2019-2020年高中生物 分離規(guī)律教案 浙科版必修2.doc
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2019-2020年高中生物 分離規(guī)律教案 浙科版必修2一、教學(xué)目標(biāo)1使學(xué)生了解孟德爾發(fā)現(xiàn)基因分離規(guī)律的實驗過程以及科學(xué)研究的一般過程;了解孟德爾對遺傳學(xué)所做的貢獻(xiàn)和孟德爾取得成功的原因;理解與遺傳學(xué)實驗相關(guān)的遺傳學(xué)基本概念;理解對遺傳學(xué)實驗進(jìn)行分析的基本思路;理解基因分離規(guī)律的內(nèi)容、實質(zhì)及實踐意義;掌握運(yùn)用基因分離規(guī)律分析遺傳現(xiàn)象的方法和表述方式。2通過介紹孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律的過程,使學(xué)生了解科學(xué)研究的一般方法,并受到科學(xué)方法的訓(xùn)練;通過介紹測交及其意義,使學(xué)生理解對假設(shè)作出證明在科學(xué)研究過程中的意義,并培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和邏輯思維能力;通過使學(xué)生理解基因分離規(guī)律的實質(zhì)和掌握運(yùn)用基因分離規(guī)律分析遺傳現(xiàn)象的方法,培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。農(nóng)村地區(qū)的學(xué)生通過這一部分內(nèi)容的學(xué)習(xí),還可以初步掌握進(jìn)行植物遺傳學(xué)實驗的基本方法。為實際操作做好知識上和方法上的準(zhǔn)備。同時也可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。3通過介紹孟德爾所進(jìn)行的植物遺傳學(xué)實驗過程和孟德爾取得成功的原因,引導(dǎo)學(xué)生努力探索、積極嘗試,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度;通過使學(xué)生理解表現(xiàn)型與基因型的關(guān)系以及基因分離規(guī)律的實質(zhì),對學(xué)生進(jìn)行內(nèi)因與外因、現(xiàn)象與本質(zhì)的辯證關(guān)系的觀點教育;通過使學(xué)生理解基因分離規(guī)律的理論、實踐意義,對學(xué)生進(jìn)行生命科學(xué)價值觀的教育和法制教育。二、重點、難點分析1分離規(guī)律是遺傳的基本規(guī)律。掌握好分離規(guī)律可以為掌握基因的自由組合規(guī)律和伴性遺傳等知識打下良好的知識基礎(chǔ)。通過學(xué)習(xí)分離規(guī)律還可以鞏固和加深學(xué)生對減數(shù)分裂和受精作用的認(rèn)識。孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律的過程又是對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究方法(這其中包括思想方法和研究方法)和研究過程、科學(xué)價值觀教育的極好素材。因此,在介紹基因的分離規(guī)律時重點有三:(l)孟德爾對一對相對性狀的雜交實驗結(jié)果的分析、提出的假設(shè)和對假設(shè)的驗證過程,以及現(xiàn)代遺傳學(xué)對性狀分離現(xiàn)象的解釋。(2)基因分離規(guī)律的內(nèi)容、實質(zhì)及其與減數(shù)分裂的關(guān)系。(3)科學(xué)研究的一般過程。2孟德爾提出的遺傳基本規(guī)律,是建立在對實驗結(jié)果進(jìn)行分析的基礎(chǔ)之上的。這個分析、推論(假設(shè))、求證的過程是對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)素質(zhì)教育的極好素材。為要達(dá)到對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)教育的目的,在教學(xué)過程中,難點可能會有三:(1)對一對相對性狀的雜交實驗及其結(jié)果的介紹并不難,難在通過介紹這個實驗,講清對實驗結(jié)果的分析過程。(2)通過介紹一對相對性狀的雜交實驗結(jié)果以及孟德爾對性狀分離現(xiàn)象的解釋,講清科學(xué)研究過程中的觀察、假設(shè)、求證的過程,以便對學(xué)生進(jìn)行分析能力的訓(xùn)練和科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。(3)基因分離規(guī)律的實質(zhì)及其與染色體在減數(shù)分裂過程中的平行關(guān)系也可能成為教學(xué)中的一個難點。要突破難點,教師要樹立不僅要傳授知識,而且要進(jìn)行科學(xué)教育的教學(xué)觀念,在教學(xué)過程中注意引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)現(xiàn)象(試驗結(jié)果)去分析、去推論、去揭示本質(zhì);還要了解所講授內(nèi)容的相關(guān)背景材料,熟悉科學(xué)研究的一般過程,以便在教學(xué)過程中及時為學(xué)生“點題”,以達(dá)到突破難點的目的。三、教學(xué)過程設(shè)計一、本課題的參考課時為三課時。二、第一課時:1首先簡單介紹人類對子代與親代之間相似現(xiàn)象規(guī)律的探究歷史以引起學(xué)生的注意。子代與親代之間相似現(xiàn)象的規(guī)律是由奧地利神父孟德爾揭示出來的。對孟德爾的豌豆雜交實驗可以分以下幾個方面來介紹:首先要給學(xué)生介紹一下孟德爾和他的豌豆雜交實驗有關(guān)的背景材料“。其次,要對雜交實驗的材料豌豆用做遺傳學(xué)實驗材料的優(yōu)點做一簡要介紹。然后就可以展開關(guān)于豌豆雜交實驗方法、過程及結(jié)果的介紹?!半m然豌豆有七對相對性狀,孟德爾在實驗中首先把注意力集中在一對相對性狀上。他用具有一對相對性狀的豌豆純種的高莖豌豆和矮莖豌豆做雜交?!睘榱吮苊饨o學(xué)生造成一空洞和在時間、空間上距離很遠(yuǎn)的感覺,對雜交的實驗方法教師要做具體而較為詳細(xì)地介紹。不要用一句“做雜交”一帶而過。同時也可以把“用來做雜交的兩個植株就稱為親本?!边@一點交待給學(xué)生?!坝赡囊粋€植株提供花粉哪一個植株就是父本,哪一個植株接受花粉哪一個植株就是母本?!薄叭绻跃哂心骋恍誀睿ㄈ纾焊咔o)的個體為父本(在植物實驗中取其花粉),給另一具有相對性狀(如:矮莖)的植株授粉做雜交叫正交的話,將矮莖為父本、高莖為母本則為反交。雜交實驗正交、反交都要做?!边@樣,關(guān)于“親本、父本、母本”、“雜交、正交、反交”這些基本概念和術(shù)語,就可以以副板書的形式出現(xiàn)在黑板的一側(cè)了。“經(jīng)過去雄、授粉的花所結(jié)的種子就是雜交種子。雜交種子種下去以后所長成的植株就稱為雜種F1代。”此時教師要對F1代的性狀加以說明。“F1代自交所得到的種子就是F2代。F2代出現(xiàn)了性狀分離的情況?!痹诖诉^程中,教師要邊講邊把豌豆的高莖與矮莖雜交實驗過程及結(jié)果的圖解用板書的形式展示給學(xué)生:P(親代): 高莖矮莖F1(子一代) 高莖F2(子二代) 高莖:矮莖 787:277“對雜交實驗的結(jié)果在F2代出現(xiàn)了性狀分離應(yīng)該如何分析呢?”這時教師要引導(dǎo)學(xué)生從F2代的現(xiàn)象性狀分離人手去分析。“F2代出現(xiàn)了高莖和矮莖兩種豌豆,并且F1代是自花授粉。那么,F(xiàn)2代的矮莖性狀是由誰決定的?”學(xué)生會說:“當(dāng)然是F1代決定了F2代出現(xiàn)了矮莖豌豆?!边@時教師再問:“F1代決定了F2代出現(xiàn)了矮莖的性狀,而F1代表現(xiàn)為高莖(株高近兩米),并未表現(xiàn)為中間性狀。這說明什么?”學(xué)生此時會意識到:“說明F1代體內(nèi)可能有矮的,但沒有顯現(xiàn)出來?!边@時教師要再問一句:“為什么沒有顯現(xiàn)出來?”因為前面已經(jīng)交代過F1代仍然表現(xiàn)為高莖豌豆,并未表現(xiàn)為中間性狀。學(xué)生會回答說:“可能是高的把矮的蓋住了。”在得到學(xué)生的答復(fù)后,教師要問:“高的把矮的蓋住了。那么是高的什么因素把矮的什么因素蓋住了呢?”這時學(xué)生可能會感到難以表達(dá),教師可告訴學(xué)生:“孟德爾當(dāng)時在對實驗結(jié)果進(jìn)行分析時,也木能確定到底是什么決定了莖的高和矮。他提出了遺傳因子的假設(shè)來表述它?!薄案鶕?jù)前面的分析,在雜種F1代植株體內(nèi)至少有幾個與莖的高矮有關(guān)的遺傳因子呢?”在這種情況下,學(xué)生自然會回答:“至少有兩個。”“至少有兩個什么樣的因子?”“至少有一高一矮兩個因子”,“這兩個因子是從哪里來的?”,“是從兩個親本來的”?!坝H本分別來自一直是自花傳粉的兩個植株。一個是表現(xiàn)出高莖的性狀的植株,另一個是表現(xiàn)出矮莖的性狀的植株。這樣的親本體內(nèi)有幾個、什么樣的因子?”“親本體內(nèi)有兩個相同的因子。”與此同時,教師可在一問一答的過程中用大小寫字母代表相對應(yīng)的遺傳因子,把它們寫在相關(guān)性狀的下面,并告訴學(xué)生:“這樣的植株在遺傳學(xué)上稱為純合體。而像上述實驗中的瓦代體內(nèi)有兩種因子(一顯一隱)的植株就稱為雜合體?!苯?jīng)過了上面的分析過程,學(xué)生自然能夠理解孟德爾對他的實驗結(jié)果所做的分析和孟德爾提出的假設(shè)?!懊系聽柛鶕?jù)對實驗結(jié)果的分析,推測F1代體內(nèi)有兩個控制莖的高矮的遺傳因子,它們互相獨立、互不混合。在形成生殖細(xì)胞時彼此分離,分別進(jìn)入生殖細(xì)胞。因為它們都與莖的高矮有關(guān),孟德爾認(rèn)為它們有顯性的(如:高莖)、有隱性的(如:矮莖),是決定同一性狀的兩種遺傳因子。F1代的這兩個遺傳因子顯然通過傳粉、受精來自于兩個親本?!?對假設(shè)進(jìn)行求證:“根據(jù)對實驗結(jié)果的分析孟德爾提出了假設(shè),但是假設(shè)如果不能被證明,它將永遠(yuǎn)是個假設(shè)。假設(shè)只有被證明是正確的,它才能上升為理論。一種假設(shè)不僅要能說明已得到的實驗結(jié)果,而且還應(yīng)該能夠預(yù)期另一些實驗的結(jié)果。如果你是孟德爾,你將如何證明這個假設(shè)呢?”讓學(xué)生當(dāng)一回科學(xué)家來進(jìn)行討論。有兩種方法可以用來證明假設(shè)。一個是F2代繼續(xù)自交,將會繼續(xù)有矮莖豌豆植株出現(xiàn);另一個是進(jìn)行測交,將能直接證明F1代產(chǎn)生了什么樣的配子。但是學(xué)生是第一次接觸這一類問題,可能會感到無從下手。也可能會有學(xué)生說:“用具有顯性性狀的F2代的個體再繼續(xù)自交應(yīng)該還有矮莖植株出現(xiàn)?!薄斑@種方法雖然能夠預(yù)期實驗結(jié)果,但還沒有能從F1產(chǎn)生了什么樣的配子方面證明假設(shè)?!薄霸鯓硬拍茏孎1代體內(nèi)的兩種遺傳因子顯現(xiàn)出來呢?如果能讓瓦代體內(nèi)的兩種遺傳因子顯現(xiàn)出來,就能證明假設(shè)是否正確了。”這里的關(guān)鍵是要讓F1代體內(nèi)的隱性遺傳因子顯現(xiàn)出來,把這一關(guān)鍵給學(xué)生點明,學(xué)生就會提出:“用隱性純合體與F1代雜交,后代應(yīng)該出現(xiàn)兩種性狀的個體,其比數(shù)是1:1。這樣就能證明假設(shè)了?!边@一求證的過程學(xué)生如果能說出來,最好讓學(xué)生說。如果學(xué)生說不出來,則需要教師邊分析邊講授邊板書圖解?!懊系聽栒沁M(jìn)行了這樣的實驗,實驗結(jié)果完全證明了他提出的雜種F1代體內(nèi)有兩種因子的假設(shè)。因為這種雜交實驗?zāi)軌驕y定F1代體內(nèi)的遺傳因子情況,因此被稱為測交實驗?!薄懊系聽柦?jīng)過對實驗結(jié)果的分析,提出了假設(shè),并證明了假設(shè),使之成為遺傳學(xué)的基本規(guī)律?!?明確與雜交實驗有關(guān)的概念。“1909年約翰遜提出把遺傳因子改稱為基因。那么孟德爾提出的顯性遺傳因子、隱性遺傳因子現(xiàn)在應(yīng)該叫什么?”學(xué)生自然會回答說:“應(yīng)該稱為顯性基因、隱性基因。”教師接著再問:“F1代表現(xiàn)出的、由顯性基因控制的性狀應(yīng)該叫什么性極”“在F1代中沒有表現(xiàn)出來的性狀應(yīng)該叫什么性狀?”“顯性性狀和隱性性狀”的答案學(xué)生鬧以得出來的?!巴N生物同一性狀的木同表現(xiàn)類型,叫做相對性狀?!焙汀斑@種在雜種后代中顯現(xiàn)不同性狀的現(xiàn)象,叫性狀分離。”的概念也應(yīng)同時交代給學(xué)生。因為這些概念并不復(fù)雜,所以直接在副板書部分給出相應(yīng)的詞語就可以了。4最后要用“一個自然規(guī)律的揭示,經(jīng)歷了哪些過程?”的問題,組織學(xué)生討論并小結(jié)孟德爾揭示遺傳規(guī)律的過程。在此過程中,學(xué)生可能不會馬上做出回答。教師則應(yīng)把學(xué)生的注意力引導(dǎo)到對“孟德爾是如何揭示基因分離規(guī)律的?他發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律是從什么活動開始的?”思考上來,從而使學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)研究的基本過程。小結(jié):由此可見科學(xué)研究的過程一般包括:觀察(或?qū)嶒炗^察。如:孟德爾的豌豆雜交實驗)、分析(或統(tǒng)計分析)并提出問題、假設(shè)、求證假設(shè)四個階段。求證的方法包括:理論推導(dǎo)、實驗驗證和實物查證等三種方法。(注:小結(jié)內(nèi)容中的粗題字可以副板書形式出現(xiàn)。)三、第二課時:1鞏固上一節(jié)課學(xué)習(xí)過的基本概念和方法,在原有基礎(chǔ)上對有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)。為要鞏固上一節(jié)課所學(xué)的內(nèi)容并為展開新的教學(xué)內(nèi)容做好準(zhǔn)備,教師可先問一下學(xué)生:“上一節(jié)課講的遺傳學(xué)實驗方法是否掌握了?”得到肯定的答復(fù)以后,就告訴學(xué)生今天咱們來進(jìn)行一次模擬的遺傳學(xué)實驗。在黑板上給出一對相對性狀(如:番茄的紅果對黃果),問學(xué)生怎樣才能知道哪一個是顯性性狀?學(xué)生自然會回答:“做雜交”。教師接著再問:“如何做雜交?”借此機(jī)會就可以把“去雄”、“套袋”、“正、反交”等雜交的方法復(fù)習(xí)、鞏固一遍?!白鐾觌s交后,什么時候能夠確定顯性性狀?如何能確定顯性性狀?”對于“什么時候能夠確定顯性性狀?”教師要引導(dǎo)學(xué)生考慮到兩點:“如果是植物個體的性狀(如番茄果實的顏色),要到第二年才能確定。如果是種子的性狀則在當(dāng)年就可以確定?!睂τ凇叭绾未_定顯性性狀?”教師要通過問學(xué)生:“怎樣確定你所種下去的種子是雜交種子呢?”來引導(dǎo)學(xué)生考慮到:“做雜交的花朵及其所結(jié)的果實必須作標(biāo)記。有標(biāo)記的果實中的種子才是雜交種子。”“雜交種子種下去,要確保自交,后代表現(xiàn)出的性狀才是顯性性狀?!薄半s交后的種子種下去,是否肯定會自交?如何確保雜種后代自交?”通過這一問題使學(xué)生意識到:不是所有的植物都是嚴(yán)格的自花傳粉,對有可能異花傳粉的植物,為確保雜種后代自交還要采取“授粉、套袋”等相應(yīng)的措施確保自交?!半s種風(fēng)代表現(xiàn)出來的性狀叫什么?沒有表現(xiàn)出來的性狀叫什么?這一對性狀叫什么?”通過這些提問幫助學(xué)生鞏固有關(guān)的概念,也為后面的教學(xué)做好準(zhǔn)備?!案鶕?jù)孟德爾的理論,雜交種子種下去,后代將出現(xiàn)什么樣的性狀分離比?”“后代將出現(xiàn)3:1的性狀分離比?!痹谏鲜鲮柟桃延兄R的過程中,要將番茄紅果對黃果的模擬實驗的圖解書寫完整。2由教師進(jìn)行遺傳學(xué)實驗特點的小結(jié)。具體小結(jié)的要點如下:(1)選定的實驗材料要具有較明顯的相對性狀,以便于觀察和分析。如:豌豆和果蠅都是經(jīng)常使用的遺傳學(xué)實驗材料,豌豆莖的高對矮、圓粒種子對皺縮種子、子葉黃色對綠色等;番茄的紅果對黃果,果蠅的紅眼對白眼、長翅對殘翅等都是非常顯著的相對性狀。(2)雜交實驗要正、反交都做。這是因為要確保所研究的遺傳現(xiàn)象是由細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)決定的。(3)雜交實驗的類型有:雜交、自交、測交等。雜交指用具有相對性狀的純合體做親本的交配類型,其后代的性狀為顯性性狀;自交指雜合體之間的交配類型,其后代的性狀中顯性性狀與隱性性狀之比為3:1;測交指隱性純合體與雜合體之間的交配類型,其后代的性狀中顯性性狀與隱性性狀之比為1:1。(4)實驗要收集足夠多的樣本。如果實驗材料的量較小,則實驗數(shù)據(jù)很難準(zhǔn)確。因此,選定的實驗材料要容易大量獲得,以便收集足夠多的樣本進(jìn)行分析。如:豌豆和果蠅都是經(jīng)常使用的遺傳學(xué)實驗材料。豌豆可以通過栽培種植大量獲得,果蠅則可以在實驗室通過在培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)大量獲得。同時果蠅還具有生命周期短(只有兩至三周)的優(yōu)點。(注;小結(jié)內(nèi)容中的粗題字可以板書形式出現(xiàn)。)(5)通過雜交選育新品種時要注意:對要選擇和保留顯性性狀的植物雜交實驗,要通過反復(fù)的自交,淘汰隱性性狀的個體,使品種逐漸趨于純化。由于雜種F1代體內(nèi)含有等位基因,因此不要隨意丟棄。對于農(nóng)村地區(qū)的學(xué)校更應(yīng)給學(xué)生指出:農(nóng)村地區(qū)開展種養(yǎng)殖業(yè)有條件,同學(xué)們可以在生產(chǎn)實踐中積極參與。經(jīng)過精心準(zhǔn)備后開展雜交試驗,培育優(yōu)良品種。利用這個機(jī)會教師可以及時對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)價值觀的教育。“從對遺傳學(xué)實驗特點小結(jié)的敘述可以看出:能揭示出一項自然規(guī)律的人是偉大的。他的偉大不僅在于他所揭示出的自然規(guī)律給人類社會的生活帶來便利、對人類社會的生產(chǎn)和社會的進(jìn)步帶來推動力,而且在于科學(xué)家們?yōu)榱私沂咀匀灰?guī)律所從事的日復(fù)一日、年復(fù)一年的平凡而細(xì)致的工作。在于他們不計名利為探求自然界的規(guī)律而不懈努力的精神。這一點從孟德爾的豌豆實驗過程就可以清楚地看到。孟德爾的豌豆雜交實驗除了種植豌豆所需的耕作之外,還需要一朵花一朵花地去推,一朵花一朵花地授粉,一朵花一朵花地套袋、掛牌做標(biāo)記。在生長期間,對植株表現(xiàn)出的性狀要一地記錄。到了收獲的季節(jié),要把豌豆收回來,一棵一棵地進(jìn)行統(tǒng)計計數(shù),并做好記錄。這一切繁瑣而平凡的工作孟德爾連續(xù)進(jìn)行了八年。經(jīng)過對八年的實驗記錄的分析孟德爾才總結(jié)出了遺傳的基本規(guī)律。這一切的一切,如果沒有淡泊名利的心胸,沒有為追求真理的堅韌不拔的精神是不可能做到的。從我們對孟德爾豌豆雜交實驗的介紹也可以看出,科學(xué)工作者所應(yīng)具備的品質(zhì)應(yīng)該是:不計名利、孜孜以求的精神,認(rèn)真細(xì)致的工作作風(fēng),扎實的知識基礎(chǔ)和清晰敏捷的頭腦?!?使學(xué)生理解孟德爾所說的遺傳因子與現(xiàn)代遺傳學(xué)的染色體、基因的關(guān)系,理解基因的分離規(guī)律。通過“孟德爾是如何解釋一對相對性狀的雜交實驗結(jié)果的?”這樣的提問,引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)象深入到本質(zhì),回憶上節(jié)課所學(xué)的內(nèi)容孟德爾認(rèn)為:“雜種F1代體內(nèi)有兩個控制相對性狀的遺傳因子,它們互相獨立、互不混合。這兩個因子按現(xiàn)代遺傳學(xué)理論應(yīng)該叫什么?”“顯性基因、隱性基因”學(xué)生是可以回答的?!懊系聽栠€認(rèn)為這兩個基因在形成生殖細(xì)胞時彼此分離,分別進(jìn)入生殖細(xì)胞在生殖細(xì)胞中比在體細(xì)胞中減少一半。而F1代體細(xì)胞中的這兩個遺傳因子又通過傳粉、受精來自于兩個親本恢復(fù)成雙。這實際上說的是基因在生物的生殖過程中的行為變化過程。你認(rèn)為這兩個遺傳基因在生物生殖過程中的變化與細(xì)胞中什么結(jié)構(gòu)的變化相似?”如果此時學(xué)生沒有響應(yīng),教師要及時指點:“請同學(xué)們聯(lián)系第三章的內(nèi)容考慮一下:在形成配子的過程中什么彼此分離?又是什么在受精過程完成后恢復(fù)成雙?”對此學(xué)生經(jīng)過思考是可以完成的。“同源染色體在減數(shù)分裂形成配子的過程中彼此分離,因而染色體數(shù)目減少一半,又在受精過程完成后恢復(fù)成雙?!蓖ㄟ^這種提問調(diào)動學(xué)生思維的積極性,啟發(fā)學(xué)生思考,使前后知識連貫起來?!拔覀儼l(fā)現(xiàn)遺傳基因與染色體在減數(shù)分裂、受精過程中的變化存在著平行關(guān)系?!苯處熢诖藭r應(yīng)著重點明孟德爾發(fā)現(xiàn)的遺傳規(guī)律與減數(shù)分裂、受精作用的關(guān)系。“現(xiàn)代遺傳學(xué)已經(jīng)證明:基因位于染色體上。孟德爾提出的雜合體中含有控制相對性狀的一對遺傳因子,就是在同源染色體上位于同一位點上控制相對性狀的基因等位基因。后人把孟德爾提出的理論歸納為基因的分離規(guī)律?!?.明確表現(xiàn)型、基因型的概念。指導(dǎo)學(xué)生展開調(diào)查:“通過觀察和分析雜交實驗,我們可以發(fā)現(xiàn)具有顯性性狀的個體含有的兩個基因不一定相同。生物個體表現(xiàn)出來的性狀也稱為表現(xiàn)型。與表現(xiàn)型有關(guān)的基因組成稱為基因型。具有顯性性狀的個體基因型不一定相同,其中有些是雜合體。我們?nèi)擞?6條、23對染色體。據(jù)估計,這上面約有基因十萬對以上。這當(dāng)中會不會有等位基因?換句話說,誰敢說自己的全部基因都是純合的,不是雜合體呢?!”用這樣的問題來引起學(xué)生對自身的思考。教師也可以借此機(jī)會贊揚(yáng)我們使用的漢字,相同的詞義能夠表達(dá)木同的含義?!叭绻f某人是雜種,這里就好像有侮辱人格的意思。但是如果說某人是雜合體,就非常文明地說明了這個人的遺傳特點,而絕不會引起誤會?!币源嗽鰪?qiáng)學(xué)生的民族自豪感。本課結(jié)束時,可以提供給學(xué)生一些人類的相對性狀供學(xué)生課下展開調(diào)查。調(diào)查的相對性狀可選課文中“人類幾種具有顯隱關(guān)系的性狀”之一(注意最好選擇“舌兩側(cè)能否上卷”或“游離耳垂對附著耳垂”這兩對相對性狀。因為“眼皮的單與雙”學(xué)生不易掌握鑒別標(biāo)準(zhǔn),因此分析起來比較困難。),也可以另外介紹一些相對性狀(其他人類常見的單基因遺傳性狀詳見小資料)。調(diào)查的方式可以請學(xué)生回家調(diào)查父母的性狀、自己的性狀,并分析三人可能的基因型。也可以將學(xué)生分成若干小組,在年級或班級中展開調(diào)查。如果在幾個平行班開展調(diào)查,還可以計算出某種基因型在群體中的基因頻率。這種調(diào)查活動不受任何設(shè)備條件的限制,它可以讓學(xué)生感到所學(xué)的知識在實際生活中有用處,從而調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探求和掌握知識。(注:另外介紹的相對性狀可根據(jù)課堂教學(xué)的時間來決定多少;學(xué)生分組調(diào)查以及計算某種基因型在群體中的基因頻率,也可以根據(jù)課堂教學(xué)的時間和學(xué)生的能力來靈活安排,或安排在課外小組活動中進(jìn)行。)四、第三課時:1首先,由教師組織學(xué)生匯報上一節(jié)課布置的調(diào)查活動的結(jié)果,學(xué)生的匯報活動可以分成兩個部分。第一部分:由單個學(xué)生匯報自己家庭成員的表現(xiàn)型情況和對基因型的分析情況。第二部分由分組進(jìn)行調(diào)查的學(xué)生匯報本組的調(diào)查結(jié)果(這一步如果在前一課沒有布置也可不做)。在匯報開始之前,教師要明確要求,讓學(xué)生說出:“你所調(diào)查的相對性狀中顯性性狀是什么?隱性性狀是什么?你是如何進(jìn)行遺傳學(xué)分析的?結(jié)果或結(jié)論是什么?”在匯報過程中,教師一定要引導(dǎo)學(xué)生說出分析過程中的因果關(guān)系,使第一步為第二步以及后面的教學(xué)做好鋪墊,并選典型家庭情況寫在副板書的位置上。如:父母分別一個是顯性性狀、一個是隱性性狀,子女是隱性性狀;父母都是顯性性狀,子女是隱性性狀。在學(xué)生單個匯報的過程中,肯定會發(fā)現(xiàn)根據(jù)家庭成員的性狀不能確定某一成員基因型的家庭。如:父母分別一個是顯性性狀,一個是隱性性狀,子女是顯性性狀。這時便不能確定具有顯性性狀的父(或母)的基因型。對于這種情況,教師要進(jìn)一步追問一下“為什么不能確定基因型?”最好能引導(dǎo)學(xué)生說出:“因為決定顯性性狀的基因型有兩種可能,而現(xiàn)在子女沒有隱性性狀,所以木能確定父(或母)是否是雜合體?!?由師生共同總結(jié)如何解遺傳題。這一階段要完成的任務(wù)有兩項:第一項,要讓學(xué)生掌握分析遺傳現(xiàn)象的關(guān)鍵點對遺傳現(xiàn)象的分析要從隱性性狀入手。第二項,要讓學(xué)生細(xì)分析遺傳現(xiàn)象的基本點,同時還要為分析配子、合子的類型做好鋪墊。(1)教師可以根據(jù)在前面的匯報中出現(xiàn)的一些家庭的成員不能確定基因型的情況給學(xué)生提出“若要在一個家系中確定某一個體的基因型必須具備什么條件?”的問題,使學(xué)生經(jīng)過思考能夠得出:“對遺傳現(xiàn)象的分析必須具備的條件是:在有親緣關(guān)系的個體中出現(xiàn)了隱性性狀”這樣的結(jié)論。家族中沒有隱性性狀就不能確定其他具有顯性性狀個體的基因型。這是因為:“性狀是由基因決定的,基因是由配子送來的。我們在生活中或習(xí)題中見到的大多是性狀,而性狀又是由見不到的基因決定的。”“隱性基因的純合體才能表現(xiàn)隱性性狀,隱性基因是由配子送來的。抓住隱性性狀,根據(jù)其基因的來源,就可以結(jié)合親本性狀去分析親本基因型?!保?)分析遺傳現(xiàn)象的基本方法是:反推法:如從子代的隱性性狀結(jié)合親代的性狀分析親代的基因型。正推法:從親代的基因型分析配子基因型的種類,進(jìn)而分析合子的基因型種類以及后代的基因型可能性。在此基礎(chǔ)上,教師就可以帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)對遺傳現(xiàn)象進(jìn)行分析時要把握的基本點了。在分析遺傳現(xiàn)象時首先要把握的第一點是:成體中含有控制同一性狀的一對基因,或控制相對性狀的等位基因。第二點是:由于合子中含有成對的基因,配子中就只含有控制某一性狀的單個基因。而且不同基因型的兩性配子結(jié)合機(jī)會均等。在此過程中,教師可以把分析合子基因型的棋盤格法介紹給學(xué)生。第三點:由合子發(fā)育而成的純合體的配子只有一種,雜合體的配子有兩種。兩種基因型的兩性配子結(jié)合,其后代的基因型將有三種,比例為1:2:1;表現(xiàn)型有兩種,比例為3:1。通過討論、總結(jié)這三點達(dá)到使學(xué)生加深對基因分離規(guī)律的認(rèn)識和理解。3至此,教師就可以對配子的性質(zhì)和作用做一總結(jié)了:“從上面的分析和總結(jié)可以看出:配子在有性生殖過程中的作用非常重要。它首先是有性生殖方式的生殖細(xì)胞,同時既是親體的產(chǎn)物,又是子體的根源;它把基因從親體傳給子體,是遺傳物質(zhì)傳遞的媒體,兩代之間的橋梁。由于帶有不同基因的兩性配子隨機(jī)結(jié)合,使得在合子中出現(xiàn)了新的基因組合(雜合體),從而在雜合體的后代中出現(xiàn)了性狀分離?!痹诮膺z傳題的過程中,與雜合體的后代中出現(xiàn)性狀分離有關(guān)的問題有兩類:一類是一次繁殖過程中所有合子的總體表現(xiàn)型比例(如豌豆的雜種后代出現(xiàn)性狀分離);另一類是一次繁殖過程中單個合子的表現(xiàn)型可能性。實際上后者是從前者計算出來的。后者多見于人類或動物中的遺傳現(xiàn)象分析。4通過對白化病的遺傳實例討論,讓學(xué)生練習(xí)分析配子類型和合子類型,從而達(dá)到鞏固教學(xué)的目的。“一對膚色正常的夫婦生了一個患白化病的孩子。很顯然,白化病對膚色正常是什么性狀?”“從這個患白化病的孩子可以推斷這對夫婦的基因型是什么?”當(dāng)“這對夫婦的基因型都是雜合體”的結(jié)論得出來以后,“他們再生一個孩子患白化病的可能性是多少?”的問題就不難回答了。這里第一問是先確定隱性性狀從隱性性狀入手確定隱性純合體。第二間是從患兒的基因型(隱性純合體)分析其親代的配子基因,同時結(jié)合親代的性狀分析親代的基因型,并得出結(jié)論這對夫婦的基因型都是雜合體。第三間則是要從親體的基因型分析后代基因型的可能性,得出的答案只能是個比例數(shù)。這時教師心中要明確:做練習(xí)不是目的,要通過做練習(xí)使學(xué)生明確:“為什么要這樣做”才能真正達(dá)到鞏固教學(xué)的目的。通過上面的討論使學(xué)生對常染色體上隱性單基因遺傳病的患病可能性有了明確的認(rèn)識。這時教師再問:“在社會人群當(dāng)中,具有什么樣關(guān)系的人會帶有相同的基因呢?”這個問題學(xué)生經(jīng)過思考是可以回答出來的。如果學(xué)生不能做出回答,教師可以通過列舉一個白化病基因攜帶者家族三代以內(nèi)分系血親通婚的例子,帶領(lǐng)學(xué)生討論:“如果正常的雙親中有一人是白化病基因攜帶者,子女有多大可能性仍然是白化病基因攜帶者?”答案當(dāng)然是二分之一?!澳敲矗绻前谆』驍y帶者(表兄妹)之間通婚,其子女患白化病的可能性是多少呢?”“四分之一”這個答案是不難得出的。當(dāng)“具有親戚關(guān)系的人”這個答案一經(jīng)得出,教師馬上接著問:“法律為什么禁止近親結(jié)婚?”這個問題就成為不言自明的了。最后,教師可以用“如果某種遺傳病是由顯性基因控制的,那么它在患者后代中的發(fā)病率又將如何呢?”“后代的患病率在百分之五十以上”的結(jié)論學(xué)生是可以得出來的。六、本課題教學(xué)中應(yīng)注意的問題:1本課題采取了把知識還原到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的歷史過程中去的教學(xué)思路,意在給學(xué)生提供一個關(guān)于科學(xué)知識的、新的切入點,加強(qiáng)對學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。在教學(xué)過程中,教師要特別注意,不要在講授科學(xué)發(fā)展史的過程中顧此失彼,忽略科學(xué)知識的教學(xué)忽略了遺傳學(xué)的基本原理和概念的教學(xué)。為要避免出現(xiàn)這一問題,在三個課時的內(nèi)容當(dāng)中都有意識地安排了方法和概念的重復(fù):在前一課時的內(nèi)容中介紹了方法和概念,在后一課時中就安排了學(xué)生復(fù)習(xí)方法和運(yùn)用概念的活動,以幫助學(xué)生熟悉方法和掌握概念。因此,教師在教學(xué)過程中要特別注意:在復(fù)習(xí)方法、鞏固概念時要盡量讓學(xué)生來說、來表達(dá)。不要由教師急著把方法、概念講一遍又講一遍。2這樣安排教學(xué)過程是要通過介紹孟德爾的豌豆雜交實驗,一方面要對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法、科學(xué)價值觀的教育,另一方面要使學(xué)生獲得關(guān)于遺傳學(xué)實驗的比較完整的整體概念,還要使學(xué)生在了解事情的來龍去脈的過程中掌握有關(guān)知識和原理。這是教師在教學(xué)過程中要始終注意把握的。3在學(xué)生掌握了基因的分離規(guī)律之后,教師要通過安排的活動及時把學(xué)生的目光引向?qū)嶋H生活中去,盡量不要讓課本知識與實際生活脫節(jié)。要讓學(xué)生切實感到所學(xué)的知識有用、所學(xué)的知識能用。4在學(xué)生匯報自己家庭成員的表現(xiàn)型和基因型的情況時,由于教師事前并不知道學(xué)生要匯報的內(nèi)容,可能會有個別粗心的學(xué)生報告他自己的雙親為隱性性狀,而自己是顯性性狀。教師在此時一定要注意,不要讓學(xué)生把注意力集中在這上面。而要輕描淡寫地告訴學(xué)生:“有可能你的父母并沒有認(rèn)真考慮就回答了你關(guān)于性狀的調(diào)查,這樣的調(diào)查有可能不準(zhǔn)確,你可以回家再仔細(xì)調(diào)查一下?!苯又R上轉(zhuǎn)入下一個學(xué)生的匯報。即使真有學(xué)生經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)自己可能是領(lǐng)養(yǎng)的,教師也要在課下有針對性的做好工作。小資料一、19世紀(jì)前人類對遺傳現(xiàn)象的一些看法:直到19世紀(jì)以前人們對子代與親代之間相似現(xiàn)象的原因還存在著許多錯誤的認(rèn)識。如:古希臘的希波克拉底認(rèn)為親代雙方通過血液貢獻(xiàn)出他們的胚芽,然后通過有性繁殖傳給后代。亞里士多德則認(rèn)為,雄性為胚胎提供了“藍(lán)圖”,母體為胚胎提供了物質(zhì)。柏拉圖認(rèn)為,有關(guān)孩子生下來更像父親還是更像母親,取決于受孕時父親的感情更濃烈些,還是母親的感情更濃烈些。二、美于孟德爾的家庭背景、知識背景和時代背景:孟德爾出身于一個農(nóng)民家庭。他經(jīng)過艱苦的求學(xué)過程后,在布爾諾城修道院當(dāng)了一名修士。后來經(jīng)修道院院長的推薦,他進(jìn)入維也納大學(xué)受教于當(dāng)時著名的物理學(xué)家多普勒、數(shù)學(xué)家艾丁豪遜和植物學(xué)家翁格爾等人。為他日后的科學(xué)研究打下了堅實的基礎(chǔ)?;氐讲紶栔Z以后,他一方面在國立高級中學(xué)教授自然科學(xué)課程,一方面在修道院的植物園中進(jìn)行了許多雜交實驗。經(jīng)過對許多種植物的反復(fù)比較,孟德爾發(fā)現(xiàn),豌豆正是他想尋找的理想實驗材料。他從商人那里買回34種豌豆品種,經(jīng)過幾代自花授粉,篩選出22個性狀穩(wěn)定的純系,并注意到豌豆的7對明顯的相對性狀。在十九世紀(jì),人們開始利用植物雜交實驗研究遺傳現(xiàn)象。例如:德國的植物學(xué)家科爾羅伊德曾進(jìn)行了500個以上的雜交實驗,并發(fā)現(xiàn)了雜交種第一代性質(zhì)比較均一,第二代、第三代性狀開始分離。科爾羅伊德的朋友格納特則用700多種植物進(jìn)行了10000多項雜交實驗,產(chǎn)生了250多個雜交種,他甚至也統(tǒng)計出了玉米雜種第二代接3:1的比例分離。法國植物學(xué)家諾丁也注意到了這種現(xiàn)象。但是他們或是不解其意,或是被大量紛繁復(fù)雜的遺傳現(xiàn)象所迷惑,都未能發(fā)現(xiàn)遺傳的規(guī)律。格納特本人就說過,產(chǎn)生雜種的方法是沒有法則的,如果有,那也是非常復(fù)雜的。進(jìn)化論的奠基人達(dá)爾文也曾想建立一個把遺傳、變異、進(jìn)化都包括在內(nèi)的理論。他提出,親代的遺傳“胚芽”或單位,在生殖器官中被武裝起來,進(jìn)入到精子和卵細(xì)胞中,受精時,從雙親帶來的遺傳胚芽互相結(jié)合起來,從而使新個體與父母雙方都相似。達(dá)爾文還提出,遺傳胚芽有的優(yōu)先遺傳,有的潛伏下來,相當(dāng)于現(xiàn)在所說的顯性遺傳與隱性遺傳。達(dá)爾文的這一“暫時泛生論假說”很不完善,遠(yuǎn)不如他的進(jìn)化論那樣受到人們的重視,但有一點值得注意,他提出了遺傳是通過某種小顆粒來完成的。1865年2月28日,孟德爾所在城市的自然科學(xué)研究會召開例會,身穿黑色修士長袍的孟德爾走上講壇,報告了他發(fā)現(xiàn)的遺傳規(guī)律。雖然與會的四十多位科學(xué)工作者對他所做的長達(dá)八年的實驗研究和他所統(tǒng)計的多達(dá)兩萬一千多件樣本的實驗結(jié)果表示欽佩,但對孟德爾的報告中那些繁雜而枯燥的數(shù)字沒有理解。所以,孟德爾只贏得了有禮貌的掌聲,既沒有人大聲喝彩,也沒有人反對。看來,他的理論超出了當(dāng)時人們能夠接受的水平。三、孟德爾定律的再發(fā)現(xiàn):1900年,在歐洲三個不同國家的科學(xué)家:荷蘭植物學(xué)家德弗里斯、德國植物學(xué)家科倫斯、奧地利植物學(xué)家切爾馬克,在總結(jié)了他們各自的實驗后,幾乎是同時發(fā)現(xiàn)了植物遺傳的規(guī)律。而當(dāng)他們準(zhǔn)備發(fā)表論文,去查閱文獻(xiàn)時,又不約而同地發(fā)現(xiàn),早在35年前孟德爾就發(fā)現(xiàn)這樣的規(guī)律了。他們?nèi)齻€人在發(fā)表論文時,都提到了孟德爾的文章,稱自己的工作是證實了孟德爾的定律。這就是生物學(xué)史上的有名的“孟德爾定律的再發(fā)現(xiàn)”。四、孟德爾成功的原因:(1)成功于對前人工作的分析。孟德爾認(rèn)為前人的雜交實驗有三個缺點:對雜種子代中不同類型的植株沒有分別進(jìn)行計數(shù);對雜種后代沒有明確地按各代分別統(tǒng)計;也沒有明確肯定每一代中不同類型植株數(shù)之間的統(tǒng)計關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,孟德爾進(jìn)行了他的豌豆雜交實驗,并對實驗結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計和分析。從而提出了對遺傳規(guī)律的假設(shè),把對遺傳現(xiàn)象的單純描述推進(jìn)到正確的分析。(2)孟德爾成功于他與其他實驗者不同的思想方法:孟德爾主張“從最簡單的事物中去認(rèn)識真理”。他在最初進(jìn)行雜交時,所選用的兩個親本都只有一對相對性狀?;蛘吒_切些說,不論其它性狀的差異怎樣,他都只把注意力集中在一個清楚的性狀差異,或者說一對相對性狀上,去進(jìn)行觀察和分析。(3)孟德爾成功于他的一整套實驗方法:孟德爾對花粉混雜問題特別注意。他指出,如果忽略了這個問題,有外來花粉混雜,而實驗者卻不知道,那就會得出錯誤的結(jié)論。不僅如此,他還對雜交親本做了明確的區(qū)分和界定,建立了一整套雜交實驗的方法,如:自交、測交。孟德爾在他的植物雜交實驗中談到兩個極端的例子:在雜交實驗的F2代253棵植株中有一棵植株上收獲的種子是43個圓粒對2個皺粒、在另一棵植株上收獲的種子是14個圓粒對15個皺粒。因此,他指出選定的實驗材料要容易大量獲得,以便收集足夠多的樣本進(jìn)行分析。五、果蠅是遺傳學(xué)研究較理想的實驗材料:果蠅具有以下幾個特點:一個是它的體型小,飼養(yǎng)容易。另一個是它繁殖快、生命周期短(果蠅從孵化到孵化出生命的周期只有兩至三周。果蠅的胚胎發(fā)生只需1天;幼蟲在第4天化蛹,5天后羽化為成蟲,成年果蠅存活約9天)。這樣人們在較短的時間里就可以觀察到它許多代的遺傳情況。第三個特點是它的生活力強(qiáng),每只雌蠅能產(chǎn)生幾百個后代。第四個特點是果蠅只有四對染色體,這樣少的染色作為觀察提供了便利條件。六、人類常見的單基因遺傳性狀:雙眼皮對單眼皮為顯性;游離耳垂對附著耳垂為顯性;舌兩側(cè)能上卷對不能上卷為顯性;虹膜的顏色褐色對黑色為顯性;前額發(fā)際有美人尖對無美人尖為顯性;能后彎拇指對不能后彎拇指為顯性。除此之外,還有直發(fā)對卷發(fā)為顯性;慣用右手對慣用左手為顯性;干耳垢對濕耳垢為顯性。這當(dāng)中直發(fā)對卷發(fā)宜做家庭或班級調(diào)查;干耳垢對濕耳垢有涉及隱私之嫌在學(xué)生中恐不宜調(diào)查;慣用右手對慣用左手除受遺傳控制外,還與后天的訓(xùn)練有關(guān),也難于調(diào)查確定。- 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