1、第一章遗传因子的发现第2节孟德尔的豌豆杂交实验（二）第一课时 教学程序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。 教学目标达成过程(一)两对相对性状的遗传试验学生活动:阅读并分析教材P9。教师列出如下讨论题纲:(1)孟德尔以豌豆的哪两
2、对相对性状进行实验的?(2)Fl代的表现型是什么?说明了什么问题?(3)F2代的表现型是什么?比值是多少?为什么出现了两种新的性状?(4)分析每对性状的遗传是否遵循基因的分离定律?学生展开热烈的讨论并自由回答，教师不忙于评判谁对谁错，出示挂图“黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆的杂交试验”，对实验过程和结果进行指导分析:(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
3、两亲本不同性状的重新组合类型。这四种表现型比为933l，恰是(31)2的展开，表明不同性状的组合是自由的、随机的。那么，孟德尔是如何解释这一现象的呢?(二)对自由组合现象的解释学生活动:阅读并分析教材P10。教师列出如下讨论题纲:(1)孟德尔研究控制两对相对性状的基因是位于一对还是两对同源染色体上?(2)孟德尔假设黄色圆粒和绿色皱粒两纯种亲本的基因型是什么?推出Fl代的基因型是什么?(3)F1代在产生配子时，两对等位基因如何分配到配子中?产生几种配子类型?(4)F2代的基因型和表现型各是什么?数量比为多少?学生讨论、总结归纳并争先恐后回答，教师给予肯定并鼓励。教师强调:(1)黄色圆粒和绿色皱粒
4、这两对相对性状是由两对等位基因控制的，这两对等位基因分别位于两对不同的同源染色体上，其中用Y表示黄色，y表示绿色；R表示圆粒，r表示皱粒。因此，两亲本的基因型分别为：YYRR和yyrr。板图显示: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。教师使用多媒体课件，让学生在动态中理解等位基因的分离和不同对基因之间的组合是彼此独立的、互不干扰的。所以F1产生的雌雄配子各有四种,即YR、Yr、yR、y
5、r，并且它们之间的数量比接近于l11l。(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，结果如下左图: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(Y1)出现于最大的三角形的三角和三边上(YYRR、YYRr、YyRR、YyRr)；黄色皱粒(Yrr)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
6、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，如下左图: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，见下表: 教学目标巩固1一个基因型为YyRr的精原细胞和一个同样基因型的卵原细胞，按照自由组合定律遗传，各能产生几种类型的精子和卵细胞（ ）A.2种和1种 B.4种和4种C.4种和1种 D.2种和2种分析：由于一个精原细胞经减数分裂可产生四个精
7、子，其中两两精子的基因组成相同，而一个卵原细胞减数分裂只能产生一个卵细胞。答案：A2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.916和l2 B.116和316 C.18和l4 D.14和38分析：F2代里能稳定遗传意味是纯合体，共有4种，在16种组合里占14；重组型意味着是变异类型(与亲代不同的)，共有6种，在16种组合里占38。答案:D 布置作业lP12复习题，第一题2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只有一种表现型，那么F2代出现重组类型中能稳定遗传的个体占总数的 （ ）A.116 B.216 C.316 D.416答案:B3某
8、生物体细胞中有3对同源染色体，经减数分裂产生的只含有父方染色体的配子占配子总数的（ ）A.l2 B.14 C.16 D.18答案:D4将基因型为Aabb玉米的花粉传给基因型为aaBb的雌蕊，所得到的籽粒，其胚的基因型最多有（ ）A.3种 B.4种 C.6种 D.9种答案:B总结本节课我们重点学习了孟德尔两对相对性状的遗传试验及对试验的解释，通过学习应该掌握子二代出现新性状是由于遗传过程中不同对基因之间发生了组合。应该对子二代中9种基因型和4种表现型的规律进行理解记忆，以便在以后的解题过程中直接运用。-第二课时 教学过程导言孟德尔用两对相对性状的豌豆进行杂交，其F1代只有一种表现型，F2代出现四
9、种表现型，比例为9331。孟德尔用基因的自由组合作了解释，要确定这种解释是否正确，该怎么办?学生回答:用测交法。 教学目标达成过程(三)对自由组合现象解释的验证提问:什么叫测交?学生回答:是用F1代与亲本的隐性类型杂交。目的是测定F1的基因型。请一位学生到黑板上仿照分离定律的测交验证模式，写出测交及其结果的遗传图解。教师指导:这是根据孟德尔对自由组合现象的解释。从理论上推导出来的结果，如果实验结果与理论推导相符，则说明理论是正确的，如果实验结果与理论推导不相符，则说明这种理论推导是错误的，实践才是检验真理的惟一标准。学生活动:阅读教材P10。孟德尔用F1作了测交实验，实验结果完全符合他的预想。
10、证实了他理论推导的正确性。设疑:用F1(YyRr)作母本和父本测交的试验结果怎样呢?学生争先恐后推演，教师出示投影，比较测交结果，师生结论是:两种情况是相同的，这说明F1在形成配子时，不同对的基因是自由组合的。(四)基因自由组合定律的实质教师介绍:豌豆体细胞有7对同源染色体，控制颜色的基因(Y与y)位于第l对染色体上，控制形状的基因(R与r)位于第7对染色体上。学生活动:观看减数分裂多媒体课件。巩固在减数分裂过程中，同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合，从而理解位于非同源染色体上的非等位基因之间的动态关系，即非等位基因的分离或组合是互不干扰的。设疑:如果在同一对同源染色体上的非等位基因能
11、不能自由组合?学生展开热烈讨论。教师出示投影，显示如图:思考:在此图中哪些基因能自由组合?哪些不能自由组合?为什么?学生回答:YR与D或d能自由组合，yr与D或d能自由组合，Y不能与R或r组合，y不能与R或r组合。因为在减数分裂过程中，同源染色体要分离，等位基因也要分离，只有非同源染色体上的非等位基因才自由组合。设疑:基因的分离定律和自由组合定律有哪些区别和联系呢?教师出示投影表格，由学生讨论完成。基因的分离定律和自由组合定律的比较项目 规律分离定律自由组合定律研究的相对性状一对两对或两对以上等位基因数量及在染色体上的位置一对等位基因位于一对同源染色体上两对(或两对以上)等位基因分别位于不同的
12、同源染色体上细胞学基础减数第一次分裂中同源染色体分离减数第一次分裂中非同源染色体自由组合遗传实质等位基因随同源染色体的分开而分离非同源染色体上的非等位基因自由组合联系分离定律是自由组合定律的基础(减数分裂中，同源染色体上的每对等位基因都要按分离定律发生分离，而非同源染色体上的非等位基因，则发生自由组合)。(五)基因自由组合定律在实践中的应用教师讲述:基因自由组合定律在动植物育种工作和医学实践中具有重要意义。在育种上，由于每种生物都有不少性状，这些性状有的是优良性状，有的是不良性状，如果能想办法去掉不良性状，让优良性状集于一身，该有多好。如果控制这些性状的基因分别位于不同的同源染色体上，基因的自
13、由组合定律就能帮助我们实现这一美好愿望。教师出示投影:在水稻中，有芒(A)对无芒(a)是显性，抗病(R)对不抗病(r)是显性，那么，AArr aaRR能否培养出优良品种：无芒抗病水稻呢?怎么培育?学生活动:积极推演，由一学生到黑板上推演。发现F2代会出现无芒抗病水稻，但基因型有aaRR和aaRr两种。设疑:在上述两种基因型中，是否都可用在生产中呢?学生回答:只有能稳定遗传的aaRR才行。再问:怎样就得到纯种的aaRR呢?学生回答:需要对无芒抗病类型进行自交和选育，淘汰不符合要求的植株，最后得到稳定遗传的无芒抗病的类型。学生思考下列问题:投影显示:* 在一个家庭中，父亲是多指患者(由显性致病基因
14、P控制)，母亲表现正常，他们婚后却生了一个手指正常但患先天聋哑的孩子(由隐性致病基因d控制,基因型为dd)，问:父母的基因型分别是什么?学生活动:争先恐后推演(片刻)由一学生答出:父为PpDd，母亲为ppDd，而后全体学生都推出相应的结果，教师给予肯定并鼓励。提问:这对夫妇若再生一个孩子，又是怎样的情况呢?出现的可能性多大?学生活动:推演、得出结论:只患多指，只患先天聋哑；既患多指又患先天聋哑；表现型完全正常。可能性分别为:3/8；1/8；1/8；3/8。从上述例子师生共同归纳出:用自由组合定律能为遗传病的预测和诊断提供理论上的依据。(六)孟德尔获得成功的原因通过前面两个定律的学习，可知孟德尔
15、成功的原因可归纳为四个方面:1.正确地选用了试验材料。2.由单因素(即一对相对性状)到多因素(即两对或两对以上相对性状)的研究方法。3.应用统计学方法对实验结果进行分析。4.科学地设计了试验的程序。通过对这一内容的学习，让学生懂得，任何一项科学成果的取得，不仅需要有坚韧的意志和持之以恒的探索精神，还需要有严谨求实的科学态度和正确的研究方法。(七)基因自由组合定律的例题分析通过教学使学生掌握解决遗传题的另一种方法-分枝法。具体步骤:1.对各对性状分别进行分析。2.子代基因型的数量比应该是各对基因型相应比值的乘积，子代表现型的数量比也应该是各种表现型相应比值的乘积。分枝法应用的理论依据:基因自由组
16、合定律是建立在基因分离定律的基础之上的，研究更多对相对性状的遗传规律，两者并不矛盾。教师投影，显示题目:* 豌豆的高茎(D)对矮茎(d)是显性，红花(C)对白花(c)是显性。推算亲本DdCc与DdCc杂交后，子代的基因型和表现型以及它们各自的数量比是多少?教师讲解方法:1.先推出每对性状后代的比例：DdDd1DD2Ddldd；CcCc1CC2Cc1cc2.后代基因型和表现型的比例是各对性状的比值相乘。见下图:答案:DdCcXDdCc，子代基因型和它们的数量比是1DDCC2DDCc1DDcc2DdCC4DdCc2Ddcc1ddCC；2ddCc1ddcc。子代表现型和它们的数量比是：9高茎红花：3
17、高茎白花；3矮茎红花：l矮茎白花。 教学目标巩固1思考:基因自由组合定律的实质是什么?2对某植株进行测交，得到后代的基因型为Rrbb、RrBb，则该植株的基因型为（ ）A.RRBb B.RrBb C.rrbb D.Rrbb分析：既为测交，一方必为rrbb，去掉后代基因型中的rb，剩余Rb和RB，则另一亲本必为RRBb。答案:A3基因型为AabbDD的个体自交后，其后代表现型的比例接近于（ ）A.9331 B.3311 C.121 D.31分析：(运用分枝法)AaAa后代为31，bbbb后代1种，DDDD后代1种，所以亲本自交后表现型及比例为(31)11=31答案:D 布置作业1P12复习题第2
18、题。2某个生物体细胞内有3对同源染色体，其中A、B、C来自父方，A/、B/、C/来自母方，通过减数分裂产生的配子中，同时含有三个父方(或母方)染色体的配子占所有配子的（ ）A.12 B.14 C.18 D.116答案:C3人类中男人的秃头(S)对非秃头(s)是显性，女人在S基因为纯合时才为秃头。褐眼(B)对蓝眼(b)为显性，现有秃头褐眼的男人和蓝眼非秃头的女人婚配，生下一个蓝眼秃头的女儿和一个非秃头褐眼的儿子。(1)这对夫妇的基因分别是 ， 。(2)他们若生下一个非秃头褐眼的女儿基因型可能是 。(3)他们新生的儿子与父亲，女儿与母亲具有相同基因型的几率分别是 和 。(4)这个非秃头褐眼的儿子将
19、来与一个蓝眼秃头的女子婚配，他们新生的子女可能的表现型分别是 。若生一个秃头褐眼的儿子的几率是 。若连续生三个都是非秃头蓝眼的女儿的几率是 。答案:(1)SsBb Ssbb (2)SsBb或ssBb (3)14 14 (4)褐秃(儿)、蓝秃(儿)、褐非秃(女)、蓝非秃(女) 14 164 总结这节课我们重点学习了对自由组合现象解释的验证，基因自由组合定律的实质以及在实践中的应用。通过学习应理解在生物遗传的过程中，由于非同源染色体的非等位基因的自由组合及不同基因类型的雌雄配子的随机组合，造成基因的重新组合，从而使后代的性状也发生重组，出现了新的类型，这种变异的原因就是基因重组。实践上，我们可以让位于不同的同源染色体上的非等位基因所控制的优良性状重组，以培养优良品种，也可以对家系中两种遗传病同时发病的情况进行分析，并且能推断出后代的基因型和表现型以及它们出现的概率，它的理论基础就是基因的自由组合定律。
