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第1章遗传因子的发现第2节孟德尔的豌豆杂交实验（二）一、教学目标⑴知识方面1.阐明孟德尔的两对相对性状的杂交实验及自由组合定律2.说出基因型、表现型和等位基因的含义。⑵情感态度与价值观方面：分析孟德尔遗传实验获得成功的原因。⑶能力方面1、孟德尔对自由组合现象的解释及杂交试验分析图解2、对自由组合现象解释的验证――测交试验及其图解二、教学重点和难点1.教学重点（1）对自由组合现象的解释，阐明自由组合定律。（2）分析孟德尔遗传实验获得成功的原因。2.教学难点：）对自由组合现象的解释。三、教学方法：归纳法、讨论法、师生互动法及讲授法等四、教学课时：2五、教学过程教学内容教师组织和引导学生活动教学意图引言[问题与探讨]1、为什么一对夫妇生育的后代存在着性状差异？2、为什么有的孩子表现了父亲的特征，又有与母亲相似的性状？3、在传宗接代的过程中，亲代的多种多样的性状又是遵循什么规律传给后代的？阅读思考讨论回答引起思考注意，引入新课。一、两对相对性状的杂交实验导言：基因的自由组合定律孟德尔发现并总结出基因的分离定律，只研究了一对等位基因控制的一对相对性状的遗传。但任何生物都不是只有一种性状，而是具有许多种性状，如豌豆在茎的高度上有高茎和矮茎；在种子的颜色上有黄色和绿色；在种子的形状上有圆粒和皱粒；在花的颜色上有红色和白色等等。那么，当两对或两对以上的相对性状同时考虑时，它们又遵循怎样的遗传规律呢?孟德尔通过豌豆的两对相对性状杂交试验，总结出了基因的自由组合定律。(一)两对相对性状的遗传试验学生活动:阅读并分析教材P9-10。阅读P9～P10第三段，思考时提出的问题。以旧学新教师列出如下讨论题纲:1、孟德尔两对相对性状的遗传实验是怎样设计的？2、F1代的性状表现是什么，说明了什么问题？3、F2中出现了哪些亲本所没有的性状组合？4、F2代的性状表现是什么?比值是多少?为什么出现了两种新的性状?5、在两对相对性状的遗传中，每一对相对性状的遗传都遵循什么规律？学生展开热烈的讨论并自由回答，边板图边叙述两对性状的杂交实验。（一）实验过程P黄色圆粒×绿色皱粒↓F1黄色圆粒↓F2黄色圆粒绿色圆粒黄色皱粒绿色皱粒315108101329：3：3：1(1)相对性状指同一生物同一性状的不同表现类型，不能把黄与圆、绿与皱看作相对性状。(2)Fl代全为黄色圆粒，说明黄色对绿色为显性，圆粒对皱粒为显性。(3)F2代有四种表现型:黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒，前后代比较发现，出现了亲代不曾有的新性状--黄色皱粒和绿色圆粒，这又恰恰是两亲本不同性状的重新组合类型。（4）这四种表现型比为9∶3∶3∶l，恰是(3∶1)2的展开，表明不同性状的组合是自由的、随机的。（5）都遵循了分离定律。（二）数据分析1、分析每对性状的F2：①粒色：黄/绿=315+101/108+32≈3：1②粒形：圆/皱=315+108/101+32≈3：12、结论：1）每对相对性状的遗传仍遵循分离定律；2）两对相对性状遗传时，遗传因子互不干扰。二、对自由组合现象的解释二、对自由组合现象的解释1、杂交：纯黄、圆X绿、皱P基因型（YYRR）（yyrr）配子：YRyr思考为什么会出现1/16、2/16、学会棋盘法和分离法F1：YyRr（黄色圆粒——种子）2、F1自交植株F1配子：♀YRyRYryr（每对遗传因♂1/41/41/41/4子彼此分离，YR不同对的遗传yR因子可以自由Yr组合）YrF2：YR（1/4）yR（1/4）Yr（1/4）yr（1/4）YR（1/4YYRRYyRRYYRrYyRryR1/4YyRRyyRRYyRryyRrYr1/4YYRrYyRrYYrrYyrryr1/4YyRryyRrYyrryyrrF2基因型则有：至少有一Y一R黄圆（前显后显）（9/16）：Y_R_：YYRR（1/16）YyRR（2/16）YYRr（2/16）YyRr（4/16）二yy有R：yyR（前隐后显）绿圆_：（3/16）yyRR（1/16）yyRr（2/16）有Y两rr：Y_rr（前显后隐）黄皱：（3/16）YYrr（1/16）Yyrr（2/16）两yy两rr：yyrr（前隐后隐）绿皱：（1/16）yyrr（1/16）它们的配子分别是YR和yr，所以Fl的基因型为YyRr，Y对y显性，R对r显性，所以Fl代全部为黄色圆粒。(2)F1代产生配子时，Y与y、R与r要分离，孟德尔认为与此同时，不同对的基因之间可以自由组合，也就是Y可以与R或r组合，y也可以与R或r组合。组合是彼此独立的、互不干扰的。所以F1产生的雌雄配子各有四种,即YR、Yr、yR、4/16…（分离定律）yr，并且它们之间的数量比接近于l∶1∶1∶l。(3)受精作用时，由于雌雄配子的结合是随机的。因此，结合方式有16种，其中基因型有9种，表现型有4种。学生活动:自己推演黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆的杂交试验分析图解，并归纳总结F2代的基因型和表现型的规律，由一学生上黑板完成。师生对F2代进行归纳，得出这样的三角规律来。a.四种表现型出现在各三角形中，如上右图:黄色圆粒(Y—1)出现于最大的三角形的三角和三边上(YYRR、YYRr、YyRR、YyRr)；黄色皱粒(Y—rr)出现于次大三角形的三个角上(YYrr、Yyrr)；绿色圆粒(yyR_)出现于第三大三角形的三个角上(yyRR、yyRr)；绿色皱粒(yyrr)出现于小三角形内(yyrr)。b.基因型:九种基因型中的纯合体(YYRR、YYrr、yyRR、yyrr)与两对基因的杂合体(YyRr)各位于一对角线上。一对基因的杂合体以纯合体对角线为轴而对称，见上右图:c.九种基因型可作如下规律性的排列(用F2中两对基因组合方式及比率相乘的方法得出如下结果)，每种基因型前的系数即为其比例数。两对相对性状实验中9：3：3：1数量比与一对相对性状实验中的3：1有什么关系？〖提示〗从数学角度看，（3∶1）2的展开式为9∶3∶3∶1，即9∶3∶3∶1的比例可以表示为两个3∶1的乘积。对于两对相对性状的遗传结果，如果对每一对性状进行单独的分析，如单纯考虑圆和皱或黄和绿一对相对性状遗传时，其性状的数量比是圆粒∶皱粒=（315+108）∶（101+32）=3∶1；黄色∶绿色=（315+101）∶（108+32）=3∶1。即每对性状的遗传都遵循了分离定律。这无疑说明两对相对性状的遗传结果可以表示为它们各自遗传结果的乘积，即9∶3∶3∶1来自于（3∶1）2。[三]教学目标巩固1、具有两对相对性状的植株个体杂交，按自由组合定律遗传，F1只有一种性状表现，那么F2代出现重组类型中能稳定遗传的个体占总数的（）A.1／16B.2／16C.3／16D.4／16答案:B思考“旁兰思考题”并回答。分析：看书P10F2有9中遗传因子组成，纯合子4种，其中重组的是YYrr，yyRR2、在两对相对性状独立遗传的实验中，F2代里能稳定遗传和重组型个体所占比例是（）A.9／16和l／2B.1／16和3／16C.1／8和l／4D.1／4和3／8答案:D分析：能稳定遗传是指自交后代不会发生性状分离的现象，即为纯合子，在子二代中，纯合子所占的比例为4/16，每种表现性都有一个纯合子（YYRR,YYrryyRRyyrr）。重组型是指表现型和亲本不一样的（一样的叫亲本型）。9:3:3:1的比例中，9为双显性状，3、3都是单显，1为双隐。孟德尔的两对性状的杂交试验中，亲本为双显和双隐，所以重组型为（3+3）/16=6/16。（第2课时）三、对自由组合现象解释的验证——测交1、亲本：（F1种子）黄圆X绿皱设计：（YyRr）（yyrr）植株配子YRyRYryryr（1/4）（1/4）（1/4）（1/4）100%YyRryyRrYyrryyrr1/41/41/41/4黄圆、绿圆、黄皱绿皱1111测交后代实际：31272626（F1作母本）24222526（F1作父本）结论：测交有4种（1：1：1：1）的后代，说明F1产生4种（1：1：1：1）的配子，细胞二对遗传因子进行自由组合。板出测交实验的过程，看表1－2，想一想预测与实验是否符合。学及时用，巩固所学知识四、自由组合定律〖板书〗控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。总结孟德尔第二定律共同总结，印象深刻。五、孟德〖提示〗1.豌豆适于作杂交实验材料的优点有：（1）具有思考“讨培养学尔实验方法的启示——成功的原因：稳定的易于区分的相对性状；（2）豌豆严格自花受粉，在自然状态下可以获得纯种，纯种杂交获得杂合子；（3）花比较大，易于做人工杂交实验。孟德尔正是因为选用了豌豆做杂交实验，才能有效地从单一性状到多对性状研究生物遗传的基本规律，才能对遗传实验结果进行量化统计，所以科学地选择实验材料是科学研究取得成功的重要保障之一。2.如果孟德尔只是研究多对相对性状的遗传，很难从数学统计中发现遗传规律，因为如果研究n对相对性状，将会有2n个性状组合，这是很难统计的，也很难从数学统计中发现问题，揭示生物的遗传规律。这也是前人在遗传杂交实验中留下的经验与教训，孟德尔恰恰借鉴了前人的遗传研究经验，改变实验方法，从简单到复杂地进行观察、统计、分析实验结果，从而发现问题、提出假说、实验验证、得出结论。3.很难。因为通过统计，孟德尔发现了生物性状的遗传在数量上呈现一定数学比例，这引发他揭示其实质的兴趣。同时这也使孟德尔意识到数学概率，也适用于生物遗传的研究，从而将数学的方法引入对遗传实验结果的处理和分析。4.作为一种正确的假说，不仅能解释已有的实验结果，还应该能够预测另一些实验结果。可参考教科书对“假说—演绎法”的解释。5.（1）扎实的知识基础和对科学的热爱。孟德尔在维也纳大学进修学习时，通过对自然科学的学习，使他具有生物类型是可变的，可以通过杂交产生新的生物类型等进化思想。同时孟德尔还学习数学，使他受到“数学方法可以应用于各门自然科学之中”的思想影响，产生应用数学方法解决遗传学问题的想法，使孟德尔成为第一个认识到概率原理能用于预测遗传杂交实验结果的科学家。（2）严谨的科学态度。从观察遗传现象出发，提出问题，作出假设，然后设计实验验证假设的研究方法。（3）勤于实践。进行了8年的研究，统计分析。（4）敢于向传统挑战。提出了“颗粒性遗传”的思想。总结：1、选材准确——自花传粉中闭花传粉的自然纯种豌豆；①人工传粉杂交后可避免外来花粉干扰，结果可靠论”并讨论、回答。生认真思考和合作精神；也让他们体会孟德尔的成功原因。②豌豆有多对易于区分的相对性状（高-矮；圆粒-皱粒；）2、研究方法恰当——先对一对相对性状进行遗传研究，后多对相对-，设计测交实验进行验证；3、利用统计学进行分析；六、孟德尔遗传规律的再发现1、基因——控制生物体性状的基本单位---。2、表现型——生物个体表现出来的性状。如高度（高茎、矮茎）3、基因型——与表现型有关的基因的基因组成。如DD、Dd——高茎dd————矮茎4、等位基因——控制相对性状的基因（D——d）〖提示〗性状表现＝遗传因子组成＋环境条件学生思考：基因型能完全决定表现行吗？举例说明。学生踏实掌握概念，理解概念间的关系七、分离规律实验现象与遗传题解题1、高X矮——高亲本杂交（AAXaa）；2、F1高XF1矮——高3：矮1亲本杂合子自交（AaXAa）；3、F1高X矮——高1：矮1亲本测交（AaXaa）培养学生的备考意识