基因的自由组合定律优质课一等奖教案

基因自由组合定律的教学设计

江苏省睢宁高级中学北校 黄文苑

教学目标：

知识目标 阐明孟德尔两对相对性状的杂交试验。

概述两对相对性状与两对等位基因的关系。

解释自由组合现象。

描述基因的自由组合定律的实质。

能力目标

1. 运用“棋盘法”分析两对性状杂交试验的遗传图解。

2．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。

情感目标

1．通过孟德尔豌豆杂交试验所揭示的基因自由组合定律的学习，对学生进行辩证唯物主义实践观的教育。

2．养成实事求是的科学态度，培养不断探求新知识的科学精神。

教学重难点：

1．解释自由组合现象。

2．阐明基因的自由组合定律的实质。

解决方法

（1）阅读分析教材，强调两对等位基因分别位于两对同源染色体上，每对性状的遗传都严格符合基因的分离定律。

（2）产生四种配子的原因。

在减数分裂过程中，由于同源染色体分离，非同源染色体自由组合，产生四种类型的配子。

（3）通过在细胞图染色体上标有有关基因的减数分裂图解，强调非同源染色体的非等位基因的自由组合。

教学方法：

读书指导法、讨论探究法、讲授法。

教具准备：

教学案

教学过程：

导入：

1

通过上一节课的学习，我们知道孟德尔发现并总结了基因的分离定律，而基因的分离定律针对的是一对相对性状，实际上任何生物都不止一种性状。那么，当两对或两对以上的相对性状同时考虑时，又会遵循怎样的规律呢?这就是今天我们要学习的内容。在上新课之前，下面请同学们共同回忆以下几个问题：

师：请同学们分析孟德尔的另外两个一对相对性状的遗传实验：

①豌豆粒色试验

②豌豆粒形试验

P黄色X绿色

P圆形X皱形

↓

↓

F1

黄色

F1

圆形

F2

F2

（生：①F1黄色豌豆自交产生两种表现型：黄色和绿色，比例为：3：1。②F1圆形豌豆自交产生F2有两种类型：圆粒和皱粒，比例为3：1。）

师：基因分离定律的实质是什么？

（生：基因分离定律是：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性，生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配于遗传给后代。）

二、基因的自由组合定律

（一）、孟德尔的两对相对性状的遗传试验。（教材阅读并积极思维教学案上思考题）

孟德尔选用了豌豆的粒色和粒形这样两个性状来进行杂交，即纯种黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆做亲本进行杂交，无论是正交还是反交，结出的种子都是黄色圆粒的。以后，孟德尔又让F１植株进行自交，产生F2中，不仅出现了亲代原有的性状——黄色圆粒和绿色皱粒，还产生了新组合的性状——绿色圆粒和黄色皱粒。在所结的556粒种子中，有

2

黄色圆粒的315粒、绿色圆粒的108粒、黄色皱粒的101粒、绿色皱粒32粒。这四种表现型的数量比接近9：3：3：1。

（二）对自由组合现象的解释：

师：为什么会出现以上这样的结果呢？请同学们以四人小组的形式围绕以下几个问题进行讨论。（教师组织学习小组讨论，并分析问题，指定小组长回答问题。）

师：这一试验结果是否符合基因分离定律？

方法：从一对性状（粒色、粒形）入手，看实验结果是否符合分离规律：

粒色：黄色：

315＋101＝416

绿色：108 ＋32＝140

黄色：绿色

接近于3：1

粒形：圆粒：315＋108＝423

皱粒：101 ＋32＝133

圆粒：皱粒接近于3：1 （生：由此可见，从一对性状的角度去衡量这一试验是符合分离定律的。）

师：新组合的性状是如何产生的呢？（引导学生思考。）

通过对上述遗传实验的分析，在F2不仅出现了与亲本性状相同的后代，而且出现了两个新组合的形状：黄色皱粒和绿色圆粒，

（生：这表明在F１形成配子后，配子在组合上发生了自由配对的现象。）

讲述：对，这表明两对性状在共同的遗传过程中性状分离和等位基因的分离是互不干扰，各自独立的。由于一对性状的分离是随机的、独立的，那么，两对性状在遗传的过程中必然会发生随机组合。

从实验结果来看，在F2中：

粒色：黄色：3/4

绿色：1/4

粒形：圆形：3/4

皱形：1/4

3

根据以上分析，请同学们看书：P37第1、2自然段并填写教学案。

讲述：孟德尔假设豌豆的粒色和粒形分别由一对等位基因控制，即黄色和绿色分别由Y和y控制）圆粒和皱粒分别由R和r控制，思考以下几个问题：

师：根据子一代的表现型，能否说明亲本的显隐性关系？

（生：由于子一代表现为黄色圆粒，说明亲本中黄色相对于绿色为显性性状，圆粒相对于皱粒为显性性状。）

师：两个亲本的基因型如何表示？

（生：纯种黄色圆粒的基因型为YYRR；纯种绿色皱粒的基因型为yyrr）

师：两个亲本产生配子的情况如何？F１的基因型是什么？

（生：根据减数分裂的原理，

YYRR产生的配子为YR，yyrr产生的配子为yr。F１的基因型为YyRr。）

师：F１形成配子时，各等位基因之间的分离是互不干扰的，在形成配子时，不同对的非等位基因表现为随机结合。请同学们思考F１产生的雌雄配子各几种？比例如何？

（生：

F１产生的雌雄配子各四种，即YR、Yr、yR、yr，比例为： 1：l：l：1。）

讲述：关于杂种F１产生配子的种类和比例是发生自由组合的根本原因，也是这节课的难点。现在我们一起来分析F１产生配子的过程。

杂种F１（YyRr）在减数分裂形成配子时，等位基因Y和y、R和r会随着同源染色体的分离进入不同的配子，而不同对的等位基因之间随机组合在同一配子中，由于Y与R和r组合的几率相同，R与Y和y组合的几率也相同，所以四种配子的数量相同。

即：

YR: Yr: yR: yr = 1：

1： 1：

1

板书：减数分裂细胞图

4

师：杂种F１形成配子后，受精时雌雄配子是如何随机组合的？请同学们思考F１的配子结合的方式有多少种？

（生：结合方式有16种。）

师：以上结合方式中；共有几种基因型、几种表现型？

（生：有九种基因型、四种表现型，表现型数量比接近于9：3：3：1。）

请同学们完成教学案归纳总结并小组合作解决思考题。

（三）、对自由组合现象解释的验证——测交

师：什么是测交？这里的测交是哪两种基因型？

5

生：让F1代和双隐性亲本测交，也就是F1代和绿色皱缩豌豆杂交。

教师强调：

按孟德尔提出的假说，F1能产生4种配子，它们的数目相等，而隐性纯合子只产生一种配子，故测交后代有4种表现型。黄圆：黄皱：绿圆：绿皱=1:1:1:1。请两位同学将上述情况用基因遗传图解在黑板上表示出来。

(四)、基因自由组合定律的实质

位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。在进行减数分裂形成配子的过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离，同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。

总结：盂德尔在完成了对豌豆一对相对性状的研究以后，没有满足已经取得的成绩，而是进一步探索两对相对性状的遗传规律。揭示出了遗传的第二个规律——自由组合定律。这种科学探索精神和吃苦耐劳精神值得我们每个人认真学习。

板书设计：

一、两对相对性状的杂交实验

1、F1全为黄圆。表明粒色中黄色是显性，粒形中圆粒是显性。

2、F2中出现了不同性状之间的重新组合。

3、F2中4种表现型的分离比为9︰3︰3︰1。[来源:学|科|网] 二、对自由组合现象的解释

（一）解释[来源:Zxxk.Com]

（二）图解

6

1、两对相对性状分别由两对遗传因子控制。

2、F1产生配子时，等位基因彼此分离，位于非同源染色体上的非等位基因可以自由组合。F1产生的雌配子和雄配子各有4种，且数量相等。

3、受精时，雌雄配子的结合是随机的。

三、对自由组合现象解释的验证——测交实验

（一）过程及结果

（二）意义：测交结果与预期相符，证实了F1产生了4种配子，同时也验证了F1为杂合子。

四、自由组合定律实质

在减数分裂形成配子时，一个细胞中的同源染色体上的等位基因彼此分离；非同源染色体上的非等位基因可以进行自由组合。

课堂小结：（略）

随堂练习：

1.

两对相对性状的遗传实验表明，F2中除了出现两个亲本类型之外，还出现了两个与亲本不同的类型。对这一现象的正确解释是 （ ） A．控制性状的基因结构发生了改变 B．等位基因在染色体上的位置发生了改变

C．控制相对性状的基因之间发生了重新组合

D．新产生了控制与亲本不同性状的基因

2.

一个基因型为AaBb的卵原细胞，在减数分裂后，可形成的卵细胞基因型种类有（ ）

A．1种

B．2种 C．3种

D．4种

3.将基因型为AaBb和AABb的玉米杂交，按基因的自由组合规律，后代中基因型为AABB的个体占

（ ） A．1/8 B．1/4 C．1/2 D．1/16 4.基因型为AaBbCc的生物体与基因型为aabbcc的生物杂交，子一代中与亲代表现型不同的后代占 （ ） 1513 A． B． C． D．

2844作业布置：请同学们课后完成教学案上相关习题。

教学反思：

7

附： 基因的自由组合定律教学案

教学目标

1．

阐明基因的自由组合定律及其解释。

2．

理解基因自由组合定律的实质，举例说明在实践中的应用。

重点和难点

1．

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实质。

2．

教学难点

对自由组合现象的解释。

教学过程

（一）两对相对性状的遗传试验

1．过程

积极思维：

（1）

由F1的表现型可得，两对相对性状中，哪些是显性性状，哪些是隐性性状？

（2）

由F2的表现型可得，与亲本表现型相同的占多少；与亲本表现型不同（新性状、重组型）的占多少？

（二）理论解释（假设）

1、

解释：

①

相对性状分别由位于 同源染色体上的 等位基因（Y与y、R与r）控制。

②

亲本基因型为YYRR和yyrr，分别产生 、 的配子。

③

F1的基因型为 ,Y对y呈显性，R对r呈显性，F1表现型为 。

④

F1产生配子时，Y与y、R与r的分离是独立的，Y与R或r结合的机会是相同的，同样y与R或r结合的机会也是相同的。因此，F1产生的雌雄配子各有 种，分别是 、 、 、 ，其数量比之接近于 。

8

⑤ F1自交，4种雌配子与4种雄配子 结合，可形成16种组合，4种表现型，即 、 、 、 ，数量比接近于 。

2、遗传图解解释

3、思考、分析并归纳：

学生根据实验图解分析两对相对性状的实验中F2基因型和表现型及比例，归纳填写表格。

表现型

黄色圆粒

黄色皱粒

绿色圆粒

绿色皱粒

基因型

基因组合/种

基因型/种

在F2中比例

积极思维：

（1）仔细观察上图中F2代，看看能得出怎样的规律来？

（2）对于孟德尔的解释，能否继续用测交来验证，为什么？

（三）测交实验（验证）

1、

目的：F1×隐性纯合子→测定F1的基因组成→验证对自由组合现象解释的正确性

2、

分析：YyRr×yyrr→（1YR∶1Yr∶1yR∶1yr）×yr→1YyRr∶1Yyrr∶1yyRr∶1yyrr 3、

实验结果：F1×绿皱→1黄圆∶1黄皱∶1绿圆∶1绿皱

4、

结论：结论与预期相符，证明F1的基因型为YyRr （四）实质：

9

。

（五）应用

1、

指导育种：可使不同亲本的优良性状自由组合到一起。

2、

医学：预测和诊断遗传病的理论依据

随堂练习：

1.

两对相对性状的遗传实验表明，F2中除了出现两个亲本类型之外，还出现了两个与亲本不同的类型。对这一现象的正确解释是 （ ） A．控制性状的基因结构发生了改变 B．等位基因在染色体上的位置发生了改变

C．控制相对性状的基因之间发生了重新组合

D．新产生了控制与亲本不同性状的基因

2.

一个基因型为AaBb的卵原细胞，在减数分裂后，可形成的卵细胞基因型种类有（ ）

A．1种

B．2种

C．3种

D．4种

3.

将基因型为AaBb和AABb的玉米杂交，按基因的自由组合规律，后代中基因型为AABB的个体占 （ ） A．1/8 B．1/4 C．1/2 D．1/16 4.

将纯种白色盘状南瓜与纯种黄色球状南瓜杂交，F1全是黄色盘状南瓜。两对性状自由组合，F1自交产生的F2中发现有30株白色盘状南瓜。预计F2中基因型为杂合体的株数是 （ ） A．120 B．60 C．30 D．180 5.

长翅红眼(VVSS)与残翅墨眼(vvss)果蝇杂交，F1全为长翅红眼，这两对等位基因分别位于两对同源染色体上，请问在F2中与亲本表现型不同的个体中，杂合体占F2总数的几分之几 （ ） A．1/2 B．1/4 C．3/8 D．7/16 6.

基因型为AABB的个体和aabb的个体杂交，F2代中表现型与亲本相同的个体占总数 A．1/8 B．5/8 C．3/4 D．1/2 （ ）

7.

假定基因A是视网膜正常所必需的，基因B是视神经正常所必需的。现在基因型均为AaBb的双亲，从理论上推在他们的后代中，视觉正常的可能性是 （ ） A．7/16 B．3/16 C．9/16 D．4/16 8.

高杆抗锈病（DDTT）小麦与矮杆不抗锈病（ddtt）小麦杂交，F１自交，按自由组合定律遗传，F２中能稳定遗传的矮杆抗锈病的小麦所占比例为 （ ）

A.1/4 B.1/8 C.1/16 D.3/16

10

9.

人类多指是一种显性遗传病，白化病是一种隐性遗传病，已知控制这两种疾病的等位基因都在常染色体上，而且都是独立遗传的，在一个家庭中，父亲是多指，母亲正常，他们有一个患白化病但手指正常的孩子，则下一个孩子正常或同时患有此两种疾病的几率分别是 （ ）

A．3/4，1/4 B．3/8，1/8 C．1/4，1/4 D．1/4，1/8 10.

基因型为AaBbCc的生物体与基因型为aabbcc的生物杂交，子一代中与亲代表现型不同的后代占 （ ） 1513A． B． C． D．

284411.

雄性动物减数分裂中，等位基因分离和非等位基因的自由组合发生在细胞分裂的什么时期？ （ ） A．形成精原细胞时期 B．形成初级精母细胞时期

C．形成次级精母细胞时期 D．形成精子细胞时期

12．蚯蚓是雌雄同体的生物，基因型为AaBbCc(独立遗传)的个体，能产生的精子和卵细胞的 类型比为 （ ）

A．4∶1 B．3∶1 C．2∶1 D．1∶1 13. 某生物的基因型为AaBb，已知Aa和Bb两对等位基因分别位于两对非同源染色体上，

那 么该生物的体细胞，在有丝分裂的后期，基因的走向是 （ ）

A．A与B走向一极，a与b走向另一极 B．A与b走向一极，a与B走向另一极

C．A与a走向一极，B与b走向另一极 D．走向两极的均为A、a、B、b 14．基因型的AaBb的个体与基因型为aaBb的个体杂交，两对基因独立遗传，则后代中（ ）

A．表现型4种，比例为3:1:3:1；基因型6种 B．表现型2种，比例为3:1，基因型3种

C．表现型4种，比例为9:3:3:1；基因型9种 D．表现型2种，比例为1:1，基因型3种

黄色圆粒和绿色圆粒进行杂交，发现后代出现4种表现型，对性状的统计结果如图所示，请回答：

15．豌豆种子子叶黄色(Y)对绿色（y）为显性，形状圆粒（R）对皱粒（r）为显性，某人用

（ 1）亲本的基因型是

（黄色圆粒） ，（绿色圆粒） 。

（ 2）在杂交后代F1中，非亲本类型占的比例是 ，其中纯合体的基因型 是 。

（ 3）F1中黄色圆粒豌豆的基因型是 ，若使F1中黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交，则F2中纯合体所占比例为 .

11