生物必修2《遗传与进化》第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）教学设计

第一章第2节  孟德尔豌豆杂交实验（二）

（第2课时）

一、教材分析

本节为人教版普通高中课程标准实验教科书必修模块2《遗传与进化》第1章第2节的教学内容，主要是基因的自由组合定律。基因自由组合定律是遗传学上最基本的规律之一，是遗传学的基础，也是中学生物学中要求掌握的规律之一。它在遗传育种和人类遗传病推断方面有重要的指导作用。 

1.教材内容的结构

孟德尔豌豆杂交实验（二）主要内容包括：

两对相对性状的遗传实验

对自由组合现象的解释

对自由组合现象解释的验证

自由组合定律

孟德尔实验方法的启示

孟德尔遗传规律的再发现

2.教材内容的特点

（1）在教学内容的组织上体现了学科内在逻辑性与学生认知规律的统一。

教材内容按照孟德尔的探索过程的顺序来构建框架体系。由现象到本质，层层深入地展开讨论，削枝强干，重点突出，内容简洁流畅，便于学生沿孟德尔的探索过程进行思考和从实验中领悟科学的方法。

（2）在教学内容的呈现方式上强调了科学研究方法的教育。

在呈现方式上，编者的主旨思想是以孟德尔发现遗传因子的实验过程为主线，突出科学史和科学方法的教育，让学生犹如亲历科学家的探索过程，在浓郁的历史背景中获取科学知识和及领悟科学方法。

3.本节在高中生物新课程中的地位和作用

本节是高中生物新课程三个必修模块之一《遗传与进化》的第二部分，《遗传与进化》不仅从微观层面上阐述生命的延续性，而且立足于整个生物界，从宏观层面上阐述生命的发展过程、原因和结果。

4.本节与高中生物新课程必修模块2《遗传与进化》中的其他单元的联系

本节的内容都与其他单元有紧密的联系。本单元讲述的是140年前孟德尔对遗传现象的推测，以及根据推测总结出的遗传规律。但推测是否正确，遗传规律的细胞学基础是什么?分子生物学基础是什么?需要后期的研究成果去验证、解释和发展。例如，必修模块2《遗传与进化》的第1章（遗传因子的发现）揭示的是遗传规律的细胞学基础；第3章（基因的本质）揭示的是遗传规律的分子生物学基础；第4章（基因的表达）揭示的是基因控制性状的机制；第5章（基因的突变及其他变异）是从分子生物学和细胞学角度解释性状的变异；第6章（从杂交育种到基因工程）讲述的是遗传规律的应用及其发展；第7章（现代生物进化理论）是从群体的角度，讲述遗传和变异在生物进化中的作用。总之，既然整册书是按照遗传学发展的历程来编写的，抓住这条主线，就可以像串珠一样找出各章之间的有机联系。

二、教学目标

1.知识目标 

(1) 知道孟德尔两对相对性状的杂交试验。

(2) 识记两对相对性状与两对等位基因的关系。

(3) 识记两对相对性状的遗传实验，F2中的性状分离比例。

(4) 理解基因的自由组合定律及其在实践中的应用。

(5) 理解孟德尔获得成功的原因。

2.能力目标

(1)通过配子形成与减数分裂的联系，训练学生的知识迁移能力。

(2)通过自由组合定律在实践中的应用及有关习题训练，使学生掌握应用自由组合定律解遗传题的技能、技巧。

3.情感、态度与价值观目标

提高学生的科学素养和科学探索精神，初步掌握遗传学定律发现的基本过程、方法等，培养学生探究意识和创新精神。

三、教学重难点

1.重点

(1)对自由组合现象的解释。

(2)基因的自由组合定律的实质。

(3)孟德尔获得成功的原因。

2.难点：对自由组合现象的解释。

四、学情分析

学生在初中学习过的知识与本章内容有密切的联系。例如，在初中学习的“基因控制生物的性状”的知识，初步解决了基因与生物个体性状的关系问题；学习的“基因的显性和隐性”的知识，初步解决了控制相对性状的成对基因之间的关系问题，以及为什么具有相对性状差异的双亲，后代会有复杂的表现等问题。再有，学生学习的必要的数学知识，如有关比和比例的知识，有关二项式幂的知识也是学生学习本章必不可少的基础。

五、教学方法

归纳法、讨论法、师生互动法及讲授法等

六、课前准备：

完成课前预习学案

七、课时安排

1课时

八、教学过程

[一]导言

    孟德尔研究了一对相对性状的杂交实验，发现它们有性状分离的现象，接下来在研究两对相对性状的时候，观察到有性状重新组合的现象并对此作出了假设，他是怎么假设的？（假设这两对性状由两对遗传因子控制，在子一代产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合，受精时，产生的雌雄配子随机结合，出现了四种性状，其中有两种是亲本所没有的）

     对于以上的假设是否正确呢？如何验证？

学生回答:用测交法。

[二] 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。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

归纳基因的自由组合定律

教师介绍:等位基因的概念及分布。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。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，从而使位于非同源染色体上的非等位基因分离或组合。

设疑:如果在同一对同源染色体上的非等位基因能不能自由组合? 为什么?

学生展开热烈讨论。

学生回答:不能，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

 (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：Dd×Dd→1DD∶2Dd∶ldd；Cc×Cc→1CC∶2Cc∶1cc

2.后代基因型和表现型的比例是各对性状的比值相乘。

答案:子代基因型和它们的数量比是：1DDCC∶2DDCc∶1DDcc∶2DdCC∶4DdCc∶2Ddcc∶1ddCC；2ddCc∶1ddcc。

子代表现型和它们的数量比: 9高茎红花：3高茎白花：3矮茎红花：l矮茎白花。

[三] 教学目标巩固

1、番茄紫茎（A）对绿茎（a）是显性，缺刻叶（B）对马铃薯叶（b）是显性。让紫茎缺刻叶亲本与绿茎缺刻叶亲本杂交，后代植株数是：紫缺321，紫马101，绿缺310，绿马107。如果两对等位基因自由组合，问两亲本的基因型是什么?

2、下列杂交的组合中，后代会出现两种表现型的是（遵循自由组合定律）（  ）

  A.AAbb×aaBB    B.AABb×aabb    C.AaBb×AABB    D.AaBB×AABb

[四] 布置作业

1．P12复习题第2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.1／2     B.1／4     C.1／8     D.1／16

答案:C

3．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   、    。

(4)这个非秃头褐眼的儿子将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)1／4  1／4   (4)褐秃(儿)、蓝秃(儿)  褐非秃(女)、蓝非秃(女)  1／4  1／64

九、板书设计

三、对自由组合现象解释的验证

四、自由组合定律

五、基因自由组合定律在实践中的应用

六、孟德尔获得成功的原因

七、基因自由组合定律的例题分析——分枝法

十、教学反思

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。