基因的自由组合定律教学设计及课堂实录

必修2

第三章

遗传和染色体

第二节

基因的自由组合定律

-----《基因的自由组合定律》教学设计

一、教材分析

《基因的自由组合定律》是高中生物苏教版必修2《遗传与进化》的第三章《遗传和染色体》中的第二节内容。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。

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。

四、教学难点

对自由组合现象的解释。

五、教学方法

归纳法、讨论法、师生互动法及讲授法等。

六、教学流程

1、新课导入：

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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。

2、新课研学：

(一)两对相对性状的遗传试验

学生活动:阅读并分析教材37页内容。

教师列出如下讨论题纲: (1)孟德尔以豌豆的哪两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，最后以棋盘法图示“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，这又恰恰是两亲本不同性状的重新组合类型。这四种表现型比为9∶3∶3∶l，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39页第一自然段。

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。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、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。

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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。

3、测交验证：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39页内容。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

4、深化课题：

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

项目\ 规律

研究的相对性状

等位基因数量及在染色体上的位置

联系 分离定律

一对

一对等位基因位于一对同源染色体上

自由组合定律

两对或两对以上

两对(或两对以上)等位基因分别位于不同的同源染色体上

分离定律是自由组合定律的基础

5、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。

6、

结课：

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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。

7、课堂练习：

写出9种基因型在F2代4种表现型中的分布及比例。

8、布置作业：

课本44页“评价指南”。

七、板书设计

第1课时

基因的自由定律

一、孟德尔的两对相对性状的实验

二、对自由组合现象的解释

三、对自由组合现象解释的验证

四、自由组合定律

八、教学反思

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。

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。

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