2019-2020年高中生物 3.2《基因的自由組合定律》教案 蘇教版必修2.doc

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2019-2020年高中生物 3.2《基因的自由組合定律》教案 蘇教版必修2 一、教學(xué)目標(biāo) (1)孟德爾兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交試驗(yàn) (2)兩對(duì)相對(duì)性狀與兩對(duì)等位基因的關(guān)系 (3)兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)，F(xiàn)2中的性狀分離比例 (4)基因的自由組合定律及其在實(shí)踐中的應(yīng)用 二、重難點(diǎn)、重點(diǎn)： 1.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)孟德爾獲得成功的原因 2.難點(diǎn)： 對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋。 三、板書設(shè)計(jì)： (一)兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳試驗(yàn) (二)對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋 (三)對(duì)自由組合現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證 (四)基因自由組合定律的實(shí)質(zhì) 四、教學(xué)過程： 導(dǎo)言：孟德爾發(fā)現(xiàn)并總結(jié)出基因的分離定律，只研究了一對(duì)等位基因控制的一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳。但任何生物都不是只有一種性狀，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。那么，當(dāng)兩對(duì)或兩對(duì)以上的相對(duì)性狀同時(shí)考慮時(shí)，它們又遵循怎樣的遺傳規(guī)律呢?孟德爾通過豌豆的兩對(duì)相對(duì)性狀雜交試驗(yàn)，總結(jié)出了基因的自由組合定律。 (一)兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳試驗(yàn) 學(xué)生活動(dòng):閱讀并分析教材。 教師列出如下討論題綱: (1)孟德爾以豌豆的哪兩對(duì)相對(duì)性狀進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的? (2)Fl代的表現(xiàn)型是什么?說明了什么問題? (3)F2代的表現(xiàn)型是什么?比值是多少?為什么出現(xiàn)了兩種新的性狀? (4)分析每對(duì)性狀的遺傳是否遵循基因的分離定律? 學(xué)生展開熱烈的討論并自由回答，教師不忙于評(píng)判誰對(duì)誰錯(cuò)，出示掛圖“黃色圓粒豌豆和綠色皺粒豌豆的雜交試驗(yàn)”，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果進(jìn)行指導(dǎo)分析: (1)相對(duì)性狀指同一生物同一性狀的不同表現(xiàn)類型，不能把黃與圓、綠與皺看作相對(duì)性狀。 (2)Fl代全為黃色圓粒，說明黃色對(duì)綠色為顯性，圓粒對(duì)皺粒為顯性。 (3)F2代有四種表現(xiàn)型:黃色圓粒、黃色皺粒、綠色圓粒、綠色皺粒，前后代比較發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)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(xiàn)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(jī)的。那么，孟德爾是如何解釋這一現(xiàn)象的呢? (二)對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋 學(xué)生活動(dòng):閱讀并分析教材。教師列出如下討論題綱: (1)孟德爾研究控制兩對(duì)相對(duì)性狀的基因是位于一對(duì)還是兩對(duì)同源染色體上? (2)孟德爾假設(shè)黃色圓粒和綠色皺粒兩純種親本的基因型是什么?推出Fl代的基因型是什么? (3)F1代在產(chǎn)生配子時(shí)，兩對(duì)等位基因如何分配到配子中?產(chǎn)生幾種配子類型? (4)F2代的基因型和表現(xiàn)型各是什么?數(shù)量比為多少? 學(xué)生討論、總結(jié)歸納并爭(zhēng)先恐后回答，教師給予肯定并鼓勵(lì)。 教師強(qiáng)調(diào): (1)黃色圓粒和綠色皺粒這兩對(duì)相對(duì)性狀是由兩對(duì)等位基因控制的，這兩對(duì)等位基因分別位于兩對(duì)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(duì)y顯性，R對(duì)r顯性，所以Fl代全部為黃色圓粒。 (2)F1代產(chǎn)生配子時(shí)，Y與y、R與r要分離，孟德爾認(rèn)為與此同時(shí)，不同對(duì)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(xué)生在動(dòng)態(tài)中理解等位基因的分離和不同對(duì)基因之間的組合是彼此獨(dú)立的、互不干擾的。所以F1產(chǎn)生的雌雄配子各有四種,即YR、Yr、yR、yr，并且它們之間的數(shù)量比接近于l∶1∶1∶l。 (3)受精作用時(shí)，由于雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的。因此，結(jié)合方式有16種，其中基因型有9種，表現(xiàn)型有4種。 學(xué)生活動(dòng):自己推演黃色圓粒豌豆和綠色皺粒豌豆的雜交試驗(yàn)分析圖解，并歸納總結(jié)F2代的基因型和表現(xiàn)型的規(guī)律，由一學(xué)生上黑板完成，結(jié)果如下左圖: 師生對(duì)F2代進(jìn)行歸納，得出這樣的三角規(guī)律來。 a.四種表現(xiàn)型出現(xiàn)在各三角形中，如上右圖: 黃色圓粒(Y—1)出現(xiàn)于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(xiàn)于次大三角形的三個(gè)角上(YYrr、Yyrr)； 綠色圓粒(yyR_)出現(xiàn)于第三大三角形的三個(gè)角上(yyRR、yyRr)； 綠色皺粒(yyrr)出現(xiàn)于小三角形內(nèi)(yyrr)。 b.基因型:九種基因型中的純合體(YYRR、YYrr、yyRR、yyrr)與兩對(duì)基因的雜合體(YyRr)各位于一對(duì)角線上，如下左圖: 一對(duì)基因的雜合體以純合體對(duì)角線為軸而對(duì)稱，見上右圖: c.九種基因型可作如下規(guī)律性的排列(用F2中兩對(duì)基因組合方式及比率相乘的方法得出如下結(jié)果)，每種基因型前的系數(shù)即為其比例數(shù)，見下表: (三)對(duì)自由組合現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證 提問:什么叫測(cè)交? 學(xué)生回答:是用F1代與親本的隱性類型雜交。目的是測(cè)定F1的基因型。請(qǐng)一位學(xué)生到黑板上仿照分離定律的測(cè)交驗(yàn)證模式，寫出測(cè)交及其結(jié)果的遺傳圖解。 教師指導(dǎo):這是根據(jù)孟德爾對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋。從理論上推導(dǎo)出來的結(jié)果，如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論推導(dǎo)相符，則說明理論是正確的，如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論推導(dǎo)不相符，則說明這種理論推導(dǎo)是錯(cuò)誤的，實(shí)踐才是檢驗(yàn)真理的惟一標(biāo)準(zhǔn)。 學(xué)生活動(dòng):閱讀教材P31。孟德爾用F1作了測(cè) 交實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全符合他的預(yù)想。證實(shí)了他 理論推導(dǎo)的正確性。 設(shè)疑:用F1(YyRr)作母本和父本測(cè)交的試驗(yàn)結(jié) 果怎樣呢? 學(xué)生爭(zhēng)先恐后推演，教師出示投影，比較測(cè) 交結(jié)果，師生結(jié)論是:兩種情況是相同的，這說明 F1在形成配子時(shí)，不同對(duì)的基因是自由組合的。 (四)基因自由組合定律的實(shí)質(zhì) 教師介紹:豌豆體細(xì)胞有7對(duì)同源染色體，控制顏色的基因(Y與y)位于第l對(duì)染色體上，控制形狀的基因(R與r)位于第7對(duì)染色體上。 學(xué)生活動(dòng):觀看減數(shù)分裂多媒體課件。鞏固在減數(shù)分裂過程中，同源染色體分離的同時(shí)，非同源染色體自由組合，從而理解位于非同源染色體上的非等位基因之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，即非等位基因的分離或組合是互不干擾的。 設(shè)疑:如果在同一對(duì)同源染色體上的非等位基因能不能自由組合? 學(xué)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?為什么? 學(xué)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?yàn)樵跍p數(shù)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(shè)疑:基因的分離定律和自由組合定律有哪些區(qū)別和聯(lián)系呢? 教師出示投影表格，由學(xué)生討論完成。 基因的分離定律和自由組合定律的比較 項(xiàng)目\ 規(guī)律 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)第一次分裂中同源染色體分離 減數(shù)第一次分裂中非同源染色體自由組合 遺傳實(shí)質(zhì) 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(lián)系 分離定律是自由組合定律的基礎(chǔ)(減數(shù)分裂中，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，而非同源染色體上的非等位基因，則發(fā)生自由組合)。 基因自由組合定律在實(shí)踐中的應(yīng)用 學(xué)生閱讀課本教師敘述： 一．指導(dǎo)雜交育種：可根據(jù)需要，把具有不同優(yōu)良性狀的兩個(gè)親本的優(yōu)良性狀組合到一起， 原理：通過基因重組，培育具有多個(gè)優(yōu)良性狀的新品種，如小麥 矮桿、不抗病高桿、抗病 矮桿抗病新品種（純合體） 二．提供遺傳病的預(yù)測(cè)和診斷的理論依據(jù)：人們可根據(jù)基因的自由組合定律分析家系中兩種或兩種以上遺傳病后代發(fā)病的概率。 原理：根據(jù)基因的自由組合定律來分析家系中兩種遺傳病同時(shí)發(fā)病的情況，并且推斷出后代的基因型和表現(xiàn)型以及它們出現(xiàn)的概率，為遺傳病的預(yù)測(cè)和診斷提供理論依據(jù) 三．解題過程： 1、怎樣理解基因分離定律？ 答：基因分離定律是關(guān)于等位基因的遺傳定律。要理解掌握基因分離定律，必須要搞懂下面關(guān)于等位基因的五個(gè)要點(diǎn)： ⑴存在：存在于雜合子的所有體細(xì)胞中。 ⑵位置：位于一對(duì)同源染色體的同一位置上。 ⑶特點(diǎn)：能控制一對(duì)相對(duì)性狀，具有一定的獨(dú)立性。 ⑷分離的時(shí)間：減數(shù)分裂的第一次分裂的后期。 ⑸遺傳行為（基因分離定律的中心內(nèi)容）：隨同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入兩個(gè)配子中，獨(dú)立地隨配子遺傳給后代。 2．基因分離定律與基因自由組合定律有什么關(guān)系？ 答：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。在進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子的過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離，同時(shí)非同源染色體上的非等位基因自由組合。從實(shí)質(zhì)中可知，“非同源染色體上的非等位基因自由組合”的前提是“同源染色體上的等位基因彼此分離”。因此基因的分離定律是基因自由組合定律的基礎(chǔ)。 3．顯、隱性性狀的判斷 判斷相對(duì)性狀中的顯、隱性性狀的方法主要有下兩種： ⑴根據(jù)顯、隱性性狀的概念來判斷。具有相對(duì)性狀的親本雜交，若子一代只顯現(xiàn)親本的一個(gè)性狀，則子一代所顯現(xiàn)出來的那個(gè)性狀為顯性性狀，未顯現(xiàn)出來的性狀為隱性性狀。 例題：下表是大豆的花色四個(gè)組合的遺傳實(shí)驗(yàn)結(jié)果。根據(jù)哪個(gè)組合能判斷出顯性的花色類型？ 組合 親本表現(xiàn)型 F1的表現(xiàn)型和植株數(shù)目 紫花 白花 一 紫花白花 405 411 二 紫花白花 807 0 三 紫花紫花 1240 413 四 紫花植株自交 1245 417 具有相對(duì)性狀的親本組合只有組一和組二，組一子一代有二種表現(xiàn)型，不符合上述條件；組二子一代只顯現(xiàn)親本的一個(gè)性狀，因此由組二可判斷紫花為顯性性狀，白花為隱性性狀。 ⑵根據(jù)性狀分離的現(xiàn)象來判斷。兩親本表現(xiàn)同一性狀，子一代中出現(xiàn)了性狀分離的現(xiàn)象，則親本所表現(xiàn)的性狀為顯性性狀，子一代新出現(xiàn)的那個(gè)性狀為隱性性狀；如上例題中的“組三”就是這種情況?；蚰秤H本自交，子一代出現(xiàn)了性狀分離的現(xiàn)象，則這一親本所表現(xiàn)的性狀為顯性性狀，子一代新出現(xiàn)的那個(gè)性狀為隱性性狀；如上例題中的組四。 4．解答與基因自由組合定律有關(guān)題的一種方法—分枝法 有關(guān)基因自由組合定律的遺傳應(yīng)用題常涉及兩對(duì)、三對(duì)或更多對(duì)的等位基因，在分析時(shí)，可先考慮一對(duì)等位基因的遺傳情況，然后把各對(duì)等位基因的遺傳情況根據(jù)乘法原理組合起來。 例：圖22—1為白化?。ˋ—a）和色盲（B—b）兩種遺傳病的家族系譜圖。如Ⅲ8與Ⅲ11結(jié)婚，生育一個(gè)既是色盲又是白化病孩子的概率為 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 正常男女 色盲男 白化病女 兩種病女 圖22—1 ⑴先求生一個(gè)白化病孩子的概率。由圖可知Ⅲ8為白化病患者，因此她的基因型為aa；Ⅲ11的姐姐為白化病患者，推出他的雙親基因型都為Aa，因此Ⅲ11基因型為Aa的概率是2/3；由此可知，Ⅲ8與Ⅲ11結(jié)婚生一個(gè)白化病孩子的概率為2/31/2=1/3。 ⑵再求生一個(gè)色盲孩子的概率。Ⅲ8的哥哥為色盲，則她的母親為色盲基因的攜帶者，Ⅲ8的基因型為XBXB或XBXb，是XBXb的概率為1/2；Ⅲ11的基因型為XBY；Ⅲ8與Ⅲ11結(jié)婚生一個(gè)色盲孩子的概率為1/21/4=1/8。 ⑶最后求生一個(gè)既是色盲又是白化病孩子的概率。生一個(gè)既是色盲又是白化病孩子的概率為1/81/3=1/24。 5、應(yīng)用分離定律解決自由組合問題 思路：將自由組合問題轉(zhuǎn)化為若干個(gè)分離問題。 某個(gè)體產(chǎn)生配子的類型數(shù)等于各對(duì)基因單獨(dú)形成的配子種類數(shù)的乘積； 子代基因型或表現(xiàn)型種類數(shù)=各對(duì)基因單獨(dú)自交時(shí)產(chǎn)生的基因型或表現(xiàn)型種類數(shù)的乘積； 子代中個(gè)別基因型或表現(xiàn)型所占比例等于該個(gè)別基因型或表現(xiàn)型中各對(duì)基因型或表現(xiàn)型出現(xiàn)幾率的乘積； 題型： ① 求配子：純合體只產(chǎn)生一種配子：AA→ ；AAdd→ ； 雜合子：2n （ n為等位基因的數(shù)量（對(duì)））如：Aa有21種，AaRrTT有 種 兩親本雜交，求配子間的結(jié)合方式。先求各自產(chǎn)生幾個(gè)配子，再做乘法。如AaBbCc與AaBbCC雜交中配子結(jié)合方式有84=32種。 ② 由親代基因型求子代表現(xiàn)型或基因型及概率： ∵ 每對(duì)性狀遺傳都遵循基因的分離定律（3：1），即F2中，黃：綠＝3：1圓：皺＝3：1 ∴ 先分別將每對(duì)基因拆開計(jì)算，再用相乘法可快速求得任一子代基因型的概率 w.w.w.k.s.5.u.c.o.m