基因的自由组合定律优质课教案

基因自由组合的实质

一、教学目标

1.知识目标：

（1）理解应用孟德尔对相对性状的遗传实验及其解释和验证。

（2）理解并应用基因的分离定律及在实践上的应用。

（3）知道基因型、表现型及与环境的关系。

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）通过对遗传现象的分析和训练，掌握应用基因自由组合定律解答遗传问题的技能技巧。

（3）了解一般的科学研究方法：实验结果——假说——实验验证——理论。

（4）理解基因型和表现型的关系，初步掌握在遗传学中运用符号说明遗传规律的形式化方法。

3.情感、态度和价值观目标：

（1）通过分析遗传现象，培养严谨求实的科学态度和逻辑推理精神。

（2）通过分离定律在实践中的应用，对学生进行科学价值观的教育。

二、教学重点难点

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）用基因自由组合定律解决遗传学中的概率计算、遗传育种、家族遗传病分析等遗传学问题。

难点：

（1）对自由组合现象的解释。

（2）基因的自由组合定律及其在实践中的应用

（3）用基因自由组合定律解决遗传学问题。

三、教学方法

1.化繁为简：通过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。能用分离定律解答的尽量用分离定律解答；

2.定点突破：要抓住隐性性状实施突破；

3.掌握规律：熟悉各种比例关系，并整理归类，能进行比例的变换，如某个体占3/8，可直接变换为3∶3∶1∶1的比例关系。

四、课前准备

1.学生的学习准备：

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（1）复习回忆所学内容，如减数分裂、生殖、发育、基因及基因对性状的控制等。

（2）注意联系前面学过的孟德尔一对相对性状实验的过程及结果和解释，来理解两对相对性状的实验。

（3）加强对自由组合定律实质的理解，要注意联系前面学过的减数分裂过程中染色体变化的相关知识。

2.教师的教学准备：

（1）高茎豌豆与矮茎豌豆杂交实验图、豌豆花示意图、豌豆的七对相对性状表、高茎豌豆与矮茎豌豆杂交实验的分析图解、一对相对性状测交实验的分析图解挂图。

（2）收集新颖素材，设计课件内容，形象直观地介绍实验操作步骤，激起学生对本节内容学习的热情与欲望。

五、课时安排：1课时。

六、教学过程

（一）预习检查、总结疑惑

检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（二）情景导入、展示目标。

教师：我们伟大的奥地利遗传学家、遗传学的奠基人孟德尔通过苦苦8年的碗豆杂交实验的研究，发现了震惊世界的遗传两个定律，即基因的分离定律和自由组合定律，两大定律广泛用于农业、畜牧业、优生优育，现在培养出了高产的水稻、玉米等，给广大人民带来了福音。

上节课学习了孟德尔的分离定律的实质，以及对分离现象的解释和验证。纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆杂交，F2出现几种基因组合，出现哪些性状，性状分离比分别是多少？

学生：三种；DD、Dd、dd；高、矮；1∶2∶1。

教师：科学的机遇给了孟德尔，今天让我们一起来享受孟德尔的成果。（展示遗传实验图片）

应用基因的分离定律来解释遗传现象通常需要六把钥匙。

（出示分离定律的六把钥匙）

（1）DD × DD→DD

全显

（2）dd ×

dd→dd

全隐

（3）DD × dd→Dd

全显

（4）Dd

× dd→1/2Dd∶1/2 dd

显∶隐=1∶1 （5）Dd

× Dd→1/4 DD∶1/2Dd :1/4 dd

显∶隐=3∶1

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（6）DD ×

Dd→1/2DD∶1/2Dd

显∶隐=1∶1 这是我们所熟悉的孟德尔的一对相对性状的实验，杂交，自交，测交。

基因分离定律的实质是什么？

学生：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。 （三）合作探究、精讲点拨。 探究一

两对相对性状实验F2的基因型和表现型的比例规律

阅读课本P35-P37相关内容，结合图3－10、图3－11和图3－12，思考并小组讨论下列问题：

1.请据下图总结两对相对性状实验F2的基因型和表现型的比例规律

F1

F1配子

→

↓

F2

YR YYRR Yr YYRr YyRR YyRr YR YyRr × YyRr Yr yR yr

Q1. 仔细观察F2的基因型和表现型在表中的分布特点和数量比Yyrr 例，找出规律并加以记忆。

YYRr YYrr YyRr yR YyRR YyRr yyRR yyRr yr YyRr Yyrr yyRr yyrr 提示：（1）显隐性：（图一）

双显性（Y_R_黄圆，9）：最大三角形的三个角和三个边

双隐性（yyrr绿皱，3）：最小三角形内

单显性（Y_rr黄皱，3）：次大三角形的三个角

单显性（yyR_绿圆，1）：第三大三角形三个角

（2）合子类型：

纯合子（YYRR，YYrr，yyRR，yyrr）：

对角线（左上到右下）

双杂合子（YyRr）：对角线（左下到右上）

（3）相同基因型（图二）：一对基因的杂合体以纯合体的对角线为轴而对称。

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YYRr YyRR YyRr YYRr

YyRr YyRR YyRr

YyRr Yyrr yyRr

Yyrr yyRr 图二

（4）九中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）

1YY（黄）

2Yy（黄）

1YYRR（黄圆）2YyRR（黄1RR（圆）

圆）

1yyRR（绿圆）

1yy（绿）

2Rr（圆）

2YYRr（黄圆）

4YyRr（黄2yyRr（绿圆）

圆）

1rr（皱）

1YYrr（黄皱）

2Yyrr（黄皱）

1yyrr（绿皱）

2.这一实验结果是否符合基因分离定律？

提示：分析数据可知，从一对性状的角度去衡量这一实验是符合分离定律的。

3.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，并且两对相对性状的分离比接近3∶1。这说明什么问题？

提示：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。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。

4.根据子一代的表现型，能否说明亲本的显隐性关系？

提示：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。

5.两个亲本的基因型如何表示？

提示：纯种黄色圆粒的基因型为YYRR；纯种绿色皱粒的基因型为yyrr。

6.两个亲本产生配子的情况如何？F1的基因型是什么？

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提示：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。

7. 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？

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

8.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？

提示：结合方式有16种。

以上结合方式中；共有几种基因型、几种表现型？

提示：有九种基因型、四种表现型，表现型数量比接近于9∶3∶3∶1。

9.什么是测交？这里应是谁和谁杂交？

提示：让F1和双隐性亲本回交，也就是F1和绿色皱缩豌豆杂交。

这是理论上推导的预期测交，即是按孟德尔提出的假说，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。请一位同学将上述情况用基因遗传图解表示。

10.根据染色体在减数分裂中的行为及基因与染色体的关系，总结自由组合定律的实质。基因自由组合定律的实质是什么？

提示：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。

11.为什么要强调是非同源染色体上，如果在同一同源染色体上的非等位基因能否自由组合？

提示：不能

探究二

基因自由组合定律在实践中的应用

阅读课本P38的相关内容，思考并小组讨论下列问题：

1.请同学们讨论基因自由组合定律在育种实践中的具体应用。

提示：使不同亲本的优良性状的基因组合到一个个体内，创造出优良品种。

2.基因的自由组合定律为我们的动、植物育种和医学实践开阔了广阔的前景，人类可以根据自己的需求，不断改良动植物品种，为人类造福。例如：水稻中，有芒（A）对无芒（a）是显性，抗病（R）对不抗病（r）是显性。其中，无芒和抗病是人们需要的优良性状。现有两个水稻品种，一个品种无芒、不抗病，

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另一个品种有芒、抗病。请你想办法培育出一个无芒、抗病的新品种。

根据自由组合定律，这样的品种占总数的3／16。

我们得到的这种具有杂种优势的品种可以代代遗传吗？

提示：不可以，因为其中有2/16的植株是杂合体，它的下一代会出现性状分离。

3.那么，如何能得到可以代代遗传的优势品种？

提示：要想得到可以代代遗传的优势品种，就必须对所得到的无芒、抗病品种进行自交和育种，淘汰不符合要求的植株，最后得到能够稳定遗传的无芒、抗病的类型。

4.请同学们讨论基因自由组合定律在医学和优生优育中的具体应用。

提示：在现代医学上，我们也常用基因的自由组合规律来分析家族遗传病的发病规律。并且推断出其后代的基因型和表现型以及它们出现的依据。这对于遗传病的预测和诊断以及优生、优育工作都有现实意义。

5.在一个家庭中，父亲是多指患者（由显性致病基因P控制），母亲的表现型正常，他们婚后却生了一个手指正常但先天聋哑的孩子（由隐性致病基因d控制，基因型为dd），其父母的基因型分别是什么？

提示：首先，先天聋哑一定是遗传病，其父母均未表现出来，说明其父母均是隐性基因的携带者。加之其父亲为多指，可以判定其父亲的基因型为：PpDd；其母亲表现型正常，可以判断其母的基因型为：ppDd。

6.根据上面的分析，其父母可能出现的配子是什么？其子女中可能出现的表现型有几种？

提示：其母亲可能出现的配子类型为：pD、pd，其父亲可能出现的配子类型为PD、Pd、pD、pd。）他们的后代可能出现的表现型有4种：只患多指（基因型为PpDD、PpDd），只患先天聋哑（基因型ppdd），既患多指又患先天聋哑（基因型Ppdd），表现型正常（基因型ppDD，ppDd）。

7.为什么孟德尔会取得这么大的成果呢？我们从中应该得到那些启示呢？

提示：（1）正确地选择了实验材料。

（2）在分析生物性状时，采用了先从一对相对性状入手再循序渐进的方法（由单一因素到多因素的研究方法）。

（3）在实验中注意对不同世代的不同性状进行记载和分析，并运用了统计学的方法处理实验结果。

（4）科学设计了实验程序。

8.孟德尔实验的成功给了我们以很大的启示，即进行科学实验必须具备的几点精神是什么？

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提示：（1）科学的工作态度和方法：采取循序渐进的方法，由简单到复杂；并注意观察实验现象，不放过任何一个实验现象。

（2）运用先进的科学成果，如孟德尔首先将统计学的方法用于生物实验的分析。

（3）科学地选择实验的材料。

七、板书设计

第二节

基因的自由组合定律

两对相对性状的遗传实验对自由组合现象的解释对自由组合现象的验证一、基因的自由组合定律基因自由组合定律的实质

在育种方面基因的自由组合定律在实践中应用在医学实践方面孟德尔获得成功的原因八、教学反思

本节内容在孟德尔的基因分离定律的基础上进行讲解，缩短了与学生的生活实际距离，是学生学习的难点和重点。在教师引导下，学生通过对减数分裂形成有性生殖细胞过程中染色体行为的回忆，以及对等位基因分离定律实质的理解，尝试画出有关基因在减数分裂中随同源染色体分离，随非同源染色体自由组合的细胞图像，呈现出双杂合个体如何形成四种配子的过程，从而理解基因自由组合的原因。

这一方法能有效地化解难点，突出重点，使学生印象深刻，让难点知识的掌握变得轻松；同时前后知识紧密衔接，以旧知促新识，使前后知识融会贯通，培养了学生知识迁移的能力，提高学生的学习能力。

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