基因的自由組合規(guī)律 教案（共2課時）教學目標1使學生理解基因的自由組合規(guī)律的內(nèi)容和本質(zhì)。練習提出假設，并設法求證的科學研究方法。掌握運用分離規(guī)律和自由組合規(guī)律分析問題的方法。2通過介紹孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律的過程，使學生了解孟德爾在遺傳學實驗中是如何運用科學的思想方法揭示遺傳規(guī)律的，從而對學生進行科學方法的訓練。通過由“簡”到“繁”，再由“繁”到“簡”的安排，培養(yǎng)學生分析綜合的思維能力和邏輯推理能力。3通過對兩對相對性狀遺傳實驗現(xiàn)象的分析，使學生學會透過遺傳現(xiàn)象去分析遺傳的本質(zhì)，對學生進行“現(xiàn)象與本質(zhì)關(guān)系”的哲學觀點教育，使學生能夠運用哲學觀點分析事物規(guī)律。重點、難點分析1自由組合規(guī)律是遺傳學的第二基本規(guī)律。掌握這一基本規(guī)律，對于學生深刻理解有性生殖過程中的染色體行為具有非常重要的意義。在介紹基因的自由組合規(guī)律時重點有三：(l)通過介紹孟德爾進行的兩對相對性狀的豌豆雜交實驗，使學生理解基因的自由組合規(guī)律的本質(zhì)。(2)通過介紹孟德爾是如何著手分析紛繁復雜的遺傳現(xiàn)象的，對學生進行科學思想方法的教育。(3)對自由組合規(guī)律本質(zhì)的理解，取決于對有性生殖過程中由于染色體的行為變化而引發(fā)的配子類型、合子類型的理解。因此，在本課題中配子類型、合子類型的計算也是一個重點。2由于配子類型、合子類型的計算涉及到減數(shù)分裂、受精過程的知識，如果前面的知識留有漏洞或?qū)W生沒有真正理解，這部分內(nèi)菥突岢晌訓恪黃頗訓悖鴕笆卑延泄嗇諶縈爰跏至閻械娜舊逍形燈鵠矗誆歡細聰爸兄鴆角敖锏蕉閱訓愕耐黃啤?/P> 教學過程設計本課題參考課時為二課時。第一課時1為讓學生樂于接受，易于接受，教學時可以先把課文中兩對相對性狀的雜交實驗分解，分步提供給學生。(1)當用黃豌豆與綠豌豆進行雜交的板書出現(xiàn)在黑板上以后，教師問：“怎樣才能知道這一對相對性狀中哪一個是顯性性狀？”學生自然會回答：“在F1代中表現(xiàn)出來的性狀是顯性性狀”。教師接著再問：“關(guān)于豌豆顏色的性狀會在第幾年表現(xiàn)出來？”借此機會就可以把前面的講過的有關(guān)“種子的性狀在當年就可以見到”的內(nèi)容復習、鞏固一遍?！半s合體的種子種下去，后代將出現(xiàn)什么樣的性狀分離比？”(2)在對這個問題有了令人滿意的答案以后，教師在原有一對相對性狀的基礎上就可以再增加一對相對性狀(如：豌豆的圓滑的種子對皺縮的種子)?！瓣P(guān)于一對相對性狀的遺傳學實驗大家已經(jīng)熟悉了?，F(xiàn)在我們再增加一對相對性狀，使這個實驗成為具有兩對相對性狀的遺傳學實驗。大家看看應該如何做？對于這個實驗的結(jié)果，你預計會是什么樣？”這時應給學生留出議論、思考的時間，(教師在此期間板書)然后轉(zhuǎn)入下一階段的學習活動。2在親本的兩對相對性狀雜交實驗的問題提出以后，對于“如何做”已不是要重點解決的問題。這一階段要解決的是如何分析配子的基因型種類并對F2代的表現(xiàn)型作出預測。當豌豆子一代的性狀(黃圓)在黑板上出現(xiàn)以后，學生自然會說：“在子一代中表現(xiàn)出的性狀就是顯性性狀。”這時因為有兩對相對性狀，教師要追問一句：“在這種情況下，誰對誰是顯性性狀？(是黃對綠是顯性？還是黃對皺縮是顯性？)”因為這時出現(xiàn)了兩對相對性狀，在這里有必要讓學生明確：“顯性和隱性是關(guān)于生物同一特性的不同類型而言的，不能把不同的特性混在一起談顯、隱性關(guān)系?！睂Α叭绾畏治鯢1產(chǎn)生配子的基因型種類？”的問題，學生的思路應該會想到“同源染色體上的等位基因分離”。但是“分別控制兩對相對性狀的、在兩對同源染色體上的等位基因在減數(shù)分裂過程中如何遺傳呢？”這時教師可以向?qū)W生交待一下：“這樣的兩對基因稱為非同源染色體上的非等位基因?！睂Α胺峭慈旧w上的非等位基因的遺傳”問題，學生僅憑腦子想，往往很難想出結(jié)果。這時教師可以同時請兩個學生到黑板上來畫“一個含有兩對同源染色體的原始生殖細胞，經(jīng)過減數(shù)分裂形成的配子時可能含有非同源染色體的情況?！逼渌麑W生在下面自己畫。在這個要求下，因為要求是畫一個細胞，所以一個學生應該只能畫出一種可能兩種類型。如畫多了，教師要指出他審題不細。實則對全班學生既是個提醒，也是對前面內(nèi)容的鞏固。不管這兩個學生畫出的配子是否包含了配子含有非同源染色體的四種類型，教師都應問其他學生“非同源染色體還有沒有其他的分法？”因為會有一些學生感到困難，在得到“沒有其他的分法了”的答復之后，教師可以給學生介紹一下用分枝法分析配子類型的方法。具體方法是：教師先用分枝法畫出兩對同源染色體在配子中的組合情況(詳見課后小資料)，再與剛才提問的兩名學生畫出的兩對同源染色體在配子中的組合情況對照，相符合后，繼續(xù)畫出三對同源染色體在配子中的組合情況?？偨Y(jié)兩對同源染色體在配子中的組合種類和三對同源染色體在配子中的組合種類，就可得出“由于非同源染色體的組合方式不同，配子可能的種類數(shù)為2的n次方”的結(jié)論了。這是因為一對同源染色體上的等位基因分離的結(jié)果是形成兩種配子“2”，所以有幾對同源染色體就要乘幾次2，即2n，“n”是同源染色體的對數(shù)。3在解決了雜合體的配子種類問題之后，回到兩對相對性狀的豌豆雜交實驗，“具有這四種基因型的兩性配子結(jié)合，將形成多少種基因型的合子？”的問題使學生的思路轉(zhuǎn)向?qū)献宇愋虵2代性狀分離比的預測。大多數(shù)學生能認識到：這次組合也是多種可能性都有的?！澳敲?，都有哪些可能性呢？”教師通過對這一問題可以引導學生再次使用棋盤格法分析合子基因型的所有可能性。當F2代的基因型與表現(xiàn)型經(jīng)分析預測出來以后，教師用“我們模擬的兩對相對性狀的雜交實驗其真實結(jié)果如何呢？”的提問把學生帶回到課文內(nèi)容的教學中來，引導學生閱讀課文?！懊系聽枌蓪ο鄬π誀畹耐愣闺s交實驗的結(jié)果與我們的模擬實驗結(jié)果是一致的?！薄叭绾畏治鲞@個實驗的結(jié)果呢？”由于學生是從對一對相對性狀的分析過渡到對兩對相對性狀的分析，這個分析的過程對學生來說就沒有太大困難了?！皬乃o出的第一對相對性狀看：子二代的分離比符合3:1；如果從給出的第二對相對性狀看：子二代的分離比也符合3:1。”這里教師應提出問題“對于這個實驗結(jié)果你如何分析？請?zhí)岢瞿愕目捶ɑ蚣僭O。”并留給學生一些思考的時間。引導學生分析控制兩對相對性狀的等位基因都會分離，符合分離規(guī)律，而非等位基因在配子中可以自由組合，可以認為是兩個3:1的組合，因而F2代表現(xiàn)型出現(xiàn)了9:3:3:1的分離比。要讓學生明確，決定這兩對相對性狀的基因之間沒有聯(lián)系，即不在一條染色體上，而在非同源染色體上。4“決定這兩對性狀的基因之間沒有聯(lián)系不在同一條染色體上，而在非同源染色體上。”“這也就是說：這里的雜種一代會產(chǎn)生分別含有四種基因型的配子且數(shù)目相等”。“如何求證這一假設？”教師可以用“為了求證假設的準確性，我們還可以設計相應的實驗來進行驗證。這種實驗叫什么實驗？”對于這個問題學生如果感到茫然，教師可以提醒學生：“孟德爾當初是如何求證自己的假設的？”通過這個問題的提出，來促使學生進一步理解測交實驗的作用，加深對假設、預測要進行求證、驗證，這一科學方法的印象。關(guān)于測交的實驗，應讓學生進一步明確，從測交后代表現(xiàn)型的種類和比例，可以證明F1產(chǎn)生配子的種類和比例，從而驗證假設的成立。5本課時如有時間應該對雜交實驗的F2代的表現(xiàn)型進行分析，明確以下幾點：(1)黃圓和綠皺是原有的親本類型，而黃皺和綠圓則是重組類型。(2)雙顯性的黃圓占F2代的9/16，其中雙純合體占1/9，一純一雜或一雜一純各占2/9雙雜合體占4/9。雙隱性的綠皺占F2代的1/16。(3)重組類型各占3/16，這3/16中，雙純合體占1/3，一純一雜或一雜一純各占2/3。(4)F2代四種表現(xiàn)型的基因型可寫成“通式”：黃圓YR(即YYRR、YyRR、YYRr、YyRr4種基因型)、黃皺Yrr(即YYrr、Yyrr2種基因型)、綠圓yyR(即yyRR、yyRr2種基因型)、綠皺只有yyrr1種基因型。雖然上述分析并非自由組合規(guī)律的實質(zhì)，但通過分析，不但可以加深理解F1產(chǎn)生數(shù)目相等的四種類型配子的實質(zhì)，而且對于學生用此規(guī)律去解決實際問題大有幫助。如何解決實際問題是下一課時的內(nèi)容。第二課時l組織學生復習孟德爾進行的兩對相對性狀的雜交實驗過程、結(jié)果，以及孟德爾是如何解釋和驗證的等內(nèi)容。強調(diào)F1代的基因型是兩對等位基因分別位于兩對同源染色體上，因此在形成配子時可形成數(shù)目相等的4種類型配子，這是出現(xiàn)F2表現(xiàn)型分離比的關(guān)鍵。2在復習的基礎上，提問學生：基因分離規(guī)律的實質(zhì)是什么？要求學生答出：實質(zhì)是等位基因在形成配子時，隨同源染色體的分離而分離。接著問學生：在等位基因分離的同時，非等位基因如何遺傳呢？由于有了上節(jié)課的基礎，要求學生答出：非等位基因隨非同源染色體的自由組合，而在配子中自由組合。至此，可以歸納總結(jié)基因自由組合規(guī)律的實質(zhì)和內(nèi)容了?？梢杂蓪W生歸納總結(jié)，也可以組織學生看書，明確幾個問題：什么基因自由組合？非等位基因在什么時候自由組合？非等位基因為什么能自由組合？非等位基因自由組合與等位基因分離是什么關(guān)系？非等位基因自由組合的結(jié)果如何？3當學生又一次學習了孟德爾發(fā)現(xiàn)規(guī)律的科學實驗過程后，進一步提出基因的自由組合規(guī)律有什么意義？讓學生思考或討論。引導學生從理論上、實踐上去考慮。應該強調(diào)指出，教材中關(guān)于“純種高稈抗銹病小麥與純種矮稈易染銹病小麥的雜交”的復習題是一個很好的聯(lián)系實際的問題，也是說明此規(guī)律實踐意義的一個很好的實例，必須讓學生掌握此題的解法。關(guān)于此規(guī)律的理論意義，要強調(diào)通過基因的自由組合，能產(chǎn)生出“重組類型”的變異，這就是“基因重組”，為后面學習可遺傳的變異奠定基礎。4本節(jié)課的最后，應該指導學生認真做教材后邊的復習題中的填表題(關(guān)于豚鼠的兩對相對性狀的雜交組合)。通過解此題要教給學生解遺傳題的思路，可歸納出以下幾點：(l)凡表現(xiàn)型為顯性性狀，基因型可寫出一半來，如豚鼠黑毛可寫成 C-的形式，另一個基因待定；(2)凡表現(xiàn)型為隱性性狀，可直接寫出其基因型，如豚鼠的白毛直接寫成cc；(3)把兩對相對性狀分解為一對、一對來考慮，使問題簡化；(4)每一對相對性狀的雜交組合，都可按子代表現(xiàn)型的分離比，來反推親本的基因型。(5)每一對相對性狀的雜交親本的基因型確定后，再把兩對相對性狀的雜交親本的基因型綜合在一起即可。本課題教學中應注意的問題1在本課題的教學中，要始終抓住遺傳學研究的一個特點，即從表現(xiàn)型的現(xiàn)象來分析基因型的本質(zhì)。就是說從看得見、摸得著的性狀表現(xiàn)，來推測看不見、摸不著的基因，這正是一種邏輯思維的過程，對干培養(yǎng)學生的思維能力是極有好處的。此外，還要注意對學生進行發(fā)散思維的訓練，特別是具有顯性性狀的基因型有兩種可能，F(xiàn)1代產(chǎn)生配子有4種類型、F1兩性配子有16種組合方式等，都可以進行發(fā)散思維的訓練。2由于本課題主要采用了探究的思路、討論的方式組織教學，加上學生程度的差異、學校條件的差異，所以在時間的把握上可能會有些難度。可以適當增加一課時，使教學過程從容一些，如果增加課時后，時間有富余，正好讓學生做一些練習，以鞏固學習過的知識。小資料一、其他兩對相對性狀的雜交實驗資料小麥的高稈對矮稈為顯性，能抗銹病對易染銹病為顯性。家兔中黑色對褐色為顯性，短毛對長毛為顯性。南瓜果實白色對黃色為顯性，果實盤狀對果實球狀為顯性。豚鼠黃色毛對白色毛為顯性，短毛對長毛為顯性。豚鼠黑色毛對白色毛為顯性，毛皮粗糙對毛皮光滑為顯性。在番茄中，紅果對黃果為顯性，圓形果對橢圓形果為顯性。在桃樹的果實中，果皮有毛對無毛為顯性，果肉黃色對白色為顯性。雞的毛腿對光腿為顯性，豌豆冠對單冠為顯性。水稻的高稈對矮稈為顯性，早熟對晚熟為顯性。二、用分枝法推算配子可能含有非同源染色體的種類例如：基因型為AaBbCc的個體產(chǎn)生的配子類型推算方法是：將A、a分寫為兩行，然后再將B、b分別寫在A、a后面各成兩行。這時共有四行。再將C、c分別寫在B、b后面各成兩行，共有八行。這時就可以清楚地看到配子中含有非同源染色體的八種類型(如下圖)了。