孟德爾的豌豆雜交實驗

（一）教學設(shè)計

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(xiàn)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(zhì)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(xiàn)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。

重點·實施方案

1.重點

(1)對分離現(xiàn)象的解釋。

(2)基因分離定律的實質(zhì)。

(3)基因分離定律在實踐中的應用。

2.實施方案

(1)采用舉例、掛圖、投影等進行教學。

(2)聯(lián)系所學知識，演繹歸納本節(jié)知識，從而掌握重點內(nèi)容。

難點·突破策略

1.難點

* 對分離現(xiàn)象的解釋

2.突破策略

(1)運用減數(shù)分裂圖說明減數(shù)第一次減數(shù)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。

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(xiàn)象解釋示意圖；

4.投影儀；

5.多媒體課件。

學法指導

首先，指導學生預習教材，并結(jié)合實際引起學生對該部分內(nèi)容的學習興趣。

其次，指導學生在教材中找疑點、難點，并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。

教學程序

(一)孟德爾的豌豆雜交試驗

學生活動:閱讀教材P16～19。

教師列出如下提綱:(投影顯示)

1.了解孟德爾簡歷

2.孟德爾的試驗研究方法是什么?選用什么材料?純系親本的雜交技術(shù)怎樣進行?

在學生閱讀、討論的基礎(chǔ)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(shè)疑:

什么是雜交法?

教師出示人工異花傳粉掛圖，并與學生一起回憶:減數(shù)分裂、受精作用、胚珠發(fā)育成種子，直到萌發(fā)成幼苗的過程，從而理解雜交試驗法。

教師最后強調(diào):孟德爾在試驗中發(fā)現(xiàn)豌豆一些品種之間具有易于區(qū)分的、穩(wěn)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。

學生閱讀教材并討論，最后歸納理解相對性狀要從三點出發(fā):

(1)同種生物；

(2)同一性狀；

(3)不同表現(xiàn)類型。

教師出示:豌豆相對性狀的掛圖。

學生觀察后得出: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

學生閱讀教材P20～21。

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，雜交后的第一代(簡稱子一代，用F1表示)總是高莖的。

提問:子一代為什么全是高莖；矮莖性狀哪里去了?

學生回答:(略)

講述:帶著這個疑問，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(xiàn)的兩種性狀，能提示我們什么?

學生回答:矮莖性狀在子一代中并沒有消失，只是沒有表現(xiàn)出來。

教師講述:孟德爾把雜種子一代中顯現(xiàn)出來的性狀，叫做顯性性狀，如高莖；把未顯現(xiàn)出來的性狀叫隱性性狀，如矮莖。子二代中同時顯現(xiàn)顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)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(shù)進行了統(tǒng)計分析，他發(fā)現(xiàn)，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(shù)量比接近3∶l。請問學們注意這個比例。

設(shè)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(jié)果投影。學生觀察、比較，發(fā)現(xiàn)雜交子二代都出現(xiàn)了性狀分離現(xiàn)象，且顯性性狀與隱性性狀的數(shù)量比接近3∶1，具有規(guī)律性。

鞏固練習：

1.孟德爾雜交試驗選用什么材料?為什么?

2.什么是相對性狀?擬人為例舉例子。

3.下列各組中屬于相對性狀的的是()

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

4.純種甜玉米和純種非甜玉米間行種植，收獲時發(fā)現(xiàn)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(xiàn)為非甜，說明非甜是顯性性狀，甜玉米的果穗上出現(xiàn)非甜籽粒也說明非甜是顯性性狀。

答案:C

5.玉米高稈對矮稈為顯性。矮稈玉米用生長素處理后長成高稈，使其自交得到F1植株是()

A.高矮之比是1∶1B.全是矮稈 C.高矮之比是3∶1D.全是高稈

分析:生長素作用于植物，促使細胞體積的增大引起植株快速生長，但不影響內(nèi)部基因組成，因此，用生長素處理后長成的高稈玉米仍然受隱性基因控制，自交后代不發(fā)生性狀分離。

答案:B

(三)對分離現(xiàn)象的解釋

提問:生物的性狀是由什么控制的?

回答:基因。

學生活動:閱讀教材P21～23。

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(后改稱為基因)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(chǎn)生的配子是什么?通過哪種分裂方式產(chǎn)生的?

學生回答:D或d，通過減數(shù)分裂。

教師講述:由于基因D對d的顯性作用，所以F1(Dd)只表現(xiàn)出高莖性狀，而矮莖性狀表現(xiàn)不出來。

提問:Fl(Dd)自交時，可產(chǎn)生哪幾種配子?

學生回答:D和d兩種數(shù)目相等的配子。

教師講述:由于在受精時，雌雄配子隨機結(jié)合，F(xiàn)2便可產(chǎn)生三種基因組合:DD、Dd、dd，且它們的數(shù)量比為1∶2∶1。由于D對d的顯性作用，F(xiàn)2的性狀表現(xiàn)有兩種類型，高莖和矮莖，且數(shù)量比為3：1。

學生活動:閱讀教材P32，思考什么是純合子?什么是雜交子?它們在遺傳中各有什么特點?

在學生討論的基礎(chǔ)上教師講述:由相同基因的配子結(jié)合成的合子發(fā)育成的個體，叫純合子，可穩(wěn)定遺傳(真實遺傳)。 而由不同基因的配子結(jié)合成的合子發(fā)育成的個體，叫雜合子，不能穩(wěn)定遺傳，后代會發(fā)生性狀分離。

鞏固訓練

* 某水稻的基因型為Aa，讓它連續(xù)自交，(從理論上講F2的基因型純合體占總數(shù)的( )

A.1/2B.1/4C.3/4D.1

分析：P:AaFl:l/4AA；2/4Aa；1/4aa，F(xiàn)1 F2中只有1/2Aa自交產(chǎn)生1/2×1/2Aa，其余全部為純合體。

答案:C

下面我們來做一個模擬小實驗，來說明一下孟德爾假設(shè)推論出的上述幾種基因組合及數(shù)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，向甲桶里分別放入兩種顏色(并分別標有D和d的小球各10個，代表雌配子)。向乙桶里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(nèi)小球充分混合。

學生活動:請一位學生上講臺來抽取。第一次從甲桶中取出D，從乙桶中取出d，結(jié)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(tǒng)計結(jié)果，是否出現(xiàn)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(xù)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(shè)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(shù)據(jù)越大的情況—下越接近，所以孟德爾在統(tǒng)計豌豆雜交分離比時是統(tǒng)計了上千株的豌豆。如果只統(tǒng)計l0株是得不出這一結(jié)論的。同時，通過這一試驗，也證明了孟德爾的假設(shè)推論是成立的。

(五)對分離現(xiàn)象解釋的驗證---測交法

孟德爾為了驗證他對分離現(xiàn)象的解釋是否正確，又設(shè)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:測交后代如果出現(xiàn)兩種基因組合,即F1為雜合子，若后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(jié)果，符合預期的設(shè)想，從而證明了F1在形成配子時，成對的基因發(fā)生了分離，分離后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，才證實了基因位于染色體上，并且成對的基因正好位于一對同源染色體上，從而從本質(zhì)上解釋了性狀分離現(xiàn)象。

(六)基因分離定律的實質(zhì)

學生活動:看多媒體課件---減數(shù)分裂過程。

教師講述:先掌握等位基因的概念。

遺傳學上，把位于一對同源染色體的相同位置上，控制著相對性狀的基因，叫做等位基因。

在減數(shù)分裂中，同源染色體分離進入不同的配子中，那么同源染色體上的等位基因，也隨著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后代。

學生活動:集體歸納。

分離定律的實質(zhì)是:在雜合子的細胞中，位于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(shù)分裂形成配子時，等位基因會隨著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后代。

鞏固訓練

1.什么是純合子，什么是雜合子，它們在遺傳中各有什么特點?

2.基因分離定律的實質(zhì)是什么?

3.一只雜合的白色公羊的精巢中的100萬個初級精母細胞產(chǎn)生的全部精子中，含有隱性基因的個數(shù)是()

A.25萬B.50萬C.100萬D.200萬

答案:1.略2.略3.D

4.P27復習題第二題、第三題l、2小題。

5.用黃色公鼠a分別與黑色母鼠b和c交配，在幾次產(chǎn)仔中，母鼠b產(chǎn)仔為9黑6黃，母鼠c產(chǎn)的仔全為黑色。那么親體a、b、c中為純合體的是()

A.b和cB.a和cC.a和bD.只有a

分析:據(jù)黃色公鼠a × 黑色母鼠c→后代全為黑色，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(jù)黑色母鼠b與黃色公鼠a交配；后代中出現(xiàn)性狀分離可知b為雜合體。

答案:B

6.一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(xiàn)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(xiàn)單眼皮的可能性 D.單眼皮基因和雙眼皮基因發(fā)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(xiàn)單眼皮孩子的可能性，并且不同胎次互不影響。該遺傳在后代數(shù)量較少的情況下，是完全可能出現(xiàn)上述比例的。它仍然符合基因的分離定律。

答案:C