高二生物基因的分离定律教案

高中生物辅导网http://www.shengwufudao.com/第二节遗传的基本规律一、基因的分离定律教学目的基因的分离定律及其在生产实践中的应用（D：掌握）教学重点1、对分离现象的解释2、基因分离定律的实质教学难点对分离现象的解释教学用具高茎豌豆与矮茎豌豆杂交试验图、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试验的分析图解、一对相对性状测交试验的分析图解教学方法讲授法、讨论法课时安排3课时教学过程第一课时前面我们学习了基因的概念和本质。作为控制生物体性状的结构单位和功能单位，生物体的一切性状都是由基因来控制的。我们知道，在生物的亲代和子代之间，后代具有与亲代相似的性状。那么，亲代的性状是怎样被传递给子代的呢？作为控制生物体性状的结构单位和功能单位，亲代的基因又是如何传递给子代的呢？今天我们就来学习基因在遗传中的传递规律，即遗传的基本规律。其中，基因的分离定律、基因的自由组合定律是由孟德尔通过杂交实验法发现的。孟德尔是遗传学的奠基人，他在遗传学上的成绩是提出了遗传单位是遗传因子（现代遗传学称为基因）的论点，并且揭示出遗传的两个基本规律——基因的分离定律、基因的自由组合定律。（一）孟德尔的豌豆杂交试验   孟德尔是通过杂交实验法来研究生物体性状遗传的规律的。选取两种一个或几个性状方面具有稳定差别的植物做杂交亲本进行杂交，从中找出性状遗传的规律性，这种研究遗传规律的方法，叫做杂交实验法。它是研究遗传规律的最基本的方法。孟德尔主要是用豌豆作为杂交试验材料的。阅读课本P19—P22，回答下列问题：1、孟德尔做了哪些植物的杂交试验？其中成绩最突出的是哪种植物的杂交试验？2、孟德尔为什么最终选择了豌豆作为杂交试验的材料？豌豆作为试验材料的优点有   （1）豌豆是严格的自花传粉、闭花受粉植物。在豌豆花还没有开放的时候，雌蕊的柱头上已经沾上了雄蕊的花粉。所以在自然状态下，它永远是保持纯种，避免了外来花粉粒的干扰，从而避免了天然杂交的可能。（课本P20，豌豆花示意图）由于豌豆花的结构很适合自花传粉，花在未受粉之前，雄蕊和雌蕊都紧紧地被花瓣包裹着。所以，做豌豆杂交试验必须人工进行异花传粉。（课本P20，人工异花传粉示意图及传粉过程）（2）豌豆各品种间具有许多稳定的、差异较大而又容易区分的相对性状，试验结果很容易观察和分析。相对性状指同一种生物的同一种性状的不同表现类型。孟德尔发现豌豆的这些性状都能够稳定地遗传给后代（后代不会发生性状上的差异）。孟德尔选择了豌豆的7对相对性状做杂交试验。（课本P21，豌豆的七对相对性状表）3、孟德尔在总结前人杂交试验实践的基础上，在对豌豆的相对性状进行分析研究时，首先针对几对相对性状的传递情况进行了研究？他在对豌豆相对性状的传递情况进行研究时，首先选择了一对相对性状进行研究。京翰教育中心http://www.zgjhjy.com/ 高中生物辅导网http://www.shengwufudao.com/4、在一对相对性状的遗传试验中，孟德尔应用了什么方法对实验结果进行了分析？孟德尔不仅注意到杂交试验中出现的性状变化情况，而且对出现的各种遗传性状的个体用统计学的方法进行了数量上大量的统计和分析。（二）一对相对性状的遗传试验1、孟德尔的豌豆杂交试验——一对相对性状的遗传试验不同品种的豌豆之间同时具有多对相对性状。孟德尔为便于研究和分析试验结果，他首先只是针对一对相对性状的传递情况进行研究。（1）豌豆杂交试验中的有关概念和常用符号①杂交：基因组成不同的生物个体之间相互交配的方式(用符号表示)我们把进行交配的的两个生物个体称为亲本，用大写英文字母P表示。其中供应花粉的植株叫父本，用符号♂表示；接受花粉的植株叫母本，用符号♀表示。杂交产生的子代称为杂种后代，依次为杂种子一代、杂种子二代……杂种子n代，分别用F1、F2 ……Fn表示。自交：基因组成相同的生物个体之间相互交配的方式(用符号表示)植物指自花传粉和雌雄异花的同株（异花）受粉。②正交：高茎作为母本，矮茎作为父本进行杂交反交：高茎作为父本，矮茎作为母本进行杂交（2）实验   ①纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆的杂交试验   （课本P21，高茎豌豆和矮茎豌豆的杂交试验）P 高茎×矮茎         ↓   F1    高茎 ↓ F2 高茎 矮茎    787  277      3 ：1用纯种的高茎豌豆和纯种的矮茎豌豆作亲本（P）进行杂交。无论正交还是反交，杂交后的第一代F1（简称子一代）总是高茎的。   子一代为什么全是高茎，矮茎性状哪去了？   孟德尔又用子一代高茎豌豆自交，得到的子二代F2 植株中既有高茎也有矮茎。   为什么子二代中又出现了两种性状呢？孟德尔认为矮茎性状在子一代并没有消失，只是没有表现出来。孟德尔把杂种子一代中显现出来的性状，叫做显性性状，如高茎；把未显现出来的性状，叫隐性性状，如矮茎。杂种自交后代（子二代）中同时显现出显性性状和隐性性状的现象，在遗传学上叫做性状分离。　　同时孟德尔对子二代两性状的株数进行了统计分析。他发现，在所得到的1064个子二代豌豆植株中，有787株是高茎，277株是矮茎，高茎与矮茎的数量比接近3：1。   豌豆的其它相对性状杂交情况如何呢？请同学们写一下纯种圆粒豌豆和纯种皱粒豌豆杂交示意图。②纯种圆粒豌豆和纯种皱粒豌豆的杂交试验   孟德尔统计出子二代圆粒豌豆5474粒，皱粒豌豆1850粒，其数量比也接近3：1。P圆粒×皱粒       ↓ F1  圆粒        ↓ F2圆粒 皱粒   5474  1850     3 ：1   请学生看课本P22表6－2，孟德尔做的豌豆杂交试验的结果。（3）一对相对性状的遗传试验的主要特点   从一对相对性状的遗传实验可以看出，一对相对性状的遗传试验的主要特点是：京翰教育中心http://www.zgjhjy.com/ 高中生物辅导网http://www.shengwufudao.com/①F1  只表现出显性性状；②F 2出现性状分离现象，并且显性性状与隐性性状的数量比接近于3：1，具有规律性；③正交和反交结果相同。这节课重点了解了孟德尔的一对相对性状的遗传试验，理解了相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离等概念，掌握了子二代的性状分离情况。板书第二节遗传的基本规律一、基因的分离定律（一）孟德尔的豌豆杂交试验选取两种一个或几个性状方面具有稳定差别的植物做杂交亲本进行杂交，从中找出性状遗传的规律性，这种研究遗传规律的方法，叫做杂交实验法。它是研究遗传规律的最基本的方法1、孟德尔做了哪些植物的杂交试验？其中成绩最突出的是哪种植物的杂交试验？2、孟德尔为什么最终选择了豌豆作为杂交试验的材料？3、孟德尔在总结前人杂交试验实践的基础上，在对豌豆的相对性状进行分析研究时，首先针对几对相对性状的传递情况进行了研究？4、在（一对）相对性状的遗传试验中，孟德尔应用了什么方法对实验结果进行了分析？（二）一对相对性状的遗传试验1、孟德尔的豌豆杂交试验——一对相对性状的遗传试验（1）豌豆杂交试验中的有关概念和常用符号①杂交：基因组成不同的生物个体之间相互交配的方式(用符号表示)我们把进行交配的的两个生物个体称为亲本，用大写英文字母P表示。其中供应花粉的植株叫父本，用符号♂表示；接受花粉的植株叫母本，用符号♀表示。杂交产生的子代称为杂种后代，依次为杂种子一代、杂种子二代……杂种子n代，分别用F1、F2 ……Fn表示自交：基因组成相同的生物个体之间相互交配的方式(用符号表示)植物指自花传粉和雌雄异花的同株（异花）受粉②正交：高茎作为母本，矮茎作为父本进行杂交反交：高茎作为父本，矮茎作为母本进行杂交（2）实验①纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆的杂交试验P 高茎×矮茎         ↓   F1    高茎 ↓ F2 高茎 矮茎    787  277      3 ：1②纯种圆粒豌豆和纯种皱粒豌豆的杂交试验 P圆粒×皱粒       ↓ F1  圆粒        ↓ F2圆粒 皱粒   5474  1850     3 ：1（3）一对相对性状的遗传试验的主要特点①F1  只表现出显性性状②F 2出现性状分离现象，并且显性性状与隐性性状的数量比接近于3：1，具有规律性京翰教育中心http://www.zgjhjy.com/ 高中生物辅导网http://www.shengwufudao.com/③正交和反交结果相同第二课时   上节课我们学习了孟德尔的一对相对性状的遗传试验，知道了什么是相对性状、显性性状、隐性性状及性状分离。子一代中只出现显性性状，子二代出现性状分离且分离比都接近3：1。那么，如何来解释这些在试验中得出的结果呢？这就是我们今天要学习的内容。   2、一对相对性状遗传试验现象（性状分离）的解释现在我们已经知道，生物的性状是由基因控制的。但是在孟德尔当时的年代，生物学还没有建立基因概念。孟德尔认为（1）生物体的性状是由遗传因子（后改称为基因）控制的。控制显性性状（如高茎）的遗传因子（基因）是显性遗传因子（显性基因），用大写英文字母如Ｄ表示；控制隐性性状（如矮茎）的遗传因子（基因）是隐性遗传因子（隐性基因），用小写英文字母如ｄ表示。（2）在生物的体细胞中，控制性状的遗传因子（基因）都是成对存在的。（3）每一生殖细胞只含有每对遗传因子中的一个。（4）在每对遗传因子中，其中一个遗传因子（基因）来自母本的雌性生殖细胞，另一个来自父本的雄性生殖细胞。（5）生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子（基因）彼此分离，分别进入不同的配子中。因此，配子中的遗传因子（基因）是成单的，总是含有成对遗传因子（基因）中的一个。例如，DD或dd产生的配子是什么？通过哪种分裂方式产生的？（Ｄ或ｄ，减数分裂）（6）通过杂交受精时，雌雄配子随机结合成合子，合子中的遗传因子（基因）又恢复成对。合子形成F1，F1的体细胞中成对的遗传因子（基因）独立存在，互不混杂。　　由于遗传因子（基因）Ｄ对ｄ的显性作用，F1（Dd）只表现出高茎性状，而矮茎性状表现不出来。　　（7）F1（Dd）自交产生配子时，成对的遗传因子（基因）D和遗传因子（基因）d又会分离，产生的雌配子和雄配子各有两种：一种含有遗传因子（基因）D，一种含有遗传因子（基因）d，并且这两种配子的数目相等。受精时，F1所形成的各种雌配子和雄配子可随机结合（即各种类型的配子结合机会均等），使F2出现了3种遗传因子（基因）组合：ＤＤ、Ｄｅ、ｄｄ，且它们的数量比为1：2：Ｉ。由于Ｄ对ｄ的显性作用，因此F2的性状表现有两种类型，高茎和矮茎，且性状分离的数量比接近于3：1。　　请同学们阅读课本P23，了解什么是纯合子，什么是杂合子，它们在遗传中各有什么特点。　　由相同基因的配子结合成的合子发育成的个体，叫纯合子，可稳定遗传，后代不会发生性状分离；而由不同基因的配子结合成的合子发育成的个体，叫杂合子，不能稳定遗传，后代会发生性状分离。　　下面我们来做一个模拟小实验，来认识和理解孟德尔假设推论出的上述几种基因的分离和随机组合与生物性状之间的数量关系。（课本P23，实验十一性状分离比的模拟实验）　　将事先准备好的两个小塑料桶放在讲桌上，向甲桶里分别放入两种颜色（并分别标有Ｄ和d的小球各10个（代表雌配子）。向乙桶里分别放入另两种颜色（分别标有Ｄ和d的小球各10个（代表雄配子）。分别摇动甲、乙小桶，使桶内小球充分混合。　　请一位学生上讲台来抽取。第一次从甲桶中取出Ｄ，从乙桶中取出ｄ，给合为Ｄｄ，请同学们记录。第二次抓取组合为ｄｄ，第三次组合为Ｄｄ，第四次……第10次为Ｄｄ。　　随机抓取10次，请同学们统计结果，是否出现三种基因组合，并且性状分离比是否为1：2：1？（不是）　　如果连续抓取100次或更多欢，情况又会怎样呢？（会越来越接近孟德尔的假设推论）　　由这一模拟试验我们知道，随机事件的概率是在数据越大的情况下越接近，所以孟德尔在统计豌豆杂交分离比时是统计了上千株的豌豆。如果只统计10株足得不出这一结论的。同时，通过这一试验，也证明了孟德尔的假设推论是成立的。　　孟德尔为了验证他对分离现象的解释是否正确，又设计了另一个试验——测交试验。京翰教育中心http://www.zgjhjy.com/ 高中生物辅导网http://www.shengwufudao.com/3、一对性状分离现象解释的验证——测交试验　　（1）目的测交就是让F1与隐性纯合子杂交，用来测定F1的基因组合，从而验证对分离现象解释的正确性。（2）理论分析如果解释正确，F1应为杂合子，并且测交的后代应该一半数目是高茎，一半数目是矮茎。如何由测交来判断F1的基因组成呢？测交后代如果出现两种遗传因子（基因）组合，即F1为杂合子，若后代只有一种遗传因子（基因）组合，即F1为纯合子。（3）杂交实验　　请一位学生上黑板写出测交的遗传图解。（课本P24，一对相对性状测交试验的分析图解）（4）结论　　孟德尔所做的测交试验结果，符合预期的设想，从而证明了验证对分离现象解释的正确性，即F1为杂合子，并且F1在形成配子时，成对的遗传因子（基因）发生了分离，分离后的遗传因子（基因）分别进入到了不同的配子中。　　本世纪初，遗传学家通过大量的试验，才证实了遗传因子（基因）位于染色体上，并且成对的遗传因子（基因）正好位于一对同源染色体上，从而从本质上解释了性状分离现象。4、基因分离定律的实质　　（1）等位基因的概念我们先来学习等位基因的概念。位于一对同源染色体的相同位置上，控制着相对性状的基因，叫做等位基因。　　减数分裂的第一次分裂的主要特征是什么？（同源染色体分离）　　减数分裂中，同源染色体分离进入不同的配子中，那么同源染色体上的等位基因，也随着同源染色体的分离而进入不同的配子中，独立地随配子遗传给后代。（2）分离定律的实质　　综上所述，分离定律的实质是：①在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；②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，分别进入到两个配子中，独立地随着配子遗传给后代。（3）细胞学基础发生在减数分裂中第一次分裂的后期。（4）核心内容杂合体内等位基因会随着同源染色体的分开而分离。这节课要重点掌握孟德尔分离定律中子代的基因组合及性状分离比，以及用来验证分离现象的测交试验，掌握分离定律的实质，理解纯合子、杂合子，等位基因等概念。显性基因对隐性基因的掩盖作用1、遗传效应指的是基因的各种遗传功能，主要包括复制、控制蛋白质的合成、重组、突变和调控等功能2、显性基因对隐性基因效应的掩盖作用掩盖的涵义并不是没有隐性基因的表达，见课本P17，白化病的患病基因型为Aa的豌豆连续自交，在第代个体中，纯合体、杂合体等所占的比例京翰教育中心http://www.zgjhjy.com/ 高中生物辅导网http://www.shengwufudao.com/板书2、一对相对性状遗传试验现象（性状分离）的解释（1）生物体的性状是由遗传因子（基因）控制的。控制显性性状（如高茎）的遗传因子是显性遗传因子，用大写英文字母如Ｄ表示；控制隐性性状（如矮茎）的遗传因子是隐性遗传因子，用小写英文字母如ｄ表示（2）在生物的体细胞中，控制性状的遗传因子都是成对存在的。其中一个遗传因子来自母本的雌性生殖细胞，另一个来自父本的雄性生殖细胞。（3）每一生殖细胞只含有每对遗传因子中的一个。（4）在每对遗传因子中，其中一个遗传因子（基因）来自母本的雌性生殖细胞，另一个来自父本的雄性生殖细胞。（5）生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子（基因）彼此分离，分别进入不同的配子中。因此，配子中的遗传因子（基因）是成单的，总是含有成对遗传因子（基因）中的一个。例如，DD或dd产生的配子是什么？通过哪种分裂方式产生的？（Ｄ或ｄ，减数分裂）（6）通过杂交受精时，雌雄配子随机结合成合子，合子中的遗传因子（基因）又恢复成对。合子形成F1，F1的体细胞中成对的遗传因子（基因）独立存在，互不混杂。由于遗传因子Ｄ对ｄ的显性作用，F1（Dd）只表现出高茎性状，而矮茎性状表现不出来。　（7）F1（Dd）自交产生配子时，成对的遗传因子D和遗传因子d又会分离，产生的雌配子和雄配子各有两种：一种含有遗传因子D，一种含有遗传因子d，并且这两种配子的数目相等。受精时，F1所形成的各种雌配子和雄配子可随机结合（即各种类型的配子结合机会均等），使F2出现了3种遗传因子组合：ＤＤ、Ｄｅ、ｄｄ，且它们的数量比为1：2：Ｉ。由于Ｄ对ｄ的显性作用，因此F2的性状表现有两种类型，高茎和矮茎，且性状分离的数量比接近于3：1。3、对性状分离现象解释的验证——测交试验（1）目的（2）理论分析（3）杂交实验（4）结论4、基因分离定律的实质（1）等位基因的概念（2）分离定律的实质①在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；②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，分别进入到两个配子中，独立地随着配子遗传给后代（3）细胞学基础发生在减数分裂中第一次分裂的后期（4）核心内容杂合体内等位基因会随着同源染色体的分开而分离京翰教育中心http://www.zgjhjy.com/ 高中生物辅导网http://www.shengwufudao.com/第三课时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。　　提问：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？（三种；DD、Dd、dd；高、矮；1：2：1）　　今天我们学习基因型和表现型及其关系。（三）基因型和表现型　　1、基本概念表现型：生物个体表现出来的具体性状，如豌豆的高茎和矮茎；基因型：与表现型有关的基因组成，如：DD、Dd、dd。　　基因型相同表现型如何？表现型相同基因型又如何？2、表现型和基因型之间的关系表现型=基因型+环境　　生物体在整个发育过程中，不仅要受到内在因素——基因的控制，还要受到外部环境条件的影响。表现型相同，基因型不一定相同。基因型相同，环境相同，表现型相同；环境不同，表现型不一定相同。因此，表现型是基因型与环境相互作用的结果。如：水毛茛叶在空气中和水中就呈现两种不同的形态。（四）基因分离定律在实践中的应用　　分离定律是遗传学中最基本的规律，能正确解释生物界的某些遗传现象，而且能够预测杂交后代的类型和各种类型出现的概率，这对于动植物育种实践和医学实践都具有重要的意义。　　1、指导育种方面杂交育种就是人们按照育种目标，选配亲本杂交，对杂交后代再进行选育，最终培养出具有稳定遗传性状的品种。（1）培育显性性状如培育纯合的抗锈病小麦，由于抗锈病是显性性状，所以子代出现抗锈病可能是纯合子，也可能是杂合子，只有让子代连续自交至后代不发生性状分离，才是我们所要的稳定遗传的抗锈病品种。（2）培育隐性性状后代中一旦出现此性状，便可推广。2、医学实践方面——遗传病预防　　人类遗传病有白化病，先天性聋哑，并指，色盲等。（1）隐性遗传病——禁止近亲结婚白化病是大家较熟悉的一种遗传病，其控制患病的基因是隐性基因，所以称为隐性遗传病。如果双亲表现正常（均为杂合子），耶么后代患白化病的概率是多少？（1/4）（2）显性遗传病——尽量控制患者生育　　而有些人类遗传病如并指其患病基因是显性基因，所以称为显性遗传病。如果双亲均患并指（均为杂合子），那么后代患并指的概率是多少？（3／4）　　由以上两例，我们可以看出，在医学实践中，人们利用分离定律对遗传病的基因型和发病概率可以做出科学的推断。　　（3）人类的ABO血型系统　　人类的ABO血型系统包括哪些血型？（Ａ型、Ｂ型、ＡＢ型、Ｏ型）人类的ABO血型是由三个基因控制的，它们是IA、IB、i。但是对每个人来说，只可能有两个基因，其中IA、IB都对i为显性，而IA和IB之间无显性关系。所以说人类的血型是遗传的，而且遵循分离定律。　　母亲为Ｏ型，父亲为ＡＢ型，其子女可能是ＡＢ型吗？　　依据分离规律推算，后代只可能是Ａ型或Ｂ型，不可能现出ＡＢ型，所以目前常用血型鉴定法来进行亲子鉴定。京翰教育中心http://www.zgjhjy.com/ 高中生物辅导网http://www.shengwufudao.com/总结：　　第一、孟德尔的豌豆杂交试验　　1、理解性状、相对性状、显性性状、隐性性状和性状分离；杂交、自交和测交；纯合子、杂合子、基因型和表现型；显性基因、隐性基因和等位基因等概念　　2、F2的基因型、表现型的种类及数量比　　3、用基因解释杂交试验结果　　4、分离定律的验证——测交试验　　第二、分离定律在实践中的应用　　1、指导育种方面2、医学实践方面板书（三）基因型和表现型1、基本概念表现型：生物个体表现出来的具体性状，如豌豆的高茎和矮茎基因型：与表现型有关的基因组成，如：DD、Dd、dd2、表现型和基因型之间的关系表现型=基因型+环境表现型相同，基因型不一定相同基因型相同：环境相同，表现型相同环境不同，表现型不一定相同（四）基因分离定律在实践中的应用1、指导育种方面（1）培育显性性状（2）培育隐性性状2、医学实践方面——遗传病预防（1）隐性遗传病——禁止近亲结婚（2）显性遗传病——尽量控制患者生育　（3）人类的ABO血型系统反馈练习1、小李患白化病，但小李的父母及妹妹的表现型正常，问：（1）小李的妹妹携带白化病基因的可能性是多少？（2）如果小李的妹妹与一位白化病患者婚配，出生病孩的概率是多少？　　分析：由于小李患白化病，所以小李的父亲和母亲均为携带者，小李的妹妹可能是正常纯合子，也可能是携带者，但已经知道她是表现型正常，所以小李妹妹携带隐性基因的概率为2／3。　　小李的妹妹与白化病患者婚配，只有当小李妹妹是携带者时，生出1／2有病的孩子，又由于小李妹妹携带隐性基因的概率是2／3，所以出生病孩的几率是1／3。　　2、一株基因型为Ｂｂ的玉米做母体，授以ｂｂ玉米植株的花粉，所结种子的种皮、胚、胚乳的基因型分别是什么？　　分析：复习上学期关于植物个体发育一节，可知：种皮是由珠被发育而来，所以种皮的基因型与母本基因型相同，即Ｂｂ。胚是由受精卵发育而来，所以基因型是Ｂｂ或bb。胚乳是由受精极核发育而来，所以基因型是BBb或bbb。京翰教育中心http://www.zgjhjy.com/