙眼皮和單眼皮
答案:1.略 2.略 3.d
[四]佈置作業
1.p8練習題第一題。
2.純種甜玉米和純種非甜玉米間行種植,收穫時發現甜玉米果穗上有非甜玉米籽粒,而非甜玉米果穗上無甜玉米籽粒。原因是 ( )
a.甜是顯性性狀 b.相互混雜 c.非甜是顯性性狀 d.相互選擇
分析:純種甜玉米和純種非甜玉米之間相互授粉,甜玉米的果穗上全表現為非甜,説明非甜是顯性性狀,甜玉米的果穗上出現非甜籽粒也説明非甜是顯性性狀。
答案:c
3.玉米高稈對矮稈為顯性。矮稈玉米用生長素處理後長成高稈,使其自交得到f1植株是( )
a.高矮之比是1∶1 b.全是矮稈
c.高矮之比是3∶1 d.全是高稈
分析:生長素作用於植物,促使細胞體積的增大引起植株快速生長,但不影響內部基因組成,因此,用生長素處理後長成的高稈玉米仍然受隱性基因控制,自交後代不發生性狀分離。
答案:b
總結
這節課要重點掌握孟德爾的一對相對性狀的遺傳試驗,理解相對性狀、顯性性狀、隱性性狀、性狀分離等概念,掌握子二代的性狀分離。
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第二課時
[一]教學程序
導言
上節課我們學習了孟德爾的一對相對性狀的遺傳試驗。知道了什麼是相對性狀、顯性性狀、隱性性狀及性狀分離。
那麼為什麼子一代只出現顯性性狀,子二代出現性狀分離且分離比都接近3∶1。如何將這些在試驗中得出的結果用一套理論來解釋呢?
這就是我們今天將要學習和研究的內容。
[二]教學目標達成過程
(三)對分離現象的解釋
提問:生物的性狀是由什麼控制的?
回答:基因。
學生活動:閲讀教材p4。
教師講述:在孟德爾當時的年代,生物學還沒有建立基因概念,孟德爾認為生物的性狀是由遺傳因子(後改稱為基因)控制的。顯性性
狀由顯性基因控制,如高莖用大寫字母d表示,隱
性性狀是由隱性基因控制,如矮莖用小寫字母d表
示,在生物的體細胞中,控制性狀的基因是成對
的。
提問:dd或dd產生的配子是什麼?通過哪種分
裂方式產生的?
學生回答:d或d,通過減數分裂。
教師講述:由於基因d對d的顯性作用,所以
f1(dd)只表現出高莖性狀,而矮莖性狀表現不出
來。
提問:fl(dd)自交時,可產生哪幾種配子?
學生回答:d和d兩種數目相等的配子。
教師講述:由於在受精時,雌雄配子隨機結
合,f2便可產生三種基因組合:dd、dd、dd,且它
們的數量比為1∶2∶1。由於d對d的顯性作用,
f2的性狀表現有兩種類型,高莖和矮莖,且數量比
為3∶1。
學生活動:閲讀教材p6,思考什麼是純合子?
什麼是雜交子?它們在遺傳中各有什麼特點?
在學生討論的基礎上教師講述:由相同基因
的配子結合成的合子發育成的個體,叫純合子,
可穩定遺傳(真實遺傳)。 而由不同基因的配子結
合成的合子發育成的個體,叫雜合子,不能穩定遺傳,後代會發生性狀分離。
[四]鞏固訓練(投影顯示)
* 某水稻的基因型為aa,讓它連續自交,(從理論上講f2的基因型純合體佔總數的( )
a.1/2 b.1/4 c.3/4 d.1
分析:p:aa fl:l/4aa;2/4aa;1/4aa,f1 f2中只有1/2aa自交產生1/2×1/2aa,其餘全部為純合體。
答案:c
下面我們來做一個模擬小實驗,來説明一下孟德爾假設推論出的上述幾種基因組合及數量比
是否正確。
(四)性狀分離比的模擬實驗
觀察:教師將事先準備好的兩個塑料小桶放
在講桌上,向甲桶裏分別放入兩種顏色(並分別標
有d和d的小球各10個,代表雌配子)。向乙桶裏分
別放人另兩種顏色(分別標有d和d的小球各10個,
代表雄配子)。分別搖動甲、乙小桶,使桶內小球
充分混合。
學生活動:請一位學生上講台來抽取。第一次
從甲桶中取出d,從乙桶中取出d,結合為dd,請
同學們記錄。第二次抓取組合為dd,第三次組合
為dd,第四次……,第10次為dd。
提問:隨機抓取10次,請同學們統計結果,是
否出現三種基因組合,且基因組合比是否為1∶
2∶1?
回答:不是。
提問:如果連續抓取100次或更多次,情況又會
怎樣呢?
學生回答:會越來越接近孟德爾的假設推論。
教師講述:由這一模擬試驗我們知道了隨機事
件的概率是在數據越大的情況—下越接近,所以孟德爾在統計豌豆雜交分離比時是統計了上千株的豌豆。如果只統計l0株是得不出這一結論的。同時,通過這一試驗,也證明了孟德爾的假設推論是成立的。
(五)對分離現象解釋的驗證---測交法
孟德爾為了驗證他對分離現象的解釋是否正
確,又設計了另一個試驗---測交試驗。測交就
是讓f1與隱性純合子雜交,這個方法可以用來測
定f1的基因組成。
學生活動:上黑板寫出測交的遺傳圖解。
提問:如何由測交來判斷f1的基因組成?
學生回答:測交後代如果出現兩種基因組合,即f1為雜合子,若後代只有一種基因組合,即f1為純合子。
教師講述:孟德爾所做的測交試驗結果,符合預期的設想,從而證明了f1在形成配子時,成對的基因發生了分離,分離後的基因分別進入到了不同的配子中。
本世紀初,遺傳學家通過大量的試驗,才證實了基因位於染色體上,並且成對的基因正好位於一對同源染色體上,從而從本質上解釋了性狀分離現象。
(六)基因分離定律的實質
學生活動:看多媒體課件---減數分裂過程。
教師講述:先掌握等位基因的概念。
遺傳學上,把位於一對同源染色體的相同位置上,控制着相對性狀的基因,叫做等位基因。
在減數分裂中,同源染色體分離進入不同的配子中,那麼同源染色體上的等位基因,也隨着同源染色體的分離而進入不同的配子中,獨立地隨配子遺傳給後代。
學生活動:集體歸納。
分離定律的實質是:在雜合子的細胞中,位於一對同源染色體上的等位基因,具有一定的獨立性;生物體在進行減數分裂形成配子時,等位基因會隨着同源染色體的分開而分離,分別進入到兩個配子中,獨立地隨配子遺傳給後代。
[五]教學目標鞏固
1.什麼是純合子,什麼是雜合子,它們在遺傳中各有什麼特點?
2.基因分離定律的實質是什麼?
3.一隻雜合的白色公羊的精巢中的100萬個初級精母細胞產生的全部精子中,含有隱性基因的個數是 ( )
a.25萬 b.50萬 c.100萬 d.200萬
答案:1.略 2.略 3.d
[六]佈置作業
1.p8練習題第二題
2.用黃色公鼠a分別與黑色母鼠b和c交配,在幾次產仔中,母鼠b產仔為9黑6黃,母鼠c產的仔全為黑色。那麼親體a、b、c中為純合體的是 ( )
a.b和c b.a和c c.a和b d.只有a
分析:據黃色公鼠a × 黑色母鼠c→後代全為黑色,則黃色為隱性性狀,黑色為顯性性狀,黃色公鼠為純合體,黑色母鼠c為顯性純合體。又據黑色母鼠b與黃色公鼠a交配;後代中出現性狀分離可知b為雜合體。
答案:b
3.一對雙眼皮的夫婦一共生了四個孩子,三個單眼皮和一個雙眼皮,對這種現象最好的解釋是 ( )
a.3∶1符合基因的分離定律
b.該遺傳不符合基因的分離定律
c.這對夫婦每胎都有出現單眼皮的可能性
d.單眼皮基因和雙眼皮基因發生了互換
分析:椐題意雙眼皮夫婦生出單眼皮孩子可知,雙眼皮對單眼皮為顯性,且這對夫婦都是單眼皮基因的攜帶者。由基因的分離定律可知,這對夫婦每胎都有出現單眼皮孩子的可能性,並且不同胎次互不影響。該遺傳在後代數量較少的情況下,是完全可能出現上述比例的。它仍然符合基因的分離定律。
答案:c
[七] 總結
這節課我們要重點掌握孟德爾分離定律中子代的基因組合及性狀分離比,以及用來驗證分離現象的測交試驗,掌握分離定律的實質,理解純合子、雜合子、等位基因等概念。
[附]性狀分離比的模擬實驗
1.實驗目的
(1)理解等位基因在形成配子時發生分離、受精時雌、雄配子隨機結合的過程。
(2)認識和理解基因的分離和隨機結合與生物性狀之間的數量關係。
(3)認識雜種後代性狀的分離比,為進一步學習基因分離規律的實質打下基礎。
2.實驗原理
進行有性生殖的生物,等位基因在減數分裂形成配子時會彼此分離,形成兩種比例相等的配子。受精作用時,比例相等的兩種雌配子與比例相等的兩種雄配子隨機結合,機會均等。隨機結合的結果是後代的基因型有三種;其比為1:2:1,表現型有兩種,其比為3:1。由於此實驗直接用研究對象進行不可能,就用模型代替研究對象進行實驗,模擬研究對象的實際情況,獲得對研究對象的認識(此實驗方法稱模擬實驗)。
3.實驗材料
小塑料桶2個,2種色彩的小球各20個或4種色彩小球各10個(球的大小要一致,質地要統一,手感要相同,並要有一定重量)。
4.實驗方法與步驟
(1)分裝、標記小球
取甲、乙兩個小桶,每個小桶內放有兩種色彩的小球各10個,並在不同色彩的球上分別標有字母d和d。甲桶上標記雌配子,乙桶上標記雄配子,甲桶中的d小球與d小球,就分別代表含基因d和含基因d的雌配子;乙桶中的d小球與d小球,就分別代表含基因d和含基因d的雄配子。
(2)混合小球
分別搖動甲、乙小桶,使桶內小球充分混合。
(3)隨機取球
分別從兩個小桶內隨機抓取一個小球,組合在一起,記錄下兩個小球的字母組合,這表示雌配子與雄配子隨機結合成合子的過程。
(4)重複實驗
將抓取的小球放回原來的小桶,搖動小桶中的綵球,使小球充分混合後,再按上述方法重複做50~100次(重複次數越多,模擬效果越好)。記錄時,可將三種基因型寫好,以後每抓一次,在不同基因型後以“正”字形式記錄(如下表):
基因型 次數 總計 百分比
dd
dd
dd
(5)統計小球組合
統計小球組合為dd、dd和dd的數量分別是多少,並記錄下來。
(6)計算小球組合
計算小球組合為dd、dd和dd之間的數量比值是多少,計算小球組合為dd和組合為dd的數量比值是多少,並記錄下來。
(7)實驗結論分析實驗結果,在實驗誤差允許的範圍內,得出合理的結論(可將全班每一小組結果綜合統計,進行對比)。
5.注意事項
(1)選擇小球大小要一致、質地要統一、抓摸時手感要相同,以避免人為誤差。
(2)選擇盛放小球的容器最好採用小桶或圓柱形容器,而不要採用方形容器,以便搖動小球時能充分混勻。
(3)桶內小球的數量必須相等,d、d基因的小球必須1:1,且每次抓出的兩個小球必須統計後各自放回各自的小桶,以保證機率的準確。
(4)不要看着桶內的小球抓,要隨機去摸,且順便攪拌一下,以增大其隨機性,用雙手同時去兩個桶內各抓一個。
(5)記錄時,可先將dd、dd、dd三種基因型按豎排先寫好,然後每抓一次在不同基因型後以“正”字形式記錄。
(6)每做完一次模擬實驗,小球放回後要搖勻小球,然後再做下次模擬實驗。
(7)建議實驗時兩人一組,互相配合,實驗中一人抓球,一人記,記錄者負責將小球放回原桶並搖勻小球。兩人還可對換,交換操作。
(8)如果時間允許,每組可重複幾次模擬實驗。
(9)課代表可將全班每一小組的計算結果綜合統計,這樣全班的數據會更接近理論值。
(10)要明白雙手同時各抓一個小球表示什麼,它表示包含不同基因的雌雄配子結合是隨機的。
(11)有時會連續出現幾次相同基因型,這是正常的,只要隨着抓摸次數的增多,就會接近理論值。
第三課時
[一] 教學程序
導言
同學們上節課我們學習了孟德爾對分離現象的解釋、驗證以及基因分離定律的實質。
請回憶孟德爾做的純種高莖豌豆和純種矮莖豌豆雜交中,f2出現幾種基因組合及其比例,出現哪些性狀,性狀分離比分別是多少?
學生回答:三種,即dd∶dd∶dd=1∶2∶1;高∶矮=3∶l。
[二] 教學目標達成過程
(七)基因型和表現型
學生活動:閲讀教材p7,明確什麼是基因型,什麼是表現型,它們的關係怎樣?
教師講述:在遺傳學上,把生物個體表現出來的性狀叫做表現型,如豌豆的高莖和矮莖;把與表現型有關的基因組成叫做基因型,如:dd、dd、dd。
思考:基因型相同,表現型是否就一定相同,表現型相同,基因型又如何呢?
學生展開熱烈討論,且七嘴八舌地回答,教師給予鼓勵並講述:生物體在整個發育過程中,不僅要受到內在因素基因的控制,還要受到外界環境條件的影響,如:水毛莨葉在空氣中和水中就呈現兩種不同的形態。因此,表現型是基因型與環境相互作用的結果。
(八)基因分離定律在實踐中的應用
學生活動:閲讀教材p7,通過閲讀應明確“基因的分離定律是遺傳學中最基本的規律”,它能正確解釋生物界的某些遺傳現象,而且能夠預測雜交後代的類型和各種類型出現的概率,這對於動植物育種實踐和醫學實踐都具有重要的意義。
提問:什麼叫雜交育種?
學生爭先恐後回答:就是人們按照育種目標,選配親本雜交,對雜交後代再進行選育,最終培育出具有穩定遺傳性狀的品種。
教師投影顯示如下問題:小麥抗鏽病的抗性是由顯性基因控制的,在f2中,表現為抗鏽病植株的基因型是什麼?能否在生產中應用?若不能,怎麼辦?
學生思考、討論、推演、最後得出結論:基因型有顯性純合和顯性雜合兩種情況,顯性雜合在後代會發生性狀分離,不能在生產中應用,必須讓抗鏽病的小麥植株繼續自交,經過選擇,淘汰由於性狀分離出現的非抗鏽病類型,獲得穩定的抗病類型才行。
設疑:你是否知道哪些病屬於人類遺傳病嗎?
學生回答:白化病、先天性聾啞、並指、色盲……
教師講述:白化病是大家較熟悉的一種遺傳病,
由於控制患病的基因是隱性基因,所以屬於
隱性遺傳病。
思考:如果雙親表現正常(均為雜合
子),那麼後代患白化病的概率是多少?
學生積極推算得出結果:1/4。
教師再介紹:人類遺傳病並指其患病基因是顯性基因,所以屬於顯性遺傳病。
思考:如果雙親均患並指(均為雜合子),那麼後代患並指的概率是多少?
學生推算得出答案:3/4。
師生共同總結歸納:由以上兩例,我們可以看出,在醫學實踐中,人們利用分離定律對遺傳病的基因型和發病概率可以做出科學的推斷。
提問:人類的abo血型系統包括哪些血型?
學生不加思考回答:a型、b型、ab型、o型。
教師講解:人類的abo血型是由三個基因控制的,它們是ia、ib、i。但是對每個人來説,只可能有兩個基因,其中ia、ib都對i為顯性,而ia和ib之間無顯性關係(共顯性)。所以説人類的血型是遺傳的,而且遵循分離定律。思考:母親為o型,父親為ab型,其子女可能是ab型嗎?
學生動手推演得出結論:否。
教師講述:依據分離定律推算,後代只可能是a型或b型,不可能出現ab型,所以目前常用血型鑑定法來進行親子鑑定。
[三] 知識鞏固(投影顯示如下題目)
1.小李患白化病,但小李的父母及妹妹的表現型正常,問:
(1)小李的妹妹攜帶白化病基因的可能性是多少?
(2)如果小李的妹妹與一位白化病患者婚配,出生病孩的概率是多少?
請一位學生上黑板做,教師對學生答案做出判斷。也可由其他學生進行補充,最後由教師對該題進行分析,讓學生掌握分析這類題的方法。
分析:由於小李患白化病,所以小李的父親和母親均為攜帶者,小李的妹妹可能是正常純合子,也可能是攜帶者,但已經知道她是表現型正常,所以小李妹妹攜帶隱性基因的概率為2/3。 小李的妹妹與白化病患者婚配,只有當小李妹妹是攜帶者時,生出1/2有病的孩子,又由於小李妹妹攜帶隱性基因的概率為2/3,所以出生病孩的機率是1/3。
2.一株基因型為bb的玉米做母本,授以bb玉米植株的花粉,所結種子的種皮、胚、胚乳的基因型分別是什麼?
學生思考、討論並回答,教師鼓勵。
分析:複習關於植物個體發育一節,可知種皮是由珠被髮育而來,所以種皮的基因型與母本基因型相同,即bb。胚是由受精卵發育而來,所以基因型是bb或bb。胚乳是由受精極核發育而來,所以基因型是bbb或bbb。
(九)基因分離定律的解題方法---棋盤法
教師講解:計算雜交組合的基因型及表現型,以及它們出現的概率時,通常用棋盤法,即將每一個親本的配子放在一側,註上各自的概率,然後,在棋盤的每一格中寫出合子的基因型和表現型,每一格中合子的概率是兩個配子概率的乘積。
銀屏顯示題目:番茄莖的有毛(h)對無毛(h)是顯性。現有基因型為hh和hh的兩個親本雜交,問它們的後代可以產生哪幾種表現型和基因型,這幾種表現型和基因型的概率各是多少?
學生活動:根據棋盤式解題法積極推算,最後得出結果,見p26。(注:也可用雌雄配子交叉線圖解進行) 。
[四] 教學目標鞏固
1.—般人對苯硫脲感覺苦味是由基因b控制的,對其無味覺是由b控制的,稱為味盲。有三對夫婦,他們子女中味盲的比例各是25%、50%、100%,則這三對夫婦的基因型最可能是 ( )
①bb×bb ②bb×bb ③bb×bb ④bb×bb ⑤bb×bb ⑥bb×bb
a.④⑤⑥ b.④②⑤ c.④⑤② d.①②③
答案:c
2.下面是對基因型與表現型關係的敍述,其中錯誤的是 ( )
a.表現型相同,基因型不一定相同
b.基因型相同,表現型不一定相同
c.在相同生活環境中,基因型相同,表現型一定相同
d.在相同生活環境中,表現型相同,基因型不一定相同
答案:c
3.有一對夫婦均為雙眼皮,他們各自的父親都是單眼皮。這一對夫婦生一個孩子為單眼皮的機率是 ( )
a.100% b.50% c.25% d.75%
答案:c
[五] 佈置作業
1.玉米幼苗的綠色(g)對白色(g)為顯性,以雜合體自交產生的種子實驗,其中400粒播在有光處,另400粒播在黑暗處,數日後種子萌發成幼苗,在黑暗處長出398株幼苗,全部白色;而在有光處長出396株幼苗中有298株綠色和98株白色幼苗,請分析出實驗結果,並回答:
(l)從理論上推斷:雜合體自交產生的種子的基因型及其比例是 。
(2)所得幼苗從理論上講表現型及比例是 。
(3)實驗結果為什麼不符合上述理論值? 。
(4)從上述實驗結果説明生物的性狀受 控制,同時又受 的影響。
答案:(1)gg∶gg∶gg=1∶2∶1 (2)綠色∶白色=3∶1 (3)無光條件下,幼苗不能形成葉綠素而呈白色 (4)基因 環境條件
2.苯丙酮尿症(pku)是由隱性基因a控制的,使得人體不能產生將苯丙酮轉化為酪氨酸的酶,這種情況下苯丙酮在人體內含量較高,尿中可檢出,可導致智力低下和易發生癲癇病。如果兩個正常男女婚配,卻生下一個有此病的男孩。請分析説明:
(1)這對夫婦的基因型是 。
(2)男孩的基因型是 。
(3)若再生一個孩子,是正常女孩的可能性是 ,是有病男孩的可能性是 。
(4)這種情況往往是由於——婚配的情況下發生的。因此為了提高我國的人口素質,新婚姻法規定: 血親,禁止結婚。
答案:(1)aa × aa (2)aa (3)3/8 l/8 (4)近親 直系血親和三代以內旁系。
孟德爾豌豆雜交實驗 篇三
第二節 孟德爾豌豆雜交實驗(二)
一、教學目標
1.知識目標
(1)孟德爾兩對相對性狀的雜交試驗(a: 知道)。
(2)兩對相對性狀與兩對等位基因的關係(b: 識記)。
(3)兩對相對性狀的遺傳實驗,f2中的性狀分離比例(b: 識記)。
(4)基因的自由組合定律及其在實踐中的應用(c: 理解)。
(5)孟德爾獲得成功的原因(c: 理解)。
2.能力目標
(1)通過配子形成與減數分裂的聯繫,訓練學生的知識遷移能力。
(2)通過自由組合定律在實踐中的應用及有關習題訓練,使學生掌握應用自由組合定律解遺傳題的技能、技巧。
二、重點•實施方案
1.重點
(1)對自由組合現象的解釋。
(2)基因的自由組合定律的實質。
(3)孟德爾獲得成功的原因。
2.實施方案
(1)結合減數分裂過程精講自由組合現象的解釋及實質。
(2)使用掛圖、投影、多媒體進行直觀教學。
(3)使用表格進行歸納總結。
三、難點•突破策略
1.難點:* 對自由組合現象的解釋。
2.突破策略
(1)使用多媒體課件形象的體現由於非等位基因的自由組合導致性狀的自由組合。
(2)應用概率知識讓學生理解不同配子的隨機組合,從而出現性狀比例9∶3∶3∶1。
四、教具準備:
1.豌豆雜交試驗掛圖;2.投影片;3.多媒體課件。
五、學法指導
本節內容與前面知識聯繫非常密切,在教學中指導學生邊複習回憶所學內容,如減數分裂、生殖、發育、基因及基因對性狀的控制等,邊理解掌握孟德爾雜交試驗現象及解釋、測交驗證、本質等,最終理解外在現象和內在本質相統—的觀點,同時也為以後學習“生物的變異”打下紮實的理論基礎。
六、課時安排
2課時
第一課時
[一] 教學程序
導言基因的自由組合定律
孟德爾發現並總結出基因的分離定律,只研究了一對等位基因控制的一對相對性狀的遺傳。但任何生物都不是隻有一種性狀,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。那麼,當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律呢?孟德爾通過豌豆的兩對相對性狀雜交試驗,總結出了基因的自由組合定律。
[二] 教學目標達成過程
(一)兩對相對性狀的遺傳試驗
學生活動:閲讀並分析教材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行
實驗的?
(2)fl代的表現型是什麼?説明了什麼問題?
(3)f2代的表現型是什麼?比值是多少?為什
麼出現了兩種新的性狀?
(4)分析每對性狀的遺傳是否遵循基因的分
離定律?
學生展開熱烈的討論並自由回答,教師不
忙於評判誰對誰錯,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
結果進行指導分析:
(1)相對性狀指同一生物同一性狀的
不同表現類型,不能把黃與圓、綠與皺看
作相對性狀。
(2)fl代全為黃色圓粒,説明黃色對綠
色為顯性,圓粒對皺粒為顯性。
(3)f2代有四種表現型:黃色圓粒、黃
色皺粒、綠色圓粒、綠色皺粒,前後代比
較發現,出現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。那麼,
孟德爾是如何解釋這一現象的呢?
(二)對自由組合現象的解釋
學生活動:閲讀並分析教材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
因是位於一對還是兩對同源染色體上?
(2)孟德爾假設黃色圓粒和綠色皺粒兩
純種親本的基因型是什麼?推出fl代的基因型是什麼?
(3)f1代在產生配子時,兩對等位基因如何分配到配子中?產生幾種配子類型?
(4)f2代的基因型和表現型各是什麼?數量比為多少?
學生討論、總結歸納並爭先恐後回答,教師給予肯定並鼓勵。
教師強調:
(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於兩
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代產生配子時,y與y、r與r要分離,孟德爾認為與此同時,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,讓學生在動態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產生的雌雄配子各有四種,即yr、yr、yr、yr,並且它們之間的數量比接近於l∶1∶1∶l。
(3)受精作用時,由於雌雄配子的結合是隨機的。因此,結合方式有16種,其中基因型有9種,表現型有4種。
學生活動: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,並歸納總結f2代的基因型和表現型的規律,由一學生上黑板完成,結果如下左圖:
師生對f2代進行歸納,得出這樣的三角規律來。
a.四種表現型出現在各三角形中,如上右圖:
黃色圓粒(y—1)出現於最大的三角形的三角和三邊上(yyrr、yyrr、yyrr、yyrr);
黃色皺粒(y—rr)出現於次大三角形的三個角上(yyrr、yyrr);
綠色圓粒(yyr_)出現於第三大三角形的三個角上(yyrr、yyrr);
綠色皺粒(yyrr)出現於小三角形內(yyrr)。
b.基因型:九種基因型中的純合體(yyrr、yyrr、yyrr、yyrr)與兩對基因的雜合體(yyrr)各位於一對角線上,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:
c.九種基因型可作如下規律性的排列(用f2中兩對基因組合方式及比率相乘的方法得出如下結果),每種基因型前的係數即為其比例數,見下表:
[三] 教學目標鞏固
1.一個基因型為yyrr的精原細胞和一個
同樣基因型的卵原細胞,按照自由組合定律遺傳,各能產生幾種類型的精子和卵細胞( )
a.2種和1種 b.4種和4種
c.4種和1種 d.2種和2種
分析:由於一個精原細胞經減數分裂可產
生四個精子,其中兩兩精子的基因組成相同,而一個卵原細胞減數分裂只能產生一個卵細胞。
答案:a
2.在兩對相對性狀獨立遺傳的實驗中,f2代裏能穩定遺傳和重組型個體所佔比例是( )
a.9/16和l/2 b.1/16和3/16 c.1/8和l/4 d.1/4和3/8
分析:f2代裏能穩定遺傳意味是純合體,共有4種,在16種組合裏佔1/4;重組型意味着是變異類型(與親代不同的),共有6種,在16種組合裏佔3/8。
答案:d
[四] 佈置作業
l.p12複習題,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只有一種表現型,那麼f2代出現重組類型中能穩定遺傳的個體佔總數的 ( )
a.1/16 b.2/16 c.3/16 d.4/16
答案:b
3.某生物體細胞中有3對同源染色體,經減數分裂產生的只含有父方染色體的配子佔配子總數的 ( )
a.l/2 b.1/4 c.1/6 d.1/8
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 ( )
a.3種 b.4種 c.6種 d.9種
答案:b
總結
本節課我們重點學習了孟德爾兩對相對性狀的遺傳試驗及對試驗的解釋,通過學習應該掌握子二代出現新性狀是由於遺傳過程中不同對基因之間發生了組合。應該對子二代中9種基因型和4種表現型的規律進行理解記憶,以便在以後的解題過程中直接運用。
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第二課時
[一] 教學過程
導言
孟德爾用兩對相對性狀的豌豆進行雜交,其f1代只有一種表現型,f2代出現四種表現型,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,該怎麼辦?
學生回答:用測交法。
[二] 教學目標達成過程
(三)對自由組合現象解釋的
驗證
提問:什麼叫測交?
學生回答: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,寫出測交及其結果的遺傳圖解。
教師指導:這是根據孟德爾對自由組合現象的解釋。從理論上推導出來的結果,如果實驗結果與理論推導相符,則説明理論是正確的,如果實驗結果與理論推導不相符,則説明這種理論推導是錯誤的,實踐才是檢驗真理的惟一標準。
學生活動:閲讀教材p10。孟德爾用f1作了測
交實驗,實驗結果完全符合他的預想。證實了他
理論推導的正確性。
設疑:用f1(yyrr)作母本和父本測交的試驗結
果怎樣呢?
學生爭先恐後推演,教師出示投影,比較測
交結果,師生結論是:兩種情況是相同的,這説明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
教師介紹:豌豆體細胞有7對同源染色體,控制顏色的基因(y與y)位於第l對染色體上,控制形狀的基因(r與r)位於第7對染色體上。
學生活動:觀看減數分裂多媒體課件。鞏固在減數分裂過程中,同源染色體分離的同時,非同源染色體自由組合,從而理解位於非同源染色體上的非等位基因之間的動態關係,即非等位基因的分離或組合是互不干擾的。
設疑: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?為什麼?
學生回答: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。
設疑:基因的分離定律和自由組合定律有哪些區別和聯繫呢?
教師出示投影表格,由學生討論完成。
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
等位基因數量及在
染色體上的位置 一對等位基因位於一對同源染色體上 兩對(或兩對以上)等位基因分別位於不同的同源染色體上
細胞學基礎 減數第一次分裂中同源染色體分離 減數第一次分裂中非同源染色體自由組合
遺傳實質 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
聯繫 分離定律是自由組合定律的基礎(減數分裂中,同源染色體上的每對等位基因都要按分離定律發生分離,而非同源染色體上的非等位基因,則發生自由組合)。
(五)基因自由組合定律在實踐中的應用
教師講述:基因自由組合定律在動植物育種工作和醫學實踐中具有重要意義。
在育種上,由於每種生物都有不少性狀,這些性狀有的是優良性狀,有的是不良性狀,如果能想辦法去掉不良性狀,讓優良性狀集於一身,該有多好。如果控制這些性狀的基因分別位於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這一美好願望。
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,那麼,aarr × aarr能否培養出優良品種:無芒抗病水稻呢?怎麼培育?
學生活動:積極推演,由一學生到黑板上推演。發現f2代會出現無芒抗病水稻,但基因型有aarr和aarr兩種。
設疑:在上述兩種基因型中,是否都可用在生產中呢?
學生回答:只有能穩定遺傳的aarr才行。
再問:怎樣就得到純種的aarr呢?
學生回答:需要對無芒抗病類型進行自交和選育,淘汰不符合要求的植株,最後得到穩定遺傳的無芒抗病的類型。
學生思考下列問題:
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),母親表現正常,他們婚後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麼?
學生活動:爭先恐後推演(片刻)由一學生答出:父為ppdd,母親為ppdd,而後全體學生都推出相應的結果,教師給予肯定並鼓勵。
提問:這對夫婦若再生一個孩子,又是怎樣的情況呢?出現的可能性多大?
學生活動:推演、得出結論:只患多指,只患先天聾啞;既患多指又患先天聾啞;表現型完全正常。可能性分別為: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測和診斷提供理論上的依據。
(六)孟德爾獲得成功的原因
通過前面兩個定律的學習,可知孟德爾成功的原因可歸納為四個方面:
1.正確地選用了試驗材料。
2.由單因素(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。
3.應用統計學方法對實驗結果進行分析。
4.科學地設計了試驗的程序。
通過對這一內容的學習,讓學生懂得,任何一項科學成果的取得,不僅需要有堅韌的意志和持之以恆的探索精神,還需要有嚴謹求實的科學態度和正確的研究方法。
(七)基因自由組合定律的例題分析
通過教學使學生掌握解決遺傳題的另一種方法---分枝法。
具體步驟:
1.對各對性狀分別進行分析。
2.子代基因型的數量比應該是各對基因型相應比值的乘積,子代表現型的數量比也應該是各種表現型相應比值的乘積。
分枝法應用的理論依據:基因自由組合定律是建立在基因分離定律的基礎之上的,研究更多對相對性狀的遺傳規律,兩者並不矛盾。
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雜交後,子代的基因型和表現型以及它們各自的數量比是多少?
教師講解方法:
1.先推出每對性狀後
代的比例:dd×dd→1dd∶
2dd∶ldd;cc×cc→1cc∶
2cc∶1cc
2.後代基因型和表現
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量比是1ddcc∶2ddcc∶1ddcc∶2ddcc∶4ddcc∶2ddcc∶1ddcc;2ddcc∶1ddcc。子代表現型和它們的數量比是:9高莖紅花:3高莖白花;3矮莖紅花:l矮莖白花。
[三] 教學目標鞏固
1.思考:基因自由組合定律的實質是什麼?
2.對某植株進行測交,得到後代的基因型為rrbb、rrbb,則該植株的基因型為 ( )
分析:既為測交,一方必為rrbb,去掉後代基因型中的rb,剩餘rb和rb,則另一親本必為rrbb。
答案:a
3.基因型為aabbdd的個體自交後,其後代表現型的比例接近於 ( )
a.9∶3∶3∶1 b.3∶3∶1∶1 c.1∶2∶1 d.3∶1
分析:(運用分枝法)aa~aa後代為3∶1,bb×bb後代1種,dd×dd後代1種,所以親本自交後表現型及比例為(3∶1)×1×1=3∶1
答案:d
[四] 佈置作業
1.p12複習題第2題。
2.某個生物體細胞內有3對同源染色體,其中a、b、c來自父方,a/、b/、c/來自母方,通過減數分裂產生的配子中,同時含有三個父方(或母方)染色體的配子佔所有配子的( )
a.1/2 b.1/4 c.1/8 d.1/16
答案:c
3.人類中男人的禿頭(s)對非禿頭(s)是顯性,女人在s基因為純合時才為禿頭。褐眼(b)對藍眼(b)為顯性,現有禿頭褐眼的男人和藍眼非禿頭的女人婚配,生下一個藍眼禿頭的女兒和一個非禿頭褐眼的兒子。
(1)這對夫婦的基因分別是 , 。
(2)他們若生下一個非禿頭褐眼的女兒基因型可能是 。
(3)他們新生的兒子與父親,女兒與母親具有相同基因型的機率分別是 和 。
(4)這個非禿頭褐眼的兒子將來與一個藍眼禿頭的女子婚配,他們新生的子女可能的表現型分別是 。若生一個禿頭褐眼的兒子的機率是 。若連續生三個都是非禿頭藍眼的女兒的機率是 。
答案:(1)ssbb ssbb (2)ssbb或ssbb (3)1/4 1/4 (4)褐禿(兒)、藍禿(兒)、褐非禿(女)、藍非禿(女) 1/4 1/64
[五] 總結
這節課我們重點學習了對自由組合現象解釋的驗證,基因自由組合定律的實質以及在實踐中的應用。通過學習應理解在生物遺傳的過程中,由於非同源染色體的非等位基因的自由組合及不同基因類型的雌雄配子的隨機組合,造成基因的重新組合,從而使後代的性狀也發生重組,出現了新的類型,這種變異的原因就是基因重組。實踐上,我們可以讓位於不同的同源染色體上的非等位基因所控制的優良性狀重組,以培養優良品種,也可以對家系中兩種遺傳病同時發病的情況進行分析,並且能推斷出後代的基因型和表現型以及它們出現的概率,它的理論基礎就是基因的自由組合定律。
孟德爾豌豆雜交實驗 篇四
必修2 遺傳與進化
第一章 遺傳因子的發現
第一節 孟德爾豌豆雜交實驗(一)
一、教學目標
1.知識目標
(1)孟德爾研究性狀遺傳的材料和方法(a:知道)。
(2)相對性狀、顯性性狀、隱性性狀、基因型、表現型、純合子、雜合子、等位基因的概念(c:理解)。
(3)一對相對性狀的遺傳實驗及解釋(c:理解)。
(4)測交法證明基因解釋的正確性(c:理解)。
(5)基因的分離定律的實質及應用(d: 應用)。
2.能力目標
(1)通過從分離定律到實踐的應用,從遺傳現象上升為對分離定律的認識,訓練學生演繹、歸納的思維能力。
(2)通過遺傳習題的訓練,使學生掌握應用分離定律解答遺傳問題的技能技巧。
二、重點•實施方案
1.重點
(1)對分離現象的解釋。
(2)基因分離定律的實質。
(3)基因分離定律在實踐中的應用。
2.實施方案
(1)採用舉例、掛圖、投影等進行教學。
(2)聯繫所學知識,演繹歸納本節知識,從而掌握重點內容。
三、難點•突破策略
1.難點
* 對分離現象的解釋
2.突破策略
(1)運用減數分裂圖説明減數第一次減數分裂時等位基因隨同源染色體的分開而分離。
(2)出示有染色體的遺傳圖解進行講解。
(3)應用遺傳定律解題---典型引路,講清思維方法,從而突破難點。
四、教具準備:
1.人工異花傳粉示意圖;2.豌豆各種相對性狀掛圖;
3.對分離現象解釋示意圖;4.投影儀;5.多媒體課件。
五、學法指導
首先,指導學生預習教材,並結合實際引起學生對該部分內容的學習興趣。
其次,指導學生在教材中找疑點、難點,並鼓勵學生在課堂上大膽問、勤思考,且做好筆記。
再次,指導學生進行做題思維訓練。
六、課時安排
3課時,講課2課時,實驗1課時(也可根據情況把實驗內容在講授課時進行)。
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第一課時
[一]教學程序
導言
前面學習了遺傳物質dna及其基本單位--基因,知道它的複製使前後代保持連續性,它的表達使親代和子代相似。那麼,基因在傳種接代過程中有沒有一定的傳遞規律呢?
一、基因的分離定律
[二]教學目標達成過程
(一)孟德爾的豌豆雜交試驗
學生活動:閲讀教材p2-4
教師列出如下提綱:(投影顯示)
1.瞭解孟德爾簡歷
2.孟德爾的試驗研究方法是什麼?選用什麼材料?純系親本的雜交技術怎樣進行?
在學生閲讀、討論的基礎上,教師點撥:
(1)興趣是最好的老師,是動力。孟德爾的研究成果就是最好的例證;
(2)孟德爾用避免外來花粉干擾的自花傳粉、閉花授粉的豌豆純合植株進行雜交試驗,這是他成功的原因之一。
設疑:什麼是雜交法?
教師出示人工異花傳粉掛圖,並與學生一起回憶:減數分裂、受精作用、胚珠發育成種子,直到萌發成幼苗的過程,從而理解雜交試驗法。
教師最後強調:孟德爾在試驗中發現豌豆一些品種之間具有易於區分的、穩定的性狀,如莖的高與矮、種子形狀的圓粒與皺粒。從而引出相對性狀的概念。
學生閲讀教材並討論,最後歸納理解相對性狀要從三點出發:
(1)同種生物;
(2)同一性狀;
(3)不同表現類型。
教師出示:豌豆相對性狀的掛圖。
學生觀察後得出:不同品種的豌豆同時具有多對相對性狀。
提問:在人體上存在哪些相對性狀?
(答:有耳垂和無耳垂,單眼皮和雙眼皮,藍眼和褐眼……)
再提問:孟德爾開始是否對圖示中所有相對性狀同時分析呢?
學生回答:否。(這是孟德爾成功的又一重要原因)
(二)一對相對性狀的遺傳試驗
學生閲讀教材p4~5。
教師出示掛圖:高莖豌豆和矮莖豌豆的雜交試驗。
講述:用純種的高莖豌豆和純種的矮莖豌豆作親
本進行雜交。無論正交還是反交,雜交後的第一代(簡稱子一代,用f1表示)總是高莖的。
提問:子一代為什麼全是高莖;矮莖性狀哪裏去
了?
學生回答:(略)
講述:帶着這個疑問,我們看看孟德爾是怎樣做
的。他讓子一代高莖豌豆自交,得到的子二代植株中
既有高莖也有矮莖。
提問:子二代出現的兩種性狀,能提示我們什麼?
學生回答:矮莖性狀在子一代中並沒有消失,只是
沒有表現出來。
教師講述:孟德爾把雜種子一代中顯現出來的性
狀,叫做顯性性狀,如高莖;把未顯現出來的性狀。叫隱性性狀,如矮莖。子二代中同時顯現顯性性狀和隱性性狀的現象,在遺傳學上叫做性狀分離。
同時孟德爾對子二代兩性狀的株數進行了統計分析,他發現,在所得到的1064個子二代豌豆植株中,有787株是高莖,277株是矮莖,高莖與矮莖的數量比接近3∶l。請問學們注意這個比例。
設疑:豌豆的其他相對性狀雜交情況如何呢?
教師出示:孟德爾做的豌豆雜交試驗的結果投影。學生觀察、比較,發現雜交子二代都出現了性狀分離現象,且顯性性狀與隱性性狀的數量比接近3∶1,具有規律性。
[三]教學目標鞏固
1.孟德爾雜交試驗選用什麼材料?為什麼?
2.什麼是相對性狀?擬人為例舉例子。
3.下列各組中屬於相對性狀的的是 ( )
a.狗的長毛與黑毛 b.羊的白毛與牛的黃毛
c.桃樹的紅花和綠葉 d.人的雙眼皮和單眼皮
答案:1.略 2.略 3.d
[四]佈置作業
1.p8練習題第一題。
2.純種甜玉米和純種非甜玉米間行種植,收穫時發現甜玉米果穗上有非甜玉米籽粒,而非甜玉米果穗上無甜玉米籽粒。原因是 ( )
a.甜是顯性性狀 b.相互混雜 c.非甜是顯性性狀 d.相互選擇
分析:純種甜玉米和純種非甜玉米之間相互授粉,甜玉米的果穗上全表現為非甜,説明非甜是顯性性狀,甜玉米的果穗上出現非甜籽粒也説明非甜是顯性性狀。
答案:c
3.玉米高稈對矮稈為顯性。矮稈玉米用生長素處理後長成高稈,使其自交得到f1植株是( )
a.高矮之比是1∶1 b.全是矮稈
c.高矮之比是3∶1 d.全是高稈
分析:生長素作用於植物,促使細胞體積的增大引起植株快速生長,但不影響內部基因組成,因此,用生長素處理後長成的高稈玉米仍然受隱性基因控制,自交後代不發生性狀分離。
答案:b
總結
這節課要重點掌握孟德爾的一對相對性狀的遺傳試驗,理解相對性狀、顯性性狀、隱性性狀、性狀分離等概念,掌握子二代的性狀分離。
------------------------------------------------------------
第二課時
[一]教學程序
導言
上節課我們學習了孟德爾的一對相對性狀的遺傳試驗。知道了什麼是相對性狀、顯性性狀、隱性性狀及性狀分離。
那麼為什麼子一代只出現顯性性狀,子二代出現性狀分離且分離比都接近3∶1。如何將這些在試驗中得出的結果用一套理論來解釋呢?
這就是我們今天將要學習和研究的內容。
[二]教學目標達成過程
(三)對分離現象的解釋
提問:生物的性狀是由什麼控制的?
回答:基因。
學生活動:閲讀教材p4。
教師講述:在孟德爾當時的年代,生物學還沒有建立基因概念,孟德爾認為生物的性狀是由遺傳因子(後改稱為基因)控制的。顯性性
狀由顯性基因控制,如高莖用大寫字母d表示,隱
性性狀是由隱性基因控制,如矮莖用小寫字母d表
示,在生物的體細胞中,控制性狀的基因是成對
的。
提問:dd或dd產生的配子是什麼?通過哪種分
裂方式產生的?
學生回答:d或d,通過減數分裂。
教師講述:由於基因d對d的顯性作用,所以
f1(dd)只表現出高莖性狀,而矮莖性狀表現不出
來。
提問:fl(dd)自交時,可產生哪幾種配子?
學生回答:d和d兩種數目相等的配子。
教師講述:由於在受精時,雌雄配子隨機結
合,f2便可產生三種基因組合:dd、dd、dd,且它
們的數量比為1∶2∶1。由於d對d的顯性作用,
f2的性狀表現有兩種類型,高莖和矮莖,且數量比
為3∶1。
學生活動:閲讀教材p6,思考什麼是純合子?
什麼是雜交子?它們在遺傳中各有什麼特點?
在學生討論的基礎上教師講述:由相同基因
的配子結合成的合子發育成的個體,叫純合子,
可穩定遺傳(真實遺傳)。 而由不同基因的配子結
合成的合子發育成的個體,叫雜合子,不能穩定遺傳,後代會發生性狀分離。
[四]鞏固訓練(投影顯示)
* 某水稻的基因型為aa,讓它連續自交,(從理論上講f2的基因型純合體佔總數的( )
a.1/2 b.1/4 c.3/4 d.1
分析:p:aa fl:l/4aa;2/4aa;1/4aa,f1 f2中只有1/2aa自交產生1/2×1/2aa,其餘全部為純合體。
答案:c
下面我們來做一個模擬小實驗,來説明一下孟德爾假設推論出的上述幾種基因組合及數量比
是否正確。
(四)性狀分離比的模擬實驗
觀察:教師將事先準備好的兩個塑料小桶放
在講桌上,向甲桶裏分別放入兩種顏色(並分別標
有d和d的小球各10個,代表雌配子)。向乙桶裏分
別放人另兩種顏色(分別標有d和d的小球各10個,
代表雄配子)。分別搖動甲、乙小桶,使桶內小球
充分混合。
學生活動:請一位學生上講台來抽取。第一次
從甲桶中取出d,從乙桶中取出d,結合為dd,請
同學們記錄。第二次抓取組合為dd,第三次組合
為dd,第四次……,第10次為dd。
提問:隨機抓取10次,請同學們統計結果,是
否出現三種基因組合,且基因組合比是否為1∶
2∶1?
回答:不是。
提問:如果連續抓取100次或更多次,情況又會
怎樣呢?
學生回答:會越來越接近孟德爾的假設推論。
教師講述:由這一模擬試驗我們知道了隨機事
件的概率是在數據越大的情況—下越接近,所以孟德爾在統計豌豆雜交分離比時是統計了上千株的豌豆。如果只統計l0株是得不出這一結論的。同時,通過這一試驗,也證明了孟德爾的假設推論是成立的。
(五)對分離現象解釋的驗證---測交法
孟德爾為了驗證他對分離現象的解釋是否正
確,又設計了另一個試驗---測交試驗。測交就
是讓f1與隱性純合子雜交,這個方法可以用來測
定f1的基因組成。
學生活動:上黑板寫出測交的遺傳圖解。
提問:如何由測交來判斷f1的基因組成?
學生回答:測交後代如果出現兩種基因組合,即f1為雜合子,若後代只有一種基因組合,即f1為純合子。
教師講述:孟德爾所做的測交試驗結果,符合預期的設想,從而證明了f1在形成配子時,成對的基因發生了分離,分離後的基因分別進入到了不同的配子中。
本世紀初,遺傳學家通過大量的試驗,才證實了基因位於染色體上,並且成對的基因正好位於一對同源染色體上,從而從本質上解釋了性狀分離現象。
(六)基因分離定律的實質
學生活動:看多媒體課件---減數分裂過程。
教師講述:先掌握等位基因的概念。
遺傳學上,把位於一對同源染色體的相同位置上,控制着相對性狀的基因,叫做等位基因。
在減數分裂中,同源染色體分離進入不同的配子中,那麼同源染色體上的等位基因,也隨着同源染色體的分離而進入不同的配子中,獨立地隨配子遺傳給後代。
學生活動:集體歸納。
分離定律的實質是:在雜合子的細胞中,位於一對同源染色體上的等位基因,具有一定的獨立性;生物體在進行減數分裂形成配子時,等位基因會隨着同源染色體的分開而分離,分別進入到兩個配子中,獨立地隨配子遺傳給後代。
[五]教學目標鞏固
1.什麼是純合子,什麼是雜合子,它們在遺傳中各有什麼特點?
2.基因分離定律的實質是什麼?
3.一隻雜合的白色公羊的精巢中的100萬個初級精母細胞產生的全部精子中,含有隱性基因的個數是 ( )
a.25萬 b.50萬 c.100萬 d.200萬
答案:1.略 2.略 3.d
[六]佈置作業
1.p8練習題第二題
2.用黃色公鼠a分別與黑色母鼠b和c交配,在幾次產仔中,母鼠b產仔為9黑6黃,母鼠c產的仔全為黑色。那麼親體a、b、c中為純合體的是 ( )
a.b和c b.a和c c.a和b d.只有a
分析:據黃色公鼠a × 黑色母鼠c→後代全為黑色,則黃色為隱性性狀,黑色為顯性性狀,黃色公鼠為純合體,黑色母鼠c為顯性純合體。又據黑色母鼠b與黃色公鼠a交配;後代中出現性狀分離可知b為雜合體。
答案:b
3.一對雙眼皮的夫婦一共生了四個孩子,三個單眼皮和一個雙眼皮,對這種現象最好的解釋是 ( )
a.3∶1符合基因的分離定律
b.該遺傳不符合基因的分離定律
c.這對夫婦每胎都有出現單眼皮的可能性
d.單眼皮基因和雙眼皮基因發生了互換
分析:椐題意雙眼皮夫婦生出單眼皮孩子可知,雙眼皮對單眼皮為顯性,且這對夫婦都是單眼皮基因的攜帶者。由基因的分離定律可知,這對夫婦每胎都有出現單眼皮孩子的可能性,並且不同胎次互不影響。該遺傳在後代數量較少的情況下,是完全可能出現上述比例的。它仍然符合基因的分離定律。
答案:c
[七] 總結
這節課我們要重點掌握孟德爾分離定律中子代的基因組合及性狀分離比,以及用來驗證分離現象的測交試驗,掌握分離定律的實質,理解純合子、雜合子、等位基因等概念。
[附]性狀分離比的模擬實驗
1.實驗目的
(1)理解等位基因在形成配子時發生分離、受精時雌、雄配子隨機結合的過程。
(2)認識和理解基因的分離和隨機結合與生物性狀之間的數量關係。
(3)認識雜種後代性狀的分離比,為進一步學習基因分離規律的實質打下基礎。
2.實驗原理
進行有性生殖的生物,等位基因在減數分裂形成配子時會彼此分離,形成兩種比例相等的配子。受精作用時,比例相等的兩種雌配子與比例相等的兩種雄配子隨機結合,機會均等。隨機結合的結果是後代的基因型有三種;其比為1:2:1,表現型有兩種,其比為3:1。由於此實驗直接用研究對象進行不可能,就用模型代替研究對象進行實驗,模擬研究對象的實際情況,獲得對研究對象的認識(此實驗方法稱模擬實驗)。
3.實驗材料
小塑料桶2個,2種色彩的小球各20個或4種色彩小球各10個(球的大小要一致,質地要統一,手感要相同,並要有一定重量)。
4.實驗方法與步驟
(1)分裝、標記小球
取甲、乙兩個小桶,每個小桶內放有兩種色彩的小球各10個,並在不同色彩的球上分別標有字母d和d。甲桶上標記雌配子,乙桶上標記雄配子,甲桶中的d小球與d小球,就分別代表含基因d和含基因d的雌配子;乙桶中的d小球與d小球,就分別代表含基因d和含基因d的雄配子。
(2)混合小球
分別搖動甲、乙小桶,使桶內小球充分混合。
(3)隨機取球
分別從兩個小桶內隨機抓取一個小球,組合在一起,記錄下兩個小球的字母組合,這表示雌配子與雄配子隨機結合成合子的過程。
(4)重複實驗
將抓取的小球放回原來的小桶,搖動小桶中的綵球,使小球充分混合後,再按上述方法重複做50~100次(重複次數越多,模擬效果越好)。記錄時,可將三種基因型寫好,以後每抓一次,在不同基因型後以“正”字形式記錄(如下表):
基因型 次數 總計 百分比
dd
dd
dd
(5)統計小球組合
統計小球組合為dd、dd和dd的數量分別是多少,並記錄下來。
(6)計算小球組合
計算小球組合為dd、dd和dd之間的數量比值是多少,計算小球組合為dd和組合為dd的數量比值是多少,並記錄下來。
(7)實驗結論分析實驗結果,在實驗誤差允許的範圍內,得出合理的結論(可將全班每一小組結果綜合統計,進行對比)。
5.注意事項
(1)選擇小球大小要一致、質地要統一、抓摸時手感要相同,以避免人為誤差。
(2)選擇盛放小球的容器最好採用小桶或圓柱形容器,而不要採用方形容器,以便搖動小球時能充分混勻。
(3)桶內小球的數量必須相等,d、d基因的小球必須1:1,且每次抓出的兩個小球必須統計後各自放回各自的小桶,以保證機率的準確。
(4)不要看着桶內的小球抓,要隨機去摸,且順便攪拌一下,以增大其隨機性,用雙手同時去兩個桶內各抓一個。
(5)記錄時,可先將dd、dd、dd三種基因型按豎排先寫好,然後每抓一次在不同基因型後以“正”字形式記錄。
(6)每做完一次模擬實驗,小球放回後要搖勻小球,然後再做下次模擬實驗。
(7)建議實驗時兩人一組,互相配合,實驗中一人抓球,一人記,記錄者負責將小球放回原桶並搖勻小球。兩人還可對換,交換操作。
(8)如果時間允許,每組可重複幾次模擬實驗。
(9)課代表可將全班每一小組的計算結果綜合統計,這樣全班的數據會更接近理論值。
(10)要明白雙手同時各抓一個小球表示什麼,它表示包含不同基因的雌雄配子結合是隨機的。
(11)有時會連續出現幾次相同基因型,這是正常的,只要隨着抓摸次數的增多,就會接近理論值。
第三課時
[一] 教學程序
導言
同學們上節課我們學習了孟德爾對分離現象的解釋、驗證以及基因分離定律的實質。
請回憶孟德爾做的純種高莖豌豆和純種矮莖豌豆雜交中,f2出現幾種基因組合及其比例,出現哪些性狀,性狀分離比分別是多少?
學生回答:三種,即dd∶dd∶dd=1∶2∶1;高∶矮=3∶l。
[二] 教學目標達成過程
(七)基因型和表現型
學生活動:閲讀教材p7,明確什麼是基因型,什麼是表現型,它們的關係怎樣?
教師講述:在遺傳學上,把生物個體表現出來的性狀叫做表現型,如豌豆的高莖和矮莖;把與表現型有關的基因組成叫做基因型,如:dd、dd、dd。
思考:基因型相同,表現型是否就一定相同,表現型相同,基因型又如何呢?
學生展開熱烈討論,且七嘴八舌地回答,教師給予鼓勵並講述:生物體在整個發育過程中,不僅要受到內在因素基因的控制,還要受到外界環境條件的影響,如:水毛莨葉在空氣中和水中就呈現兩種不同的形態。因此,表現型是基因型與環境相互作用的結果。
(八)基因分離定律在實踐中的應用
學生活動:閲讀教材p7,通過閲讀應明確“基因的分離定律是遺傳學中最基本的規律”,它能正確解釋生物界的某些遺傳現象,而且能夠預測雜交後代的類型和各種類型出現的概率,這對於動植物育種實踐和醫學實踐都具有重要的意義。
提問:什麼叫雜交育種?
學生爭先恐後回答:就是人們按照育種目標,選配親本雜交,對雜交後代再進行選育,最終培育出具有穩定遺傳性狀的品種。
教師投影顯示如下問題:小麥抗鏽病的抗性是由顯性基因控制的,在f2中,表現為抗鏽病植株的基因型是什麼?能否在生產中應用?若不能,怎麼辦?
學生思考、討論、推演、最後得出結論:基因型有顯性純合和顯性雜合兩種情況,顯性雜合在後代會發生性狀分離,不能在生產中應用,必須讓抗鏽病的小麥植株繼續自交,經過選擇,淘汰由於性狀分離出現的非抗鏽病類型,獲得穩定的抗病類型才行。
設疑:你是否知道哪些病屬於人類遺傳病嗎?
學生回答:白化病、先天性聾啞、並指、色盲……
教師講述:白化病是大家較熟悉的一種遺傳病,
由於控制患病的基因是隱性基因,所以屬於
隱性遺傳病。
思考:如果雙親表現正常(均為雜合
子),那麼後代患白化病的概率是多少?
學生積極推算得出結果:1/4。
教師再介紹:人類遺傳病並指其患病基因是顯性基因,所以屬於顯性遺傳病。
思考:如果雙親均患並指(均為雜合子),那麼後代患並指的概率是多少?
學生推算得出答案:3/4。
師生共同總結歸納:由以上兩例,我們可以看出,在醫學實踐中,人們利用分離定律對遺傳病的基因型和發病概率可以做出科學的推斷。
提問:人類的abo血型系統包括哪些血型?
學生不加思考回答:a型、b型、ab型、o型。
教師講解:人類的abo血型是由三個基因控制的,它們是ia、ib、i。但是對每個人來説,只可能有兩個基因,其中ia、ib都對i為顯性,而ia和ib之間無顯性關係(共顯性)。所以説人類的血型是遺傳的,而且遵循分離定律。思考:母親為o型,父親為ab型,其子女可能是ab型嗎?
學生動手推演得出結論:否。
教師講述:依據分離定律推算,後代只可能是a型或b型,不可能出現ab型,所以目前常用血型鑑定法來進行親子鑑定。
[三] 知識鞏固(投影顯示如下題目)
1.小李患白化病,但小李的父母及妹妹的表現型正常,問:
(1)小李的妹妹攜帶白化病基因的可能性是多少?
(2)如果小李的妹妹與一位白化病患者婚配,出生病孩的概率是多少?
請一位學生上黑板做,教師對學生答案做出判斷。也可由其他學生進行補充,最後由教師對該題進行分析,讓學生掌握分析這類題的方法。
分析:由於小李患白化病,所以小李的父親和母親均為攜帶者,小李的妹妹可能是正常純合子,也可能是攜帶者,但已經知道她是表現型正常,所以小李妹妹攜帶隱性基因的概率為2/3。 小李的妹妹與白化病患者婚配,只有當小李妹妹是攜帶者時,生出1/2有病的孩子,又由於小李妹妹攜帶隱性基因的概率為2/3,所以出生病孩的機率是1/3。
2.一株基因型為bb的玉米做母本,授以bb玉米植株的花粉,所結種子的種皮、胚、胚乳的基因型分別是什麼?
學生思考、討論並回答,教師鼓勵。
分析:複習關於植物個體發育一節,可知種皮是由珠被髮育而來,所以種皮的基因型與母本基因型相同,即bb。胚是由受精卵發育而來,所以基因型是bb或bb。胚乳是由受精極核發育而來,所以基因型是bbb或bbb。
(九)基因分離定律的解題方法---棋盤法
教師講解:計算雜交組合的基因型及表現型,以及它們出現的概率時,通常用棋盤法,即將每一個親本的配子放在一側,註上各自的概率,然後,在棋盤的每一格中寫出合子的基因型和表現型,每一格中合子的概率是兩個配子概率的乘積。
銀屏顯示題目:番茄莖的有毛(h)對無毛(h)是顯性。現有基因型為hh和hh的兩個親本雜交,問它們的後代可以產生哪幾種表現型和基因型,這幾種表現型和基因型的概率各是多少?
學生活動:根據棋盤式解題法積極推算,最後得出結果,見p26。(注:也可用雌雄配子交叉線圖解進行) 。
[四] 教學目標鞏固
1.—般人對苯硫脲感覺苦味是由基因b控制的,對其無味覺是由b控制的,稱為味盲。有三對夫婦,他們子女中味盲的比例各是25%、50%、100%,則這三對夫婦的基因型最可能是 ( )
①bb×bb ②bb×bb ③bb×bb ④bb×bb ⑤bb×bb ⑥bb×bb
a.④⑤⑥ b.④②⑤ c.④⑤② d.①②③
答案:c
2.下面是對基因型與表現型關係的敍述,其中錯誤的是 ( )
a.表現型相同,基因型不一定相同
b.基因型相同,表現型不一定相同
c.在相同生活環境中,基因型相同,表現型一定相同
d.在相同生活環境中,表現型相同,基因型不一定相同
答案:c
3.有一對夫婦均為雙眼皮,他們各自的父親都是單眼皮。這一對夫婦生一個孩子為單眼皮的機率是 ( )
a.100% b.50% c.25% d.75%
答案:c
[五] 佈置作業
1.玉米幼苗的綠色(g)對白色(g)為顯性,以雜合體自交產生的種子實驗,其中400粒播在有光處,另400粒播在黑暗處,數日後種子萌發成幼苗,在黑暗處長出398株幼苗,全部白色;而在有光處長出396株幼苗中有298株綠色和98株白色幼苗,請分析出實驗結果,並回答:
(l)從理論上推斷:雜合體自交產生的種子的基因型及其比例是 。
(2)所得幼苗從理論上講表現型及比例是 。
(3)實驗結果為什麼不符合上述理論值? 。
(4)從上述實驗結果説明生物的性狀受 控制,同時又受 的影響。
答案:(1)gg∶gg∶gg=1∶2∶1 (2)綠色∶白色=3∶1 (3)無光條件下,幼苗不能形成葉綠素而呈白色 (4)基因 環境條件
2.苯丙酮尿症(pku)是由隱性基因a控制的,使得人體不能產生將苯丙酮轉化為酪氨酸的酶,這種情況下苯丙酮在人體內含量較高,尿中可檢出,可導致智力低下和易發生癲癇病。如果兩個正常男女婚配,卻生下一個有此病的男孩。請分析説明:
(1)這對夫婦的基因型是 。
(2)男孩的基因型是 。
(3)若再生一個孩子,是正常女孩的可能性是 ,是有病男孩的可能性是 。
(4)這種情況往往是由於——婚配的情況下發生的。因此為了提高我國的人口素質,新婚姻法規定: 血親,禁止結婚。
答案:(1)aa × aa (2)aa (3)3/8 l/8 (4)近親 直系血親和三代以內旁系。