高中生物第一節(jié)基因的分離定律第2課時示范教案 蘇教版

1、第二課時基因分離定律的解釋、模擬實驗、驗證及基因分離定律的實質(zhì)教師活動：利用多媒體展示科學研究實驗田中生長的大豆，接著顯示大豆開的紫花和白花?？蒲腥藛T用紫花大豆與白花大豆雜交，F(xiàn)1全是紫花，F(xiàn)1自花傳粉，F(xiàn)2共有1 653株，其中紫花植株1 240株，白花植株413株。師：上述實驗中所得到的F2大豆中紫花植株與白花植株的數(shù)據(jù)中有什么規(guī)律？學生活動：計算出大豆F2中所得到的紫花植株與白花植株兩種表現(xiàn)型的數(shù)量比例，并討論。師：孟德爾對豌豆七對相對性狀分別進行雜交遺傳實驗，并統(tǒng)計出實驗結(jié)果。從F2中的兩種表現(xiàn)型數(shù)量的比例中，我們經(jīng)過計算也發(fā)現(xiàn)有什么規(guī)律？生：F2中各種顯性性狀的數(shù)據(jù)除以隱性性狀的數(shù)量

2、所得到的兩種表現(xiàn)型的比例都接近于31。師：如何解釋孟德爾關(guān)于豌豆的一對相對性狀的遺傳雜交實驗結(jié)果？為什么F1的表現(xiàn)型都只表現(xiàn)出顯性性狀？為什么子二代都出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象，而且顯性性狀與隱性性狀的數(shù)量比接近31?學生活動：閱讀教材P2526孟德爾對豌豆的一對相對性狀的遺傳雜交實驗的解釋，思考并分小組討論上述問題，小組推薦代表發(fā)言。生：這是因為豌豆的細胞中有控制性狀的遺傳因子，紫花豌豆與白花豌豆雜交產(chǎn)生的子一代含有一對遺傳因子，由于有顯性因子，因此，F(xiàn)1的表現(xiàn)型都只表現(xiàn)出顯性性狀。子一代的體細胞內(nèi)不同遺傳因子互不融合或混雜，保持其相對獨立性。當子一代產(chǎn)生配子時， 子一代可以產(chǎn)生相等的兩種花粉細胞和兩

3、種卵細胞，子一代自交過程中，兩種花粉細胞和兩種卵細胞隨機結(jié)合，可以產(chǎn)生四種組合，形成的子二代有兩種表現(xiàn)型，比例為31。師：結(jié)合紫花豌豆與白花豌豆雜交實驗遺傳分析圖解，把孟德爾對豌豆的一對相對性狀的遺傳雜交實驗的解釋如下：課件展示：(1)卵細胞和花粉細胞中具有控制生物性狀的遺傳因子，控制顯性性狀的是顯性因子，用大寫英文字母(如A代表紫花因子)表示，控制隱性性狀的是隱性因子，用相對應的小寫英文字母(如a代表白花因子)表示。(2)紫花親本與白花親本雜交產(chǎn)生的F1含有一對遺傳因子(Aa)，由于A是顯性因子，因此，F(xiàn)1的表現(xiàn)型都只表現(xiàn)出顯性性狀(如紫花)。(3)雜種F1的體細胞內(nèi)不同遺傳因子互不融合或混

4、雜，保持其相對獨立性。當F1產(chǎn)生配子時，F(xiàn)1可以產(chǎn)生相等的兩種花粉細胞和兩種卵細胞，即A型和a型的花粉，A型和a型的卵細胞。(4)F1自交過程中，A型和a型的花粉與A型和a型的卵細胞隨機結(jié)合，可以產(chǎn)生四種組合，形成的F2有AA、Aa和aa 3種遺傳因子組成類型，如果數(shù)量足夠大，則三者比例為121，Aa類型的表現(xiàn)型為顯性性狀，因此，性狀分離比例為31。課件展示：師：在孟德爾的原始論文中，遺傳因子與遺傳性狀常有混淆。1909年，丹麥遺傳學家約翰森(W·L·Johannsen,18571927)提出一個新的術(shù)語基因，用來取代孟德爾概念不十分清晰的遺傳因子，把遺傳因子與遺傳性狀嚴格

5、區(qū)分開來?？刂埔粚ο鄬π誀畹幕?，如豌豆的紫花基因與白花基因，稱為等位基因。師：F1自交過程中，產(chǎn)生相等的兩種花粉細胞和兩種卵細胞，即A型和a型的花粉，A型和a型的卵細胞。這兩種花粉細胞和兩種卵細胞隨機結(jié)合，產(chǎn)生的四種組合比例相等嗎？師：下面我們來做一個性狀分離比的模擬小實驗，來驗證一下根據(jù)孟德爾的一對相對性狀的遺傳實驗結(jié)果，所作的假設推論出的上述幾種基因組合及數(shù)量比是否正確。教師活動：將學生分組(可按照班級的原小組為單位)，每組推薦三位代表。教師事先準備好每組兩個小塑料桶放在講桌上，向甲桶里分別放入兩種顏色(并分別標有A和a的小球各10個(代表雌配子)。向乙桶里分別放入另兩種顏色(分別標有A

6、和a的小球各10個(代表雄配子)。交給每組學生。學生活動：每組學生中，一人拿甲桶，一人拿乙桶，分別充分搖動甲、乙小桶，使桶內(nèi)小球充分混合。然后，兩位學生分別同時從桶內(nèi)隨機抓取一個小球，另一位學生負責記錄。各小組其他同學注意觀察。各小組開始隨機抓取小球，并記錄：第一次從甲桶中取出A，從乙桶中取出a，給合為Aa，各小組記錄員記錄。第二次抓取的組合為aa，第三次組合為Aa，第四次。各小組共隨機抓取小球50組。師：各小組統(tǒng)計出隨機抓取的前4、10、50次，請同學們統(tǒng)計并說出結(jié)果。是否出現(xiàn)三種組合AA、Aa和aa，且比例是否為121?第一組記錄員回答：隨機抓取的前4、10、50次時，三種組合AA、Aa和

7、aa的比例為220；352；122513。第二組記錄員回答：隨機抓取的前4、10、50次時，三種組合AA、Aa和aa的比例為112；244；142311。第三組記錄員回答：隨機抓取的前4、10、50次時，三種組合AA、Aa和aa的比例為031；163；112415。師：根據(jù)各小組統(tǒng)計出的隨機抓取的前4、10、50次的情況，分別說出隨機抓取的前4、10、50次是否都出現(xiàn)三種組合AA、Aa和aa，且比例是121?學生活動：討論分析學生實驗的結(jié)果。生甲:： 隨機抓取前4次時，都沒有出現(xiàn)三種組合AA、Aa和aa的比例是121。生乙:： 隨機抓取前10次時，各小組都出現(xiàn)三種組合AA、Aa和aa，而且比例

8、是接近121。生丙:： 隨機抓取前50次時，各小組都出現(xiàn)三種組合AA、Aa和aa，而且比例更接近121。師：若各小組隨機抓取100次、500次，我們再統(tǒng)計出結(jié)果，就會發(fā)現(xiàn)，不僅會出現(xiàn)三種組合AA、Aa和aa，而且比例會更接近121。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10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推論是成立的。孟德爾為了驗證他對分離現(xiàn)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的基因組合。師：孟德爾為什么能通

9、過測交實驗，驗證他對分離現(xiàn)象的解釋是否正確呢？學生活動：閱讀教材P27測交內(nèi)容，討論分析。學生活動：請兩位學生上黑板寫出測交的遺傳圖解。師：如何由測交來判斷F1的基因組成？生：測交后代如果出現(xiàn)兩種類型，就說明F1為雜合子，若后代只有一種表現(xiàn)類型，就說明F1為純合子。師：孟德爾所做的測交試驗結(jié)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(fā)生了分離，分離后的基因分別進入到了不同的配子中。師：為什么F1在形成配子時，成對的基因會發(fā)生分離，產(chǎn)生兩種比例相等的配子呢？師：20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

10、性狀分離現(xiàn)象。教師活動：利用多媒體結(jié)合細胞染色體，說明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。師：減數(shù)分裂的第一次分裂的主要特征是什么？學生活動：回顧前面學習的減數(shù)分裂知識，討論。生：同源染色體分離。師：減數(shù)第一次分裂過程中，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。教師活動：利用多媒體演示細胞減數(shù)分裂時，隨同源染色體的分離，位于同源染色體上的等位基因也分離。師：請同學閱讀課文，歸納并說出基因分離定律的實質(zhì)。學生活動：閱讀課文，獨立歸納基因分離定律的實質(zhì)。生：基因分離定律的實質(zhì)是當細

11、胞進行減數(shù)分裂時，成對的基因會隨同源染色體的分開而分離，分別進入兩個配子中去，獨立地隨配子遺傳給后代。這節(jié)課要重點掌握孟德爾對一對相對性狀的遺傳實驗的解釋，以及用來驗證分離現(xiàn)象的測交試驗，掌握分離定律的實質(zhì)，理解純合子、雜合子、等位基因等概念。2對分離現(xiàn)象的解釋3性狀分離比的模擬實驗4對分離現(xiàn)象解釋的驗證測交法5基因分離定律的實質(zhì)1孟德爾學說在中國的傳播1900年孟德爾定律在歐洲被重新發(fā)現(xiàn)。13年之后的1913年，我國的進步雜志在譯載的“生命之解謎”一文中，用了專門的一章，共17頁的篇幅，講述遺傳問題，著重介紹了孟德爾學說及其意義。同年，上海廣學會出版的譯著格致概論中，也介紹了孟德爾定律。這是

12、孟德爾學說在中國傳播之肇始。次年，周建人發(fā)表的文章“遺傳說”，東方雜志連載的“宇宙連續(xù)論”“最近生物學之進步”“遺傳進化說之應用于農(nóng)藝”等文中，都介紹了孟德爾及其遺傳學說。1915年，我國最早的綜合性科技刊物科學，在創(chuàng)刊號上刊載了我國第一代生物學家秉志的“生物學概論”、錢崇澍的“天演論新義”、過探先的“植物選種論”等多篇文章，介紹孟德爾的遺傳實驗及其重大發(fā)現(xiàn)，自此以后，孟德爾學說即在我國廣為傳播。在實驗研究方面，1923年陳楨開始根據(jù)孟德爾學說對金魚的遺傳、起源和演化方面進行系統(tǒng)研究。馮肇傳發(fā)表論文“玉蜀黍遺傳的形質(zhì)耀光葉”。以后我國陸續(xù)有孟德爾遺傳方面的研究工作發(fā)表，對遺傳學的發(fā)展作出了貢獻

13、。這中間特別值得提及的是20世紀三四十年代談家楨發(fā)現(xiàn)異色瓢翅斑的鑲嵌顯性遺傳現(xiàn)象，并發(fā)現(xiàn)決定鞘翅色斑的等位基因多達19個，被國際遺傳學界公認豐富和發(fā)展了孟德爾遺傳學說。2分離定律表現(xiàn)在比例上至少有三種形式31，這是對多數(shù)二倍體生物在完全顯性的情況下所表現(xiàn)的形式，如豌豆的高莖與矮莖。121，這是不完全顯性的表現(xiàn)形式，如紫茉莉紅花與白花雜交的結(jié)果。11，這主要是單倍體生物，如衣藻、酵母菌、紅色面包霉等。3性狀的多基因決定和基因的多效性我們常常說一個性狀是由一對等位基因決定的，也常常說一對基因只可以影響一個性狀，也就是說基因與性狀之間是“一對一”的關(guān)系。實際上，基因與性狀之間并不是簡單的“一對一”的

14、關(guān)系，這就是遺傳學中所說的性狀的多基因決定和基因的多效性。性狀的多基因決定性狀的多基因決定是指一個性狀不只涉及兩個等位基因，而是可以涉及幾對或幾十對基因。如玉米葉綠素的形成至少涉及50個不同位置的基因，玉米糊粉層的顏色涉及7對等位基因。又如果蠅眼睛的顏色，至少受到40個不同位置基因的影響，果蠅翅的大小，至少受到34個不同位置基因的影響。一些性狀雖然受到多個基因控制，但是各個基因起的作用是不一樣的。例如，玉米中A1和a1、A2和a2這兩對基因決定花青素的有無，C和c這對基因決定糊粉層的有無，R和r這對基因決定糊粉層和植株顏色的有無當A1、A2、C和R這4個顯性基因都存在時，胚乳是紅色的。但是，這

15、時如果有另一個顯性基因Pr存在，胚乳則成為紫色。所以我們常常說胚乳的紫色和紅色是由Pr和pr這對基因決定。但事實上，至少A1、A2、C和R這4個顯性基因都必須存在，胚乳才表現(xiàn)為紫色。雖然生物的一個性狀可以由很多個基因決定，可是在針對某一性狀書寫某一個個體的基因型時，只要寫出與分離比有關(guān)的那些基因就可以了。基因的多效性一個性狀可以受到多個基因的影響，一個基因也可以影響若干個性狀。如家雞有一種卷羽(翻毛)基因，是不完全顯性基因。這樣的基因單個存在時，家雞的羽毛卷曲，并且容易脫落。當這種基因純合時，不僅羽毛嚴重卷曲，甚至整個身體的羽毛全部脫落。卷毛雞的體溫一般比正常雞低，這是由于保持體溫的羽毛脫落后，體內(nèi)熱量容易散失的緣故。又由于體內(nèi)熱量容易散失，需要加速代謝作用來補充消耗，于是家雞的心跳加快，心臟擴大，血量增加，繼而又使與血液有重大關(guān)系的脾臟擴大。同時，代謝作用的加強，食量必然增加，這又使消化器官、消化腺和排泄器官都發(fā)生變化。代謝作用還影響腎上腺、甲狀腺等內(nèi)分泌腺體，使生殖力降低等。由此可見，卷毛基因引起了一系列的連鎖反應。也就是說，卷毛基因影響了家雞的多個性狀，具有多效性。基因的多效性是生物界普遍存在的一種現(xiàn)象。4復等位