高一生物大單元整體學(xué)習(xí)：遺傳因子的發(fā)現(xiàn)

第六單元遺傳因子的發(fā)現(xiàn)班級：__________小組：__________姓名：__________第六單元遺傳因子的發(fā)現(xiàn)——探尋基因的傳遞規(guī)律一、單元概述本單元主要以科學(xué)史為主線，通過孟德爾的豌豆雜交實驗，從現(xiàn)象到本質(zhì)，揭示了有性生殖過程中基因的傳遞規(guī)律--基因分離定律、基因自由組合定律。本單元用到了假說--演繹法這種科學(xué)探究方法，從性狀到遺傳因子的發(fā)現(xiàn)也體現(xiàn)了遺傳的物質(zhì)性?；诿系聽柕耐愣闺s交實驗,可以體會并學(xué)會運用假說—演繹法進(jìn)行科學(xué)探究，培養(yǎng)敢于質(zhì)疑的科學(xué)精神、縝密的科學(xué)思維、大膽的想象和創(chuàng)新,以及對科學(xué)的熱愛和鍥而不舍的探索精神。分離定律和自由組合定律在生物的遺傳中具有普遍性,依據(jù)遺傳規(guī)律設(shè)計動、植物育種過程,預(yù)測雜交后代的遺傳性狀,特別是預(yù)測某些遺傳病的患病概率，能夠基于遺傳規(guī)律對遺傳現(xiàn)象作出理性解釋和判斷、解決生產(chǎn)生活問題的能力。二、單元要素（一）單元內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)概念3遺傳信息控制生物性狀,并代代相傳3.2.3闡明有性生殖中基因的分離和自由組合使得子代的基因型和表型有多種可能,并可由此預(yù)測子代的遺傳性狀（二）單元學(xué)習(xí)任務(wù)1.概念建構(gòu)：性狀、遺傳因子、表型、基因、基因型2.研究方法：用假說--演繹法梳理孟德爾豌豆雜交實驗3.思維建模：分離定律和自由組合定律內(nèi)容與結(jié)果的驗證（三）單元學(xué)習(xí)目標(biāo)1.研讀教材，梳理兩大遺傳定律的發(fā)現(xiàn)過程，按照假說-演繹法思路，從知識、能力和邏輯等方面構(gòu)建遺傳因子發(fā)現(xiàn)單元體系，用自己的話說出兩大遺傳定律的實質(zhì)和聯(lián)系。2.基于兩大遺傳定律的實質(zhì)和聯(lián)系，設(shè)計實驗方案驗證生物性狀的遺傳是否遵循遺傳定律，運用棋盤法和逐對分析法探討多對性狀遺傳問題，構(gòu)建兩種方法的思維模型。3.結(jié)合小鼠、水稻、薺菜等遺傳實例和271BAY資源，解釋、拓展遺傳中的特殊分離比現(xiàn)象，運用遺傳定律對動植物育種、遺傳病預(yù)防等問題提出合理化的建議。（四）單元學(xué)習(xí)計劃學(xué)習(xí)階段主要學(xué)習(xí)任務(wù)學(xué)時安排整體感知初讀教材，梳理遺傳因子的發(fā)現(xiàn)歷程和相關(guān)概念；簡述假說－演繹法的一般步驟；列舉兩大遺傳定律的應(yīng)用。1學(xué)時探究建構(gòu)通過解析假說-演繹法發(fā)現(xiàn)兩大遺傳定律的過程，挖掘出顯隱性、純合子、求概率等問題的解決方法；闡明兩大遺傳定律的實質(zhì)和聯(lián)系；自選材料模擬豌豆性狀分離的雜交實驗。４學(xué)時應(yīng)用遷移通過設(shè)計不同實驗總結(jié)遺傳定律的驗證方法；通過花粉致死、胚胎致死等實例解釋子代特殊分離比問題。2學(xué)時重構(gòu)拓展圍繞兩大遺傳定律重構(gòu)本單元體系；分析花色遺傳實例解釋連鎖遺傳問題；運用兩大遺傳定律的原理對動植物育種等具體問題提出合理化的建議。3學(xué)時（五）學(xué)習(xí)資源學(xué)習(xí)階段資源類別資源分層整體感知假說－演繹法的解析T探究建構(gòu)分離定律發(fā)現(xiàn)歷程梳理微課視頻、拓展提升2、3視頻；自由組合微課視頻；棋盤法和拆分法微課；TT應(yīng)用遷移分離定律的驗證微課視頻；遺傳定律的驗證和特殊分離比的小結(jié)；TT重構(gòu)拓展重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的參考資源T（六）單元學(xué)習(xí)目標(biāo)追求三、單元內(nèi)容（一）整體感知遺傳因子的發(fā)現(xiàn)——梳理兩大遺傳定律的發(fā)現(xiàn)歷程遺傳因子與基因遺傳因子是什么,你可能不清楚,但說起基因,你一定耳熟能詳。你的長相、身高、體重、膚色,甚至在某方面的天賦,都與基因有著密不可分的關(guān)系。基因最早的名字就是“遺傳因子”。基因為什么曾叫遺傳因子?這背后有什么故事嗎?遺傳因子看不見摸不著,科學(xué)家是怎樣發(fā)現(xiàn)它的呢?它在親子代間的傳遞有什么規(guī)律呢?讓我們從一百多年前孟德爾的豌豆雜交實驗開始,循著科學(xué)家的足跡,探索遺傳的奧秘?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】1.研讀教材，用自己的話說出兩大遺傳定律發(fā)現(xiàn)過程中的性狀類、基因類的10個概念的理解。2.梳理兩大遺傳定律的發(fā)現(xiàn)歷程，說出假說-演繹法的步驟，并初步分析其中的邏輯關(guān)系。3.列舉2個實例，分享交流兩大遺傳定律的研究在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。學(xué)習(xí)活動1：感知遺傳定律發(fā)展邏輯孟德爾運用豌豆雜交實驗發(fā)現(xiàn)了遺傳的兩大定律，研讀教材，請說出孟德爾的兩大遺傳定律是什么？這兩大遺傳定律發(fā)現(xiàn)科學(xué)史中的邏輯關(guān)系是什么？學(xué)習(xí)活動2：感知兩大遺傳定律發(fā)現(xiàn)的意義通過研讀教材，請列舉2個實例說出研究兩大遺傳定律在生產(chǎn)生活中有哪些應(yīng)用。學(xué)習(xí)活動3：構(gòu)建遺傳定律單元體系兩大遺傳定律的發(fā)現(xiàn)都用到了假說演繹法，它包括“觀察現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)問題→作出解釋(提出假說)→演繹推理、實驗驗證→得出結(jié)論”四大步驟，讓我們重溫科學(xué)家探索之路以假說-演繹法為主線初步構(gòu)建單元體系。（二）探究建構(gòu)遺傳因子的發(fā)現(xiàn)——深度探究兩大遺傳定律的發(fā)現(xiàn)歷程小豌豆成就大“事業(yè)”豌豆花是兩性花，在未開放時，它的花粉會落到同一朵花的雌蕊柱頭上，從而完成受粉，這種傳粉方式叫做自花傳粉，也叫自交。所以豌豆在自然狀態(tài)下一般都是純種，且豌豆有多對易于區(qū)分的性狀，如高莖和矮莖、圓粒和皺粒等。在孟德爾以前，“孩子為什么像父母”這樣的遺傳現(xiàn)象沒有明確的科學(xué)解釋，當(dāng)時比較流行的“融合說或者混合說”將這種現(xiàn)象解釋為：母方卵子與父方精子中存在的“某種液體”混合是孩子繼承父母兩方特征的原因。直到19世紀(jì)中期，奧地利生物學(xué)家孟德爾通過豌豆雜交實驗，揭示了遺傳的分離定律和自由組合定律。孟德爾是如何發(fā)現(xiàn)兩大遺傳定律的？兩大定律如何解釋相關(guān)遺傳現(xiàn)象？讓我們一起來探究?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】用假說-演繹法的思維邏輯梳理豌豆雜交實驗的過程，說出每個步驟的內(nèi)容并分析，闡明其中的邏輯。2.對比分析兩大遺傳定律的實質(zhì)與聯(lián)系，利用棋盤法和逐對分析法探討多對性狀遺傳問題。3.自選材料模擬豌豆性狀分離的雜交實驗，分析實驗?zāi)康模偨Y(jié)實驗操作的注意事項。學(xué)習(xí)活動4：深究分離定律的發(fā)現(xiàn)歷程孟德爾酷愛自然科學(xué)，通過分析豌豆雜交實驗的結(jié)果，最終發(fā)現(xiàn)了生物遺傳的規(guī)律，因此他是遺傳學(xué)研究的先驅(qū)者，被稱為遺傳學(xué)之父。在豌豆種植的過程中，發(fā)現(xiàn)高莖豌豆和高莖豌豆的后代都是高莖，矮莖豌豆和矮莖豌豆的后代都是矮莖，高莖和矮莖雜交F1全是高莖。F1自交后代F2既有高莖又有矮莖。1.孟德爾對分離現(xiàn)象是如何進(jìn)行解釋的？你認(rèn)為核心是什么？請用文字和圖解相結(jié)合的形式闡述。2.一種正確的假說僅能解釋已有的實驗結(jié)果是不夠的，還應(yīng)該能夠預(yù)測另外一些實驗的結(jié)果。如果實驗結(jié)果與預(yù)測相符，這個假說就得到了驗證。孟德爾為驗證假說又設(shè)計了什么實驗？請用遺傳圖解形式進(jìn)行闡述?！就卣固嵘?】推親子代的基因型和表型、求概率豌豆一對相對性狀的雜交實驗共有6種組合，請以高莖和矮莖性狀為例，通過遺傳圖解分析各組合子代的情況，并進(jìn)一步思考?xì)w納小結(jié)。P:DD×DDDD×DdDD×dd配子：子代：P:Dd×DdDd×dddd×dd配子：子代：小結(jié)：若子代全為顯性性狀，親本之一一定為；若子代全為隱性性狀，親本一定為；若子代出現(xiàn)隱性性狀，每個親本至少都含有；若子代出現(xiàn)顯性：隱性≈3:1，則親本一定為；若子代出現(xiàn)顯性：隱性≈1:1，則親本一定為【拓展提升2】顯隱性判斷典例1：在香水玫瑰的花色遺傳中，紅花、白花是一對相對性狀，受一對遺傳因子的控制(用R、r表示)。在不知道相對性狀顯隱性關(guān)系的情況下，下列哪組可判斷顯隱性關(guān)系（）A．紅花×紅花→全是紅花B．紅花×白花→100紅花：105白花C．白花×白花→全是白花D．紅花×紅花→3紅：1白典例2：一匹家系不明雄性黑馬與若干純種棗紅馬雜交，生出20匹棗紅馬和25匹黑馬，據(jù)此能判斷出哪種性狀是顯性性狀嗎？【拓展提升3】純合子、雜合子判斷典例1：某農(nóng)場養(yǎng)了一群馬,馬的毛色有栗色和白色兩種。已知栗色和白色分別由遺傳因子B和b控制。育種工作者從中選出一匹健壯的栗色公馬,擬設(shè)計配種方案鑒定它是純合子還是雜合子(就毛色而言)。請回答下列問題：（1）在正常情況下,一匹母馬一次只能生一匹小馬。為了在一個配種季節(jié)里完成這項鑒定，應(yīng)該怎樣配種?（2）雜交后代可能出現(xiàn)哪些結(jié)果?如何根據(jù)結(jié)果判斷栗色公馬是純合子還是雜合子?典例2：某植物的紫花與紅花是一對相對性狀，且是由一對遺傳因子(D、d)控制的完全顯性遺傳，現(xiàn)有一株紫花植株和一株紅花植株作實驗材料，設(shè)計如表所示實驗方案以鑒別兩植株的基因型，請完善表格。選擇的親本及交配方式預(yù)測子代表型推測親代基因型第一種：紫花自交出現(xiàn)性狀分離③①④第二種：紫花×紅花全為紫花DD×dd②⑤總結(jié)：總結(jié)純合子、雜合子的判斷方法

學(xué)習(xí)活動5：探究自由組合定律的發(fā)現(xiàn)歷程在孟德爾兩對相對性狀的豌豆雜交實驗中，純種的黃色圓粒和綠色皺粒雜交后代F1為雙雜合子（YyRr）,F1自交得到的F2,中出現(xiàn)了親本沒有的性狀組合綠色圓粒和黃色皺粒，且F2中黃色圓粒：綠色圓粒：黃色皺粒：綠色皺?！?:3:3:1，對該結(jié)果我們應(yīng)該如何進(jìn)行分析呢？1.在孟德爾兩對相對性狀的實驗中，對F2每一對相對性狀單獨分析，結(jié)果是怎樣的？從數(shù)學(xué)角度分析，F(xiàn)2中四種表型9：3：3：1的數(shù)量比與每對相對性狀實驗中F2中的分離比有何聯(lián)系？2.F2中出現(xiàn)了新的性狀組合，其本質(zhì)是什么？據(jù)此孟德爾提出了什么假說？3.根據(jù)假說，用棋盤法（配子法）分析F1自交得到F2的過程，完善下方表格，進(jìn)行歸納分析。雌雄配子共多少種結(jié)合方式，基因型有幾種，表型及比例是多少？（2）在F2每種表型下方寫出對應(yīng)的基因型及所占比例，分析每個表型中純合子、單雜合、雙雜合的基因型有何相似之處。黃色圓粒黃色皺粒綠色圓粒綠色皺粒4.如何驗證F1是否真的產(chǎn)生了四種等量的配子？請用遺傳圖解的方式，根據(jù)孟德爾假說預(yù)測實驗結(jié)果。并通過以上過程，歸納自由組合定律的內(nèi)容。學(xué)習(xí)活動6：分析兩大遺傳定律的實質(zhì)和聯(lián)系回扣兩大遺傳定律發(fā)現(xiàn)的歷程，尤其是兩大遺傳定律的解釋和內(nèi)容部分，對比兩者的實質(zhì)和聯(lián)系。根據(jù)對比分析完成下列表格。比較項目研究性狀種數(shù)研究等位基因?qū)?shù)F1產(chǎn)生配子種類及比例F2的分離比F1測交后代分離比聯(lián)系分離定律自由組合定律【拓展提升4】先分后合法（逐對分析法）分析孟德爾兩對相對性狀雜交實驗中F2的情況把兩對基因拆開來看，由于每對基因出現(xiàn)的概率是相互獨立的，因此后代的基因型和表型的概率等于它們各自概率的乘積。1.若YyRr植株自交產(chǎn)生了1600粒種子，其中黃色皺粒的有多少？請寫出分析思路。若將YyRr植株與植株X進(jìn)行雜交，子代中黃圓：黃皺：綠圓：綠皺=3：3：1：1，請分析X的基因型是？學(xué)習(xí)活動7：性狀分離比的模擬實驗材料用具：兩個小桶，分別標(biāo)記甲、乙；兩種大小相同、顏色不同的彩球各20個，一種彩球標(biāo)記D，另一種彩球標(biāo)記d；記錄用的紙和筆。1.請模擬孟德爾一對相對性狀雜交實驗中F1自交后代性狀分離比，并小組合作進(jìn)行實驗，統(tǒng)計分析實驗結(jié)果。2.此實驗中兩個小桶中的小球數(shù)量一定相同嗎？每個小桶內(nèi)兩種小球的數(shù)量一定相同嗎？為了減小實驗誤差，此實驗操作過程中應(yīng)該注意什么？3.若要模擬孟德爾兩對相對性狀雜交實驗中F1自交后代性狀分離比，應(yīng)如何改進(jìn)實驗。（三）應(yīng)用遷移遺傳因子的發(fā)現(xiàn)——驗證兩大遺傳定律和分析特殊分離比形色各異的遺傳現(xiàn)象生活中有許許多多復(fù)雜的生命遺傳現(xiàn)象，除豌豆外，水稻是經(jīng)典的遺傳學(xué)實驗材料，薺菜是常見的植物，當(dāng)觀察到它們的性狀遺傳時，我們應(yīng)用兩大遺傳定律研究，當(dāng)兩對性狀雜交F2代性狀分離比不為9:3:3:1時，它們的遺傳是否還可以用孟德爾的遺傳定律來解釋呢？【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.結(jié)合多種生物遺傳現(xiàn)象，設(shè)計實驗方案驗證是否遵循兩大遺傳定律，用規(guī)范的語言描述實驗步驟、結(jié)果和結(jié)論。2.結(jié)合三種生物遺傳，分析特殊分離比形成的原因，借助271BAY資源拓展致死等其他現(xiàn)象。3.總結(jié)驗證兩大遺傳定律和特殊分離比現(xiàn)象分析的方法，并完善兩大遺傳定律實質(zhì)和聯(lián)系的對比表格。學(xué)習(xí)活動8：兩大遺傳定律的驗證1.水稻的非糯性和糯性是一對相對性狀,非糯性花粉中所含的淀粉為直鏈淀粉,遇碘變藍(lán)黑色,而糯性花粉中所含的是支鏈淀粉,遇碘變橙紅色。現(xiàn)在用純種的非糯性水稻和純種的糯性水稻雜交,取F1花粉加碘液染色,在顯微鏡下觀察半數(shù)花粉呈藍(lán)黑色,半數(shù)呈橙紅色。請回答下列問題：(1)花粉出現(xiàn)這種比例的原因是什么?實驗結(jié)果驗證了什么?(2)如果讓F1自交,F2中花粉有幾種類型？2.玉米是一種二倍體異花傳粉作物,可作為研究遺傳規(guī)律的實驗材料。玉米子粒的飽滿與凹陷是一對相對性狀,受一對等位基因控制。現(xiàn)有一些純合的飽滿玉米子粒和一些純合的凹陷的玉米子粒,若要用這兩種玉米子粒為材料驗證分離定律,寫出兩種驗證思路及預(yù)期結(jié)果。小結(jié)：驗證分離定律和自由組合定律的方法學(xué)習(xí)活動9：分析特殊分離比1.某科研小組研究小鼠毛色(A、a)的遺傳，進(jìn)行了下表的實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)基因型為AA的小鼠胚胎期死亡，哪種是顯性性狀？這三組親本的基因型分別是什么？第二組和第三組子代中黃色的分別占多少？2.水稻非糯性和糯性是一對相對性狀，若含有Ａ基因的花粉死亡，則非糯性水稻Aa自交后代的基因型及比例是什么？3.薺菜的果實形狀有三角形和卵圓形兩種，該性狀的遺傳涉及兩對等位基因，分別用A、a和B、b表示。為探究薺菜果實形狀的遺傳規(guī)律，進(jìn)行了雜交實驗。（1）圖中親本基因型是什么？F1測交后代的表現(xiàn)型及比例為什么？另選兩種基因型的親本雜交，F(xiàn)1和F2的性狀表現(xiàn)及比例與圖中結(jié)果相同，推斷親本基因型是什么？（2）圖中F2三角形果實薺菜中，部分個體無論自交多少代，其后代表現(xiàn)型仍然為三角形果實，這樣的個體在F2三角形果實薺菜中的比例為多少？（3）現(xiàn)有2包基因型分別為AABB和aaBB的薺菜種子，由于標(biāo)簽丟失而無法區(qū)分。根據(jù)以上遺傳規(guī)律，請完成實驗方案確定每包種子的基因型。有已知性狀（三角形果實和卵圓果實）的薺菜種子可供選用。

實驗步驟：

①用2包種子長成的植株分別與卵圓形果實種子長成的植株雜交，得F1種子

②F1種子長成的植株自交，得F2種子

③F2種子長成植株后，按果實形狀的表現(xiàn)型統(tǒng)計植株的比例

請預(yù)測實驗結(jié)果及結(jié)論?？偨Y(jié)：特殊分離比的原因及分析方法（四）重構(gòu)拓展遺傳因子的發(fā)現(xiàn)——重構(gòu)兩大遺傳定律的體系等位基因間的相互作用等位基因間的相互作用主要表現(xiàn)為顯、隱性和共顯性的關(guān)系。孟德爾研究的豌豆7對性狀表現(xiàn)為完全顯性。但后來發(fā)現(xiàn)由一對等位基因決定的相對性狀中，顯性有的是不完全的，或是出現(xiàn)其他遺傳現(xiàn)象，如紅花和白花的后代出現(xiàn)粉色花的不完全顯性。這并不有背于孟德爾定律，而是其進(jìn)一步的發(fā)展與擴充?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】1.圍繞兩大遺傳定律核心概念從知識、能力、邏輯等角度重構(gòu)單元體系。2.結(jié)合實例解釋植物花色性狀的遺傳問題，用自己的話說出連鎖遺傳分析思路，拓展生物遺傳的本質(zhì)。3.運用兩大遺傳定律的