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| 基因的自由组合规律 教案（一）
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作者： BX
发表时间： 2006-3-8 文章出处： 人民教育出版社
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一、素质教育目标
(一)知识教学点
1．了解孟德尔两对相对性状的遗传实验过程及结果。
2．理解孟德尔对自由组合现象的解释及遗传图解。
3．理解测交实验及遗传图解。
4．理解自由组合规律的实质。
5．理解自由组合规律在理论上和实践上的意义。
(二)能力训练点
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．通过两对以上相对性状的遗传结果，训练学生知识扩展能力。3．通过自由组合规律在实践上的应用及有关习题训练，使学生掌握应用自由组合规律解遗传题的技能、技巧。
(三)德育渗透点
1．通过讲述孟德尔豌豆杂交实验所揭示的基因自由组合规律，对学生进行辩证唯物论的实践观的教育。
2．从基因的分离规律到基因的自由组合规律的发现过程，进行辩证唯物主义认识论的教育。
3．通过基因的自由组合规律具有的重要的理论意义和实践意义，使学生认识到生物界的一切活动受客观规律的支配。人们认识这些规律，就可以利用这些规律为人类服务。
(四)学科方法训练点
1．通过基因的自由组合规律的发现过程，再次强调科学规律发现的一般程序。
2．初步掌握应用棋盘式方格和分枝法写遗传图解。
二、教学重点、难点、疑点及解决办法
1．教学重点及解决办法
(1)对自由组合现象的解释。
(2)自由组合规律的实践上的应用。
[解决方法]
(1)强调两对等位基因分别位于两对同源染色体上，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。
(2)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。
(3)板画有关基因的细胞图。
4)做应用自由组合的有关习题。
2．教学难点及解决办法
[解决方法]
应用活动的标有基因的染色体模型，演示减数分裂过程中非等位基因随非同源染色体而自由组合。
3．教学疑点及解决办法
(1)自由组合为什么要强调在非同源染色体上？在同一同源染色体上的非等位基因如何遗传？
(2)两对以上的位于非同源染色体上的非等位基因如何遗传？
[解决办法]
(1)画图表示同源染色体上的非等位基因的状况。强调它们之间由于在一条染色体上，往往连在一起遗传，但也有极少分开的，概要介绍基因的连锁互换规律。
(2)通过一对到几对分别位于非同源染色体上的等位基因的遗传过程，配子、基因型、表现型及比例。
三、课时安排 3课时。
四、教学方法 讲述法、谈话法。
五、教具准备
豌豆种子两对相对性状的遗传实验挂图，豌豆两对等位基因的遗传挂图，分别标有Y、y和R、r等基因的染色体模型(硬纸板自制)。上述图解及板书，有关习题可由银幕显示，多媒体教学器材。
六、学生活动设计
1．学生弄清孟德尔两对性状的遗传实验中的两对相对性状指哪两对？加深对相对性状概念的理解。
2．学生分析F1代为什么只有黄圆一种性状？
3．学生分析F2代四种表现型及比例为9:3:3:1的原因。
4．根据F2的基因型，写出其表现型及比例。
5．学生分析F2出现新类型的原因。
6．学生作测交及其结果的遗传图解。
7．学生分析自由组合规律的两对性状中的每一相对性状单独遗传时是否还遵循分离规律。并归纳出原因。
8．学生自行列表比较分离规律和自由组合规律。
9．学生总结分别位于不同染色体上的等位基因从一对到n对的遗传过程中的配子、基因型、表现型及比例的规律。
10．学生在教师引导下，做杂交育种的遗传图解。
11．学生做有关自由组合的遗传图解。
七、教学步骤
第一课时
(一)明确目标
银幕显示使学生明确本堂课应达到的教学目标。
了解孟德尔两对相对性状的遗传实验过程及结果。理解孟德尔对自由组合现象的解释及有关遗传图解。
(二)重点、难点的学习与目标完成过程
引言，孟德尔发现并总结的基因的分离规律，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，而是具有多种性状，如豌豆在茎的高度上有高，有矮；在花的颜色上有红花，有白花；在种子的颜色上有黄，有绿；在种子的形状上有圆形，有皱缩；那么，当两对或两对以上的相对性状同时遗传时，它们又是遵循怎样的遗传规律呢？孟德尔通过两对相对性状的遗传实验，总结出了基因的自由组合规律。
l．两对相对性状的遗传实验
教师出示豌豆种子两对相对性状的遗传实验的挂图，讲解实验过程之后，教师提出以下问题：
(l)两对相对性状指哪两对？
要求学生弄清相对性状的概念，只有同一生物的同一性状的不同表现类型才叫相对性状，不要把黄与圆，绿与皱当成了相对性状。
(2)F1代为什么只有黄圆一种性状？
要求学生初步学会分析性状的显、隐性。
(3)F2代为什么会出现两种新性状，即绿圆与黄皱，而且四种表现的比值为9:3:3:1？
任学生去展开想象，自由回答，教师不要忙于对谁对谁错作评判，待有几种不同的答案后，教师说，让我们听听孟德尔是怎样解释的。
教师强调：
(1)黄和绿、圆和皱这两对相对性状，是由两对等位基因所控制的，这两对基因又分别位于不同的同源染色体上。
(2)黄和绿由等位基因Y和y控制，圆和皱由另一对同源染色体上的等位基因R和r控制。两亲本基因型为YYRR、yyrr，它们产生的配子分别是YR和yr，F1的基因型为YyRr。这也是为什么F1表现为黄圆的原因，教师边讲边画下列遗传图解。(也可以在银幕上逐条显示)
现在，重要的是F1YyRr会产生些什么类型的配子。
大家知道，配子是经过减数分裂产生的。在减数分裂过程中，同源染色体要分开，等位基因随之分离，而非同源染色体在配子形成过程中可以自由组合。位于这些染色体上的非等位基因也随之自由组合，产生四种类型且数量相等的配子。即YR、Yr、yR、yr。(讲解同时，教师利用自制的分别标有Y、y和R、r的染色体模型，演示它们的分离和自由组合。)
在学生弄清4种类型配子来历的情况下，再讲孟德尔对组合现象的解释。(示豌豆两对等位基因的遗传图解。)
2．对自由组合现象的解释
教师讲解遗传过程，着重讲解F1→F2的遗传
强调并板书
其中，黄圆和绿皱为亲本类型，黄皱和绿圆为重组类型。各种表现型中，纯合体都只有一个，教师利用挂图讲解，并指明它们在图中的位置。到现在，大家该知道F2出现两种新类型的原因了吧。教师请学生回答，要求答出是基因重组的结果。
(三)总结、扩展
总结两对等位基因的遗传：
F2代 16种结合方式 9种基因型 4种表现型 比例9:3:3:1
问： 1．如果是位于不同的同源染色体上的三对等位基因AaBbCc，F1产生多少种配子？
2．如果基因型为AaBb的一个精原细胞，经减数分裂，能产生多少种配子？如果是一个卵原细胞呢？
(答案：1．8种；2．2种、1种。)
(四)布置作业
思考题：F1能不能产生Yy或Rr等类型的配子，为什么？
F1产生4种配子的根本原因是什么？
(五)板书设计
(二)基因的自由组合规律
1．两对相对性状的遗传实验
2．对自由组合现象的解释
第二课时
(一)明确目标
多媒体银幕上显示本堂课的教学目标。
理解测交实验，进一步了解科学研究的一般方法。理解自由组合规律，了解分离规律与自由组合规律的区别和联系。
(二)重点、难点的学习与目标完成过程
复习提问：
孟德尔两对相对性状的遗传实验中，F2的结合方式，基因型和表现型的数量，以及表现型的比例？
讲授新课：
引言 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出现四种表现型，比例为9:3:3:1，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？
要求学生回答出：测交。
(3)测交
问：什么叫测交？这里具体应是谁和谁交？
请一位学生到黑板上写出测交及其结果的遗传图解。
这是根据孟德尔对自由组合现象的解释，从理论上推导出的结果。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唯一标准。孟德尔用F1作了测交实验，实验结果完全符合他的预想。证实了他的理论推导的正确性，在这种情况下，下一步该怎么办？(学生回答，上升为理论)。这个理论就是基因的自由组合规律。
4．基因的自由组合规律(独立分配规律)
教师总结两对相对性状的遗传，提出基因的自由组合规律，之后，请学生提炼自由组合的实质，要求学生答出，非同源染色体上的非等位基因自由组合，然后教师板书。
问：为什么要强调是非同源染色体上，启发学生逆向思维，如果在同一同源染色体上的非等位基因能不能自由组合？
教师板画：
问：这些基因哪些能自由组合，哪些不能自由组合？原因？加深学生对非同源染色体的理解。
分离规律研究一对相对性状，自由组合规律研究两对相对性状，自由组合规律是否与分离规律完全无关呢？请学生对遵循自由组合规律的两对性状中的每一相对性状单独分析。
要求学生得出结果：
粒形：圆:皱=3:1
粒色：黄:绿=3:1
结论：每一对等位基因的传递仍然遵循分离规律，分离规律是自由组合规律的基础。
原因：(要求学生总结)在减数分离过程中，同源染色体仍然要分开，等位基因仍要分离，只有非同源染色体上的非等位基因才自由组合。
那么，基因的分离规律和自由组合规律有哪些区别和联系呢？(请学生自行列表比较，在综合几位学生回答的基础上，得出下表，在银幕显示。)
(三)总结、扩展
孟德尔通过两对相对性状的遗传实验，总结出基因的自由组合规律，其实质是在等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合，由于等位基因都要随同源染色体分开，因此，它们每一对等位基因的遗传仍遵循分离现律。
但位于一对同源染色体的非等位基因则不能自由组合，它们在遗传过程中遵循连锁互换规律，教师简略介绍摩尔根的连锁与互换规律。
(四)布置作业
在孟德尔的两对相对性状的遗传实验中，后代出现的重组类型中，能够稳定遗传的个体约占总数的 [ ]
A．1/4 B．l/8 C．3/8 D．3/16
(五)板书设计
3．测交
证明了孟德尔对自由组合现象的解释的正确性。
4．基因的自由组合规律(独立分配规律)
实质：非同源染色体上的非等位基因自由组合。
第三课时
(一)明确目标
多媒体银幕显示本堂课教学应达到的目标。
理解自由组合引起生物变异的原因。
理解在杂交育种中，利用基因的自由组合引起基因重组的育种方法
(二)重点、难点的学习与目标完成过程
复习提问：
基因的自由组合规律的实质是什么？
讲授新课：
引 言：孟德尔花了这么多功夫发现的基因的自由组合规律，它在理论和实践上有什么用处呢？
5．自由组合规律在理论上和实践上的意义
(1)理论上
生物在减数分裂、产生配子的过程中，等位基因要分离，非同源染色体上的非等位基因要自由组合，再加上配子之间的随机结合，导致了基因的重组。基因能够控制性状，基因的重组，必然导致性状的重组，这样，后代出现了亲代所没有的性状，也就是出现了变异。(板书，生物变异的原因之一。)如：黄圆×绿皱，F2代出现了黄皱和绿圆。生物中控制性状的基因的数量是极其巨大的，每条染色体上都有多个基因，这些基因很多呈杂合状态，这样，由于基因的自由组合导致基因重组、就可能产生极其多样的基因型的后代来。
为了说明这个问题，请同学们总结下表的问题。
上表各项内容，由师生边总结边填写，必要的地方，如(3:1)2 =9:3:3:1的由来，教师加以一定的说明。
问：基因型为AabbCc的生物产生几种类型的配子？(有人答8种，有人答4种)请大家写一写，到底有几种？(写出的结果证明只有4种)为什么会只有四种，请大家注意，我们说的几对是指几对等位基因，在AabbCc里，有几对等位基因？两对。当然只有4种配子了。
根据上表，人的染色体有23对，一对染色体只取一对等位基因，它们自由组合的结果，后代的表现型则为223=8388608种，所以“一母生九子，九子各不同”，这也说明了世界上的生物为什么具有如此的多样性。生物变异的原因还有基因突变和染色体变异。
(2)育种上
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，基因的自由组合就能帮助我们实现这一美好愿望。
请学生思考：怎样才能获得既抗倒伏，又抗锈病的小麦，让每一个学生动手做题，教师检查、引导，学生做完后，请学生谈自己的做法。可能有二种做法。
自交后代不性状分离为纯合体，留下做种，自交后代性状分离者，为杂合体，淘汰。
两种方法，都得到了相同结果，但哪一种方法最好呢？为什么？学生应回答，第一种，因为少花一年时间，缩短了育种年限。
通过这道练习题，同学们该知道如何利用基因的自由组合使基因重组去育种了，这种育种方法，叫杂交育种。
(三)总结
在生物遗传的过程中由于非同源染色体上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结合，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，我们也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，以培养良种，这种种方法叫杂交育种，它的理论基础就是基因的自由组合规律。
自由组合规律不只适用于二对等位基因，只要分别位于不同的同源染色体上的多对非等位基因，都适用。
(四)布置作业
讲解根据后代表现型推亲代基因型的方法(推论方法见参考资料)。
(五)板书设计
5．自由组合规律在理论和实践上的意义
(l)理论上 生物变异的原因之一
(2)实践上 杂交育种
八、参考资料
遗传的染色体学说
又称“基因学说”。1909年，美国细胞学家萨顿和德国胚胎学家博韦里各自在研究了减数分裂过程中染色体行为与遗传因子之间的平行关系之后，提出遗传因子位于染色体上的假说。后来，摩尔根及其同事通过果蝇实验，证实了这个假说。1926年，摩尔根发表《基因论》，使遗传的染色体学说得以确立。
遗传的染色体学说的核心思想是：基因是位于染色体特定位置的遗传单位。要点是：个体上的种种遗传性状都起源于染色体上成对的基因，这些基因互相联合，组成一定数目的连锁群；在生殖细胞成熟时，每对等位基因依孟德尔第一定律彼此分离，于是每个生殖细胞只含一组基因；不同连锁群内的基因依孟德尔第二定律而自由组合；两个相对连锁群的基因之间有时也发生有秩序的互换，而且互换率证明了每个连锁群内的基因是呈直线排列的，以及各个基因之间在染色体上的相对位置。
推测基因型常用的方法
首先将两个相对性状分解为两个一对相对性状，从而化难为易。
第一种方法，根据后代比数推论，如第四组合，子代黑：白=(10+4)：(11+3)=1:1，黑对白是显性，故可推断亲代黑色为杂合体(即Cc)；子代粗糙：光滑=(11+10):(4+3)=3:1，可推断亲本均为杂合体(即Rr)，因此，两亲本的基因型为CcRr和ccRr。
第二种方法：根据后代有无隐性类型推论，如第四组合，根据显隐关系，可把亲本基因型暂写为C—R—和ccR—，从黑白这对性状看，后代有白色这一隐性性状出现，两亲本必都有c。从粗糙、光滑这对性状看，后代有光滑这一隐性性状出现，也可推论两亲本必有r，因此，可得两亲本基因型为CcRr和ccRr。
基因在减数分裂过程中的自由组合 在讲述产生四种配子的原因时，教师可根据学生的素质情况，随机讲授如下内容：
出示YyRr在减数分裂过程中，基因随染色体自由组合的活动图或银幕显示用多媒体制作的活动画面。
当多个细胞减数分裂时，有两种排列情况存在，可能性相同，这样，产生了4种类型，且数量相等的配子，即YR、Yr、yR、yr。
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