孟德尔的豌豆杂交实验

孟德尔的豌豆杂交实验

（一）教学设计

教学目标

1.知识目标

(1)孟德尔研究性状遗传的材料和方法(A:知道)。

(2)相对性状、显性性状、隐性性状、基因型、表现型、纯合子、杂合子、等位基因的概念(C:理解)。

(3)一对相对性状的遗传实验及解释(C:理解)。

(4)测交法证明基因解释的正确性(C:理解)。

(5)基因的分离定律的实质及应用(D: 应用)。

2.能力目标

(1)通过从分离定律到实践的应用，从遗传现象上升为对分离定律的认识，训练学生演绎、归纳的思维能力。

(2)通过遗传习题的训练，使学生掌握应用分离定律解答遗传问题的技能技巧。

重点·实施方案

1.重点

(1)对分离现象的解释。

(2)基因分离定律的实质。

(3)基因分离定律在实践中的应用。

2.实施方案

(1)采用举例、挂图、投影等进行教学。

(2)联系所学知识，演绎归纳本节知识，从而掌握重点内容。

难点·突破策略

1.难点

* 对分离现象的解释

2.突破策略

(1)运用减数分裂图说明减数第一次减数分裂时等位基因随同源染色体的分开而分离。

(2)出示有染色体的遗传图解进行讲解。

(3)应用遗传定律解题---典型引路，讲清思维方法，从而突破难点。

教具准备

1.人工异花传粉示意图；

2.豌豆各种相对性状挂图；

3.对分离现象解释示意图；

4.投影仪；

5.多媒体课件。

学法指导

首先，指导学生预习教材，并结合实际引起学生对该部分内容的学习兴趣。

其次，指导学生在教材中找疑点、难点，并鼓励学生在课堂上大胆问、勤思考，且做好笔记。

再次，指导学生进行做题思维训练。

教学程序

(一)孟德尔的豌豆杂交试验

学生活动:阅读教材P16～19。

教师列出如下提纲:(投影显示)

1.了解孟德尔简历

2.孟德尔的试验研究方法是什么?选用什么材料?纯系亲本的杂交技术怎样进行?

在学生阅读、讨论的基础上，教师点拨:

(1)兴趣是最好的老师，是动力。孟德尔的研究成果就是最好的例证；

(2)孟德尔用避免外来花粉干扰的自花传粉、闭花授粉的豌豆纯合植株进行杂交试验，这是他成功的原因之一。

设疑:

什么是杂交法?

教师出示人工异花传粉挂图，并与学生一起回忆:减数分裂、受精作用、胚珠发育成种子，直到萌发成幼苗的过程，从而理解杂交试验法。

教师最后强调:孟德尔在试验中发现豌豆一些品种之间具有易于区分的、稳定的性状，如茎的高与矮、种子形状的圆粒与皱粒。从而引出相对性状的概念。

学生阅读教材并讨论，最后归纳理解相对性状要从三点出发:

(1)同种生物；

(2)同一性状；

(3)不同表现类型。

教师出示:豌豆相对性状的挂图。

学生观察后得出:不同品种的豌豆同时具有多对相对性状。

提问:在人体上存在哪些相对性状?

(答：有耳垂和无耳垂，单眼皮和双眼皮，蓝眼和褐眼……)

再提问:孟德尔开始是否对图示中所有相对性状同时分析呢?

学生回答:否。(这是孟德尔成功的又一重要原因)

(二)一对相对性状的遗传试验

学生阅读教材P20～21。

教师出示挂图:高茎豌豆和矮茎豌豆的杂交试验。

讲述:用纯种的高茎豌豆和纯种的矮茎豌豆作亲本进行杂交。无论正交还是反交，杂交后的第一代(简称子一代，用F1表示)总是高茎的。

提问:子一代为什么全是高茎；矮茎性状哪里去了?

学生回答:(略)

讲述:带着这个疑问，我们看看孟德尔是怎样做的。他让子一代高茎豌豆自交，得到的子二代植株中既有高茎也有矮茎。

提问:子二代出现的两种性状，能提示我们什么?

学生回答:矮茎性状在子一代中并没有消失，只是没有表现出来。

教师讲述: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。子二代中同时显现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∶l。请问学们注意这个比例。

设疑:豌豆的其他相对性状杂交情况如何呢?

教师出示:孟德尔做的豌豆杂交试验的结果投影。学生观察、比较，发现杂交子二代都出现了性状分离现象，且显性性状与隐性性状的数量比接近3∶1，具有规律性。

巩固练习：

1.孟德尔杂交试验选用什么材料?为什么?

2.什么是相对性状?拟人为例举例子。

3.下列各组中属于相对性状的的是()

A.狗的长毛与黑毛 B.羊的白毛与牛的黄毛

C.桃树的红花和绿叶 D.人的双眼皮和单眼皮

答案:1.略2.略3.D

4.纯种甜玉米和纯种非甜玉米间行种植，收获时发现甜玉米果穗上有非甜玉米籽粒，而非甜玉米果穗上无甜玉米籽粒。原因是()

A.甜是显性性状B.相互混杂C.非甜是显性性状D.相互选择

分析:纯种甜玉米和纯种非甜玉米之间相互授粉，甜玉米的果穗上全表现为非甜，说明非甜是显性性状，甜玉米的果穗上出现非甜籽粒也说明非甜是显性性状。

答案:C

5.玉米高秆对矮秆为显性。矮秆玉米用生长素处理后长成高秆，使其自交得到F1植株是()

A.高矮之比是1∶1B.全是矮秆 C.高矮之比是3∶1D.全是高秆

分析:生长素作用于植物，促使细胞体积的增大引起植株快速生长，但不影响内部基因组成，因此，用生长素处理后长成的高秆玉米仍然受隐性基因控制，自交后代不发生性状分离。

答案:B

(三)对分离现象的解释

提问:生物的性状是由什么控制的?

回答:基因。

学生活动:阅读教材P21～23。

教师讲述:在孟德尔当时的年代，生物学还没有建立基因概念，孟德尔认为生物的性状是由遗传因子(后改称为基因)控制的。显性性

状由显性基因控制，如高茎用大写字母D表示，隐性性状是由隐性基因控制，如矮茎用小写字母d表示，在生物的体细胞中，控制性状的基因是成对的。

提问:DD或dd产生的配子是什么?通过哪种分裂方式产生的?

学生回答:D或d，通过减数分裂。

教师讲述:由于基因D对d的显性作用，所以F1(Dd)只表现出高茎性状，而矮茎性状表现不出来。

提问:Fl(Dd)自交时，可产生哪几种配子?

学生回答:D和d两种数目相等的配子。

教师讲述:由于在受精时，雌雄配子随机结合，F2便可产生三种基因组合:DD、Dd、dd，且它们的数量比为1∶2∶1。由于D对d的显性作用，F2的性状表现有两种类型，高茎和矮茎，且数量比为3：1。

学生活动:阅读教材P32，思考什么是纯合子?什么是杂交子?它们在遗传中各有什么特点?

在学生讨论的基础上教师讲述: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(真实遗传)。 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。

巩固训练

* 某水稻的基因型为Aa，让它连续自交，(从理论上讲F2的基因型纯合体占总数的( )

A.1/2B.1/4C.3/4D.1

分析：P:AaFl:l/4AA；2/4Aa；1/4aa，F1 F2中只有1/2Aa自交产生1/2×1/2Aa，其余全部为纯合体。

答案:C

下面我们来做一个模拟小实验，来说明一下孟德尔假设推论出的上述几种基因组合及数量比是否正确。

(四)性状分离比的模拟实验

观察:教师将事先准备好的两个塑料小桶放在讲桌上，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)。向乙桶里分别放人另两种颜色(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。

学生活动: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，结合为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。

提问:随机抓取10次，请同学们统计结果，是否出现三种基因组合，且基因组合比是否为1∶2∶1?

回答:不是。

提问:如果连续抓取100次或更多次，情况又会怎样呢?

学生回答:会越来越接近孟德尔的假设推论。

教师讲述:由这一模拟试验我们知道了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l0株是得不出这一结论的。同时，通过这一试验，也证明了孟德尔的假设推论是成立的。

(五)对分离现象解释的验证---测交法

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。

测交就是让F1与隐性纯合子杂交，这个方法可以用来测定F1的基因组成。

学生活动:上黑板写出测交的遗传图解。

提问:如何由测交来判断F1的基因组成?

学生回答:测交后代如果出现两种基因组合,即F1为杂合子，若后代只有一种基因组合，即F1为纯合子。

教师讲述:孟德尔所做的测交试验结果，符合预期的设想，从而证明了F1在形成配子时，成对的基因发生了分离，分离后的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，才证实了基因位于染色体上，并且成对的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。

(六)基因分离定律的实质

学生活动:看多媒体课件---减数分裂过程。

教师讲述:先掌握等位基因的概念。

遗传学上，把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。

在减数分裂中，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。

学生活动:集体归纳。

分离定律的实质是: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；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，独立地随配子遗传给后代。

巩固训练

1.什么是纯合子，什么是杂合子，它们在遗传中各有什么特点?

2.基因分离定律的实质是什么?

3.一只杂合的白色公羊的精巢中的100万个初级精母细胞产生的全部精子中，含有隐性基因的个数是()

A.25万B.50万C.100万D.200万

答案:1.略2.略3.D

4.P27复习题第二题、第三题l、2小题。

5.用黄色公鼠a分别与黑色母鼠b和c交配，在几次产仔中，母鼠b产仔为9黑6黄，母鼠c产的仔全为黑色。那么亲体a、b、c中为纯合体的是()

A.b和cB.a和cC.a和bD.只有a

分析:据黄色公鼠a × 黑色母鼠c→后代全为黑色，则黄色为隐性性状，黑色为显性性状，黄色公鼠为纯合体，黑色母鼠c为显性纯合体。又据黑色母鼠b与黄色公鼠a交配；后代中出现性状分离可知b为杂合体。

答案:B

6.一对双眼皮的夫妇一共生了四个孩子，三个单眼皮和一个双眼皮，对这种现象最好的解释是()

A.3∶1符合基因的分离定律 B.该遗传不符合基因的分离定律

C.这对夫妇每胎都有出现单眼皮的可能性 D.单眼皮基因和双眼皮基因发生了互换

分析:椐题意双眼皮夫妇生出单眼皮孩子可知，双眼皮对单眼皮为显性，且这对夫妇都是单眼皮基因的携带者。由基因的分离定律可知，这对夫妇每胎都有出现单眼皮孩子的可能性，并且不同胎次互不影响。该遗传在后代数量较少的情况下，是完全可能出现上述比例的。它仍然符合基因的分离定律。

答案:C