孟德尔的豌豆杂交实验一.docx
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孟德尔的豌豆杂交实验一
课时课题:
必修2第1章第1节孟德尔的豌豆杂交实验
(一)
课型:
复习课
教
学
目
标
知识目标
基因的分离定律及其在生产实践中的应用(D:
掌握)
能力目标
(1)知道孟德尔工作成就及获得成功的原因;
(2)理解遗传规律的基本概念;
(3)掌握一对相对性状的杂交实验的实验步骤和实验现象;
(4)对分离现象的解释及对分离现象的解释的验证;
(5)掌握基因分离定律的实质及在实践中的应用。
情感态度
和价值观目标
(1)体验科学家锲而不舍、执着追求的科学精神
(2)认同人类对遗传规律的认识是不断深化、不断完善的过程
(3)探索生物界丰富多彩的奥秘,激发学生学科学用科学爱科学的求知欲望
教学重点
及处理方法
“一对相对性状的杂交实验”是本节课的教学重点。
突出重点的方法拟采用:
①设计问题串的形式:
1.孟德尔的成功原因,有哪些做法是值得我们借鉴的?
2.豌豆作为遗传学实验材料的优点,你还知道什么遗传学实验材料,它们有着怎样的特点,又该如何利用?
3.假说演绎法的实验设计程序分为哪几步?
4.统计学的基本原理及应用原则等等——进行不断地质疑和解疑;
②PPT幻灯片展示遗传实验图片孟德尔的一对相对性状的实验,依次介绍单性花与两性花的植物进行杂交,自交,测交的实验操作方法。
FLASH动画展示7对相对性状观察到子二代表现型所需时间。
总结并通过FLASH动画展示显隐性判断方法与纯杂合子的鉴定方法
教学难点
及处理方法
1.如何有效地掌握遗传学基本概念并活学活用加以实验验证是本节课的教学难点。
突破该难点的方法拟通过教师恰当的示范、启发和引导、并注意采用课件动态的分步演示,帮助学生顺利完成该活动的基本内容。
2.本节内容中的“遗传计算及分析题”是另一个教学难点,也是高考的重要知识考点。
可考虑以习题的变式求解和讨论逐步解决。
知识点
1.说出一对相对性状的杂交实验过程、结果及分析。
2.概述一系列的遗传学概念,并能够运用实验方法加以验证。
考试点
基因分离定律的验证实验设计题、计算题、应用题
能力点
详解基因分离定律的应用及细胞学基础;掌握遗传学实验的材料选择与处理方法;理解遗传学实验设计的假说演绎论证法等;掌握基因分离定律的实验验证法;掌握动植物相对性状的显隐性判断方法;掌握动植物显性纯合子与显性杂合子的判断方法;显性的相对性;复等位基因
自主探究点
基因分离定律与减数分裂的关联,基因分离定律适用的范围等
易错易混点
相对性状与相同性状,等位基因与同源染色体的关系
显隐性性状的判断方法,纯杂合子的判断方法,自交与自由交配
基因分离定律的实验验证方法——自交法、测交法等
应用基因分离定律解决遗传学问题,进行遗传分析
训练点
1、一对相对性状的杂交实验过程
2、显隐性性状的判断方法,纯杂合子的判断方法
3、基因分离定律的应用
拓展点
基因分离定律与减数分裂的关系,基因分离定律适用的范围等
教法与学法
一、教法:
1.问题串的形式引导学生的思考与分析,适时进行归纳总结。
2.用多媒体课件显示杂交与自交的实验操作方法的动态演示过程
3.总结遗传实验设计的模式,配合习题加深学生的理解。
教师要着力扮演好组织者、引导者和参与者的角色,适时地、不断地启迪、指导和帮助学生;在遗传实验的设计活动中,和学生一起去体验“发现”的乐趣;学会将实验设计过程中获得的信息进行汇总,通过讨论和交流,初步得出结论;养成在学习活动中友好合作,资源共享的科学探究习惯。
4.总结遗传概率计算的分析与总结。
二、学法:
积极参与,分组合作,加强观察与计算能力,注重分析力的提高。
在教学过程中,高度重视师生互动、生生互动。
在“孟德尔与他的豌豆”的科学史料的阅读和理解中,以严密的逻辑推理步步追踪、层层深入,不断地引发学生去积极思考、主动参与学习过程。
教学模式
学导结合五步教学模式
教具
电脑课件粉笔
教学方案与实施流程
教师的组织和引导
学生活动
考纲
解读
创设
情景
导入
新课
考纲:
知识内容:
要求
(1)孟德尔遗传实验的科学方法Ⅱ
(2)基因的分离规律Ⅱ
(3)基因与性状的关系Ⅱ
遗传规律是每年高考的必考内容,题型涉及选择和简答两类,而分离定律又是自由组合定律的基础,学好分离定律至关重要。
通过本节的学习要掌握基本的遗传学概念、假说—演绎论证的方法。
理解遗传学的细胞学基础及遗传学的相关计算。
【演示图片并简介】
孟德尔与他的豌豆——孟德尔成功的四个关键
【提出问题,归纳总结】
遗传学实验材料的选择是关键,豌豆作为遗传学实验材料有什么特点?
遗传学实验的设计程序是关键,那么假说演绎是什么意思?
遗传学实验的分析方法是关键,那么统计学的分析方法意味着什么?
遗传学实验的分析思路是关键,由简入繁逐步深入给了我们怎样的启迪?
——孟德尔的成功有四大法宝,我们要解决遗传学问题同样离不开这四件“宝贝”!
同学们在面对难题的时候也要多从这四个角度来分析解决。
学生的学习
热情高涨,
并表现出
强烈求知欲
探究一:
一对相对性状的杂交实验
注意1:
杂交、自交的实验操作
注意2:
一对相对
性状的
杂交实验
三种表述
(1)简述
(2)操作
(3)图解
注意3:
不同的相对
相对性状,
在植物
个体发育
的不同时期
得以表达。
(尤其
区别种子
的胚与皮)
探究二:
孟德尔对性状分离的解释:
注意1:
一组遗传学
概念
注意2:
有性生殖的
生物的
生活史
注意3:
遗传图解的书写
注意4:
性状分离的根本原因
探究三:
孟德尔对“基因分离”的验证:
注意1:
F1产生的
配子种类
注意2:
基因分离定律的验证方法
探究四:
基因分离
定律
探究五:
基因分离
定律的应用
探究六:
显性的相对性
探究七:
复等位基因
探究八:
纯杂判断
探究九:
显隐性判断
探究十:
因果推断
探究十一:
探究十二:
探究十三:
【引导学生有序回忆】
1、两性花与单性花的特点?
(豌豆花如图所示)
2、杂交、自交——豌豆的操作如图,玉米如何操作?
(动画展示)
注意区别父本和母本。
(1)豌豆的自花传粉:
自然完成。
(2)豌豆的人工异花传粉的操作过程:
在花蕾期对母本植株去雄,套袋。
待花朵开放成熟时,采集父本植株的花粉,
人工授到母本植株的雌蕊柱头上,套袋。
3、一对相对性状的杂交实验过程(图解)
(1)简述:
(思考杂交实验能否进行自交操作,那么此处的杂交何意?
)
a.一对相对性状的纯合亲本杂交获得F1,观察F1的表现型。
b.F1自交获得F2,观察F2的表现型及其比例。
实验现象:
F1的表现型是。
F2的表现型及其比例是________。
正反交结果相同。
(2)实践操作:
(课本第3页图1-2)
a.在母本植株的花蕾期去雄并套袋,待父本植株花粉成熟时收集后
对母本植株进行人工授粉并套袋,待母本植株种子成熟时收集
子一代(F1)种子,将子一代种子种下后适时观察其表现型。
b.子一代植株花蕾期套袋,待其种子成熟时收集子二代(F1)
种子,将子二代种子种下后适时观察其表现型及比例。
(3)图解(课本第4页图1-4)
要求:
亲代表现型交配方式+子代表现型及比例
【思考】不同的相对性状观察到F2个体的表现型所需时间。
【示范实验操作过程】PPT课件动画展示
(先展示动态操作过程,再展示茎高度与种皮颜色观察所需时间的不同。
)
观察F2种子的形状(由子叶的形状决定)——收获F2种子,观察即可。
观察F2种子的颜色(由子叶的颜色决定)——收获F2种子,观察即可。
观察F2茎的高度——需将收获的F2种子种下,待其萌发长成一棵成熟的F2植株时方可。
观察F2种皮的颜色(灰色与白色)——需将收获的F2种子种下,待其萌发长成一棵成熟的F2植株并再结出F3种子方可。
(F3种子的皮是由F2植株的基因型决定,是F2的表现型,与其所授花粉无关)
【演示引导,分析归纳】 教师用多媒体展示孟德尔的解释。
(1)生物体的性状是由遗传因子(后改称为基因)控制的。
控制显性性状(如高茎)的遗传因子(基因)是显性遗传因子(显性基因),用大写英文字母如D表示;控制隐性性状(如矮茎)的遗传因子(基因)是隐性遗传因子(隐性基因),用小写英文字母如d表示。
(2)在生物的体细胞中,控制性状的遗传因子(基因)都是成对存在的。
(3)每一生殖细胞只含有每对遗传因子中的一个。
(4)在每对遗传因子中,其中一个遗传因子(基因)来自母本的雌性生殖细胞,另一个来自父本的雄性生殖细胞。
(5)生物体在形成配子时,成对的遗传因子(基因)彼此分离,分别进入不同的配子中。
因此,配子中的遗传因子(基因)是成单的,总是含有成对遗传因子(基因)中的一个。
例如,DD或dd产生的配子是什么?
通过哪种分裂方式产生的?
(D或d,减数分裂)
(6)通过杂交受精时,雌雄配子随机结合成合子,合子中的遗传因子(基因)又恢复成对。
合子形成F1,F1的体细胞中成对的遗传因子(基因)独立存在,互不混杂。
由于遗传因子(基因)D对d的显性作用,F1(Dd)只表现出高茎性状,而矮茎性状表现不出来。
(7)F1(Dd)自交产生配子时,成对的遗传因子(基因)D和遗传因子(基因)d又会分离,产生的雌配子和雄配子各有两种:
一种含有遗传因子(基因)D,一种含有遗传因子(基因)d,并且这两种配子的数目相等。
受精时,F1所形成的各种雌配子和雄配子可随机结合(即各种类型的配子结合机会均等),使F2出现了3种遗传因子(基因)组合:
DD、De、dd,且它们的数量比为1:
2:
I。
由于D对d的显性作用,因此F2的性状表现有两种类型,高茎和矮茎,且性状分离的数量比接近于3:
1。
【归纳总结1】一组遗传学概念
1.交配类:
杂交、自交、测交、正反交、回交
2.性状类:
相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离、显性的相对性
3.基因类:
等位基因、相同基因、显性基因、隐性基因、复等位基因
4.个体类:
表现型、基因型(表现型=基因型+环境);纯合体、杂合体
【归纳总结2】有性生殖的生物的生活史
父方(2n)减数分裂产生雄配子(n),
母方(2n)减数分裂产生雌配子(n),
雌雄配子通过受精作用结合形成合子(2n),发育成为新个体。
思考1:
遗传图解的书写——“两代六行式”写法(分支式)
亲本表现型+亲本基因型+亲本配子类型
子代基因型+子代表现型+子代各表现型的比例关系
思考2:
性状分离的关键是什么?
F1的基因组成决定了其形成配子时基因行为,
F1的基因组成决定了其配子类型及比例——基因分离导致性状分离。
【演示引导,分析归纳】
1孟德尔的设计思路:
测交后代表现型种类和比例能真实反映出F1产生的配子种类和比例。
②目的:
让F1的配子的基因组成能够通过测交后代的表现型显现出来。
③结果:
F1是杂合体,含等位基因Dd,
在减数分裂形成配子时能产生含D和d两种等量的配子。
思考并完成
F1产生的配子:
①雄配子种类及比例:
___________。
②雌配子种类及比例:
___________。
③雌、雄配子总数相等吗?
_______________________________。
④雌配子D与雄配子D一样多吗?
。
【归纳总结】基因分离定律的验证方法
一、测交法(较为普遍的做法)
二、花粉鉴定法(仅限植物花粉所具有的性状——如花粉的性状、颜色)
三、单倍体育种(仅限植物)
四、自交法(植物常用)
【归纳总结】基因分离定律的内容与实质
1.基因分离定律的内容(孟德尔)课本
2.基因分离定律的实质:
F1产生配子时等位基因分离。
3.基因分离定律的细胞学基础:
F1产生配子时同源染色体分离(MⅠ后)。
4.基因分离定律的适用范围:
真核生物有性生殖过程中,核基因的遗传。
【归纳总结】基因分离定律的实践应用
1.杂交育种:
①显性性状作为选育对象:
连续自交,直到不发生性状分离为止,方可作为推广种。
②隐性性状作为选育对象:
一旦出现即可作为种子推广使用。
2.医学实践:
利用分离定律科学推断遗传病的基因型和发病概率。
为人类禁止近亲结婚和优生提供理论依据。
1.显性的相对性
F2基因型3种,比例1:
2:
1;F2表现型3种,性状分离比1:
2:
1。
2.复等位基因——控制性状的基因有多个,如IA、IB、i;
基因组成——就某一个体而言,体细胞中成对,配子中成单。
A型:
IAIA或IAiB型:
IBIB或IBiO型:
iiAB型:
IAIB
3.纯杂判断
植物——自交法,可提高纯合子所占比例,适合一年生植物的留种;
动物——测交法,较准确,但后代显性个体必为杂合,
不适合一年生植物的留种,
只适于子代较少而寿命长的动物
4.显隐判断
思路
自交观察性状分离,找出F1
思路
纯合亲本杂交,获得F1
5.因果推断
两种题型及相关概率计算
a.由亲代推断子代的基因型和表现型,及其所占比例。
b.由子代推断亲代的基因型。
a.由亲代推断子代的基因型和表现型
熟记一对相对性状的6种交配方式及其结果(子代数量众多)
亲本
子代基因型
子代表现型
AA×AA
AA
全为显性
AA×Aa
AA:
Aa=1:
1
全为显性
AA×aa
Aa
全为显性
Aa×Aa
AA:
Aa:
aa=1:
2:
1
显性;隐性=3:
1
Aa×aa
Aa:
aa=1:
1
显性:
隐性=1:
1
aa×aa
Aa
全为隐性
b.由子代推断亲代的基因型
(1)基因填充法:
①根据亲代表现型→写出能确定的基因(如显性性状的基因型用A_表示)→根据子代一对基因分别来自两个亲本→推知亲代未知基因;②若亲代为隐性性状,基因型只能是aa。
(2)隐性突破法:
如果子代中有隐性个体,则亲代基因型中必定含有一个a基因,然后再根据亲代的表现型进一步判断。
(3)根据分离定律中规律性比值直接判断(用基因B、b表示)
组合
后代显隐性关系
双亲类型
结合方式
①
显性∶隐性=3∶1
都是杂合子
Bb×Bb→3B_∶1bb
②
显性∶隐性=1∶1
测交类型
Bb×bb→1Bb∶1bb
③
只有显性性状
至少一方为
显性纯合子
BB×BB或BB×Bb
或BB×bb
④
只有隐性性状
一定都是隐
性纯合子
bb×bb→bb
6.遗传计算中有趣的规律
子一代连续自交的后代中纯杂比例
1:
2:
13:
2:
37:
2:
715:
2:
1531:
2:
3163:
2:
63……
自交淘汰隐性个体后纯杂比例
1:
2:
13:
2:
17:
2:
115:
2:
131:
2:
163:
2:
1……
子二代的自由交配后代与测交后代
自由交配的快速计算法:
a.求配子法b.求隐法
7.自交不等于自由交配
(1)自交强调的是相同基因型个体的交配,
如基因型为AA、Aa群体中自交是指:
AA×AA、Aa×Aa;
(2)自由交配强调的是群体中所有个体进行随机交配,
如基因型为AA、Aa群体中自由交配是指:
AA×AA、Aa×Aa、AA♀×Aa♂、Aa♀×AA♂。
8.研究方法——假说—演绎法
(1)提出问题→为什么F2中总是出现3∶1的比例?
(2)假说解释→提出遗传因子控制相对性状等观点。
(3)演绎推理→F1为杂合子,其测交后代为1∶1。
(4)实验验证→测交实验验证演绎推理。
(5)总结规律→通过实验验证,假说成立。
严格的假说—演绎过程,再加上合适的材料和科学的方法,奠定了孟德尔成功的基础。
观察课件,
学生思考,
同桌交流,
回答问题,
总结归纳。
学生注意
教师演示
的课件比较
学生分组交流。
学生阅读课本
相关的内容
学生注意
演示课件
总结归纳
注重使用
专业术语
学生注意
观察课件
进行比较
并总结归纳
典型分析
举一反三
课下完成
七对相对性状
的总结归纳
学生阅读课本
了解孟德尔的解释——
注意1.
显隐性性状,
纯杂合子,
它们在遗传中
各有什么特点。
注意2.
有性生殖的
生物的
生活史
注意3.
性状分离的
根本原因
注意4.
遗传图解的
书写规范
学生讨论交流,
初步形成遗传学的知识链
学生归纳总结
注意1:
F1产生的
配子种类
注意2:
基因分离定律的验证方法
学生讨论交流,
巩固所形成遗传学的知识链。
学生思考总结之余,关注社会问题,完成知识的实用化。
解决例题1,
总结分析。
解决例题2,
总结分析。
解决例题3,
总结分析。
解决例题4,
总结分析。
解决例题5,
总结分析。
解决例题6,
总结分析。
解决例题7,
总结分析。
【教后反思】
1、本教案的亮点在于知识的探究性,让学生在一轮复习中,不仅要学会“点”,而且要把“点”连成“线”,让学生在理解的基础上,进行系统知识的构建。
同时,变式训练较多,把易错点、混淆点进行反复练习,有助于学生的区分。
2、本节课的课堂容量大,留给学生的思考时间少,没有充分暴露学生知识的弱项,所以,课下希望通过对习题的检测,来进一步的巩固。
【附注例题解析】
[例1]一家庭有父母和儿子3人。
母亲为A型血,母亲的红细胞能被父亲、儿子的血清凝集;父亲的红细胞能被母亲、儿子的血清凝集。
父、母的基因型依次为:
A.IAIB、IAIA B.IBIB、IAi C.IBi、IAi D.IBi、IAIA
[解析]人类ABO血型是由三个复等位基因控制的,它们是IA、IB、和i。
但是,对于每个人来说,只可能有两个基因。
IA和IB对i为显性,IA和IB无显隐性。
ABO血型系统中,A型血人的红细胞膜上含有A凝集原,血清中含有抗B凝集素;B型血的人和A型血的人相反;AB型血的人红细胞膜上含有A、B凝集原,血清中不含任何凝集素;O型血人的红细胞膜上不含任何凝集原,但血清中含A、B凝集素。
根据分离定律可知:
母亲是A型血,其基因型为IAI或IAi;母亲的红细胞能被父亲和儿子的血清凝集,说明父亲和儿子的血清中含有抗A凝集素,其血型为B型或O型;又知父亲的血型为B型,儿子的血型为O型,其基因型为ii。
据此可推出父母亲的基因型。
[答案]C
[例2]某农场养了一群马,有栗色马和白色马。
已知栗色对白色呈完全显性,育种工作者从中选出一匹健壮的栗色公马,请你根据毛色这一性状,用一个配种季节的时间鉴定它是杂种还是纯种。
简要说明鉴定方法和理由。
[解析]本题主要考查测交实验在实践中的应用。
因为栗色是显性性状,所以栗色公马的基因型可能是显性纯合或杂合,用测交方法可以鉴定其基因型。
由于题目要求用一个配种季节的时间完成鉴定,因此根据统计学原理,运用测交实验的方法,让此马与多匹白马进行交配,使后代的数量尽可能多些,提高判断的准确性。
后代可能的情况有两种。
[答案]两种情况:
①可能是杂种。
让此栗色马与多匹白马交配,若后代中有白马,说明栗色马含有隐性基因,故推知该栗色公马是杂种。
②可能是纯种。
让此栗色马与多匹白马交配,若后代中没有白马,说明栗色马不含隐性基因,故推知可能该栗色公马是纯种。
[例3]玉米是遗传实验经常用到的材料,玉米的常态叶与皱叶是一对相对性状。
某研究性学习小组计划以自然种植多年后收获的一批常态叶与皱叶玉米的种子为材料,通过实验判断该相对性状的显隐性。
[解析]一自交法:
随机选取等量常态叶与皱叶玉米种子各若干粒,分别单独隔离种植,观察子代性状:
若子代出现性状分离,则亲本性状为显性;若子代不出现性状分离,则亲本为显性纯合子或隐性纯合子,可再设置杂交实验判断,杂交后代表现出的性状为显性性状。
二杂交法:
随机选取等量常态叶与皱叶玉米种子各若干粒,种植,杂交,若杂交后代只表现出一种性状,则该性状为显性;若杂交后代同时表现两种性状,则不能判断显隐性性状。
[拓展]
(1)能否利用花粉离体培养法来鉴别常态叶和皱叶的显隐性关系?
提示:
能。
分析:
将等量常态叶与皱叶玉米种子各若干粒,分别单独隔离种植,将获得的花粉进行单倍体育种,取其常态叶与皱叶植株进行杂交,其后代表现出的性状为显性,未表现出的性状为隐性。
(2)能否利用测交法来鉴别常态叶和皱叶的显隐性关系?
提示:
不能。
分析:
测交法是指用待测个体与隐性纯合子杂交,前提是已知隐性性状,否则无法选择隐性纯合子,而目前的情况是不知道显隐性关系。
[例4]下图是一个遗传家图,该遗传病由常染色体上的一对等位基因控制,A为显性基因,a为隐性基因。
请回答:
(1)该遗传病的致病基因是性基因。
(2)3号的基因型是。
(3)7号是纯合体的概率是。
(4)8号与表现型正常的男性结婚,所生孩子患遗传病的最大概率是。
[解析]本题考查系谱图的解法。
根据显/隐性的判断方法,该病是隐性遗传病,父母都是杂合体,据此可推知3号的基因型。
7号的表现型正常,基因型有两种可能即AA和Aa,由于父母都是杂合体,所以纯合体的概率是1/3。
8号是患者,基因型为aa,她与表现型正常的男性结婚,该男性的基因型有两种可能即AA和Aa。
如果男性的基因型为Aa,则后代的患病可能最大。
[答案]
(1)隐
(2)AA或Aa(3)1/3(4)1/2
[例5]基因型为Dd的个体连续自交n代,下图中的哪一条曲线能正确地反映纯合体所占比例的变化
[解析]杂合体连续自交,后代中杂合体的比例越来越小,纯合体的比例越来越大。
推导过程如下:
Dd自交一代后,基因型为DD、Dd和dd三种,其比例是1/4、2/4和1/4。
再自交一代,DD自交后仍是DD,比例为1/4;Dd自交后代的基因型为DD、Dd和dd,比例分别为
、
和
;dd自交后仍是dd,比例为1/4。
将上述三项合并后,DD为3/8,Dd为1/4,dd为3/8。
依此类推,自交n代后,杂合体Dd为
,则纯合体所占比率为:
1-
,据此可知,只有C曲线与此相符。
[答案]C
[例6]
(1)若将F2的所有个体自由交配,后代中灰身和黑身果蝇的比例是多少?
(2)若将F2的灰身果蝇取出,让其基因型相同的个体交配,后代中灰身和黑身果蝇的比例是多少?
[解析]
(1)若将F2的所有个体自由交配,后代能出现黑身果蝇的有1/2Bb×1/2Bb、1/2Bb×1/4bb和1/4bb×1/4bb交配组合,出现黑身的几率为1/4×1/4+1/2×1/4×1/2×2+1/4×1/4=1/4,出现灰身的几率为1-1/4=3/4,灰身与黑身比例为3∶1。
(2)若将F2的灰身果蝇取出,让其基因型相同的个体交配,则能出现黑身果蝇的是Bb×Bb交配组合,后代中黑身果蝇的比例是2/3×(Bb×Bb)=2/3×1/4=1/6,所以灰身果蝇的比例是5/6,灰身与黑身比例为5∶1。
[答案]
(1)3∶1
(2)5∶1
[例7]孟德尔在探索遗传规律时运用了“假说
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- 孟德尔 豌豆 杂交 实验