對《基因的分離定律》的教學設計與反思

李治國

一、知識結構

1.遺傳學奠基人——孟德爾；

2.孟德爾的豌豆雜交試驗；

3.一對相對性狀的遺傳試驗；

4.對分離現(xiàn)象的解釋。

二、教學目標

1.知識與技能目標

（1）了解遺傳基本規(guī)律研究的一般方法——雜交法。

（2）理解一對相對性狀的遺傳實驗及其解釋。

2.過程與方法目標

（1）通過了解孟德爾的雜交試驗過程，掌握研究問題的一般方法。

（2）通過學習分離定律培養(yǎng)學生分析問題解決問題的能力。

3.情感態(tài)度價值觀目標

（1）運用辯證唯物主義的觀點分析和認識生物體生命活動的基本規(guī)律，逐步樹立科學的世界觀。

（2）通過孟德爾八年試驗研究事跡，進行熱愛科學、獻身科學的教育。

三、教學重點、難點

對分離現(xiàn)象的解釋，引導學生逐步分析得出結論，并用模擬實驗加深理解。

四、課時分配

第1課時：1.遺傳學奠基人——孟德爾；

2.孟德爾的豌豆雜交試驗；

3.一對相對性狀的遺傳試驗；

4.對分離現(xiàn)象的解釋；

第2課時：1.對分離現(xiàn)象解釋的驗證；

2.基因的分離定律的實質；

第3課時：1.基因型和表現(xiàn)型；

2.基因分離定律在實踐中的應用及事例分析。

五、教學流程

1.引言

一對夫婦都有耳垂，卻生了一個沒有耳垂的小孩。難道這個小孩不是他們的嗎？另一對夫婦，一個是A型血，一個是B型血，卻生了一個O型血的小孩。難道這個小孩也不是他們的嗎？或是有什么問題？但從遺傳學角度來看，沒有問題，一點都不奇怪，完全符合遺傳規(guī)律。為什么呢？學習了今天的課程你就能找到答案。

今天我們就來一起學習第六章第二節(jié)《遺傳的基本規(guī)律》的第一個內容《基因的分離定律》。

基因的分離定律是由孟德爾最先揭示的（同時出示投影標題板書：1.遺傳學奠基人——孟德爾，隨后出示投影片介紹孟德爾生平）。

2.過渡

孟德爾之所以能成功地揭示出遺傳學兩個基本定律，除了他對自然科學的熱愛和堅持不懈的精神外，還在于他正確的實驗方法。他實驗成功的原因主要有哪些呢？下面我們來看下一個課題：孟德爾取得實驗成功的原因。

3.重點講解

（1）正確的選擇實驗材料

孟德爾采用豌豆作為實驗材料，是因為豌豆是自花傳粉植物。自花傳粉是花粉落到同一朵花的柱頭上。異花傳粉是花粉落到另一朵花的柱頭上。異花傳粉時，可能發(fā)生在不同植株之間，甚至是不同品種的植株之間。為什么要選擇自花傳粉的植物為實驗材料呢？

學生討論后回答：自花傳粉與異花傳粉植物相比，它不會受到外來花粉的干擾。因此，用豌豆做人工雜交試驗時，結果既可靠又容易分析。

教師：再加之不同豌豆品種之間同時具有多對相對性狀。（對照投影講解）如豌豆的高莖與矮莖、圓粒與皺粒、豆莢的黃色與綠色等都是相對性狀。正因為豌豆不同品種間具有多對相對性狀，使得雜交實驗的結果很容易觀察和分析。我們順便了解一下，什么叫相對性狀。

首先請同學們來觀察幾對相對性狀，判斷幾組性狀是否是相對性狀，增加對相對性狀的感性認識，然后歸納相對性狀的概念和相對性狀是同一生物同一性狀的不同表現(xiàn)類型。

（2）從簡單問題入手，解決復雜問題

由于生物個體的多種性狀往往是同時存在，不便于觀察和分析。所以孟德爾先從每一對性狀的遺傳開始研究，使問題簡單化。

（3）使用了統(tǒng)計方法對實驗結果進行分析

由于上述三個主要原因，使孟德爾成功取得了遺傳研究的成功。孟德爾是通過什么途徑來研究遺傳規(guī)律的呢？是豌豆的雜交實驗，雜交是遺傳學研究最基本的方法。但豌豆的雜交是如何操作的呢？

學生：人工異花傳粉。

教師：如果在人工異花傳粉之前就自花授粉了呢？

學生：先去雄，待花未成熟時就對花進行去雄處理。

教師：去雄處理后要對花進行套袋，防止外來花粉干擾。待花成熟以后，取另一品種的花粉涂在雌蕊柱頭上，完成雜交操作。提供花粉的植株叫父本，接受花粉的叫母本。

孟德爾首先用高莖豌豆與矮莖豌豆進行雜交。請同學推測一下它的后代是高莖還是矮莖呢？

學生：可能是高莖，也可能是矮莖。

教師：子一代，用F1表示是高莖。

有同學可能會說，雜交時是將高莖作為父本的吧。（講解）無論是用高莖做母本進行正交，還是用高莖做父本進行反交，子一代總是表現(xiàn)為高莖。子一代為什么不表現(xiàn)為矮莖呢？

孟德爾又用子一代進行自交，結果子二代中同時表現(xiàn)出高莖和矮莖現(xiàn)象，而且孟德爾對子二代進行統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，高莖與矮莖的數(shù)量比接近于3：1。

為什么會出現(xiàn)上述現(xiàn)象呢？

為了描述的方便，我們首先來學習幾個概念。

（出示投影片：圖《雜交后代性狀的表現(xiàn)》）

對照圖提問：為什么將高莖叫作顯性性狀，短莖叫作隱性性狀？

學生：高莖表現(xiàn)得多一些。

教師：正確。但除此現(xiàn)象外，有更準確的定義。

教師補充：（指示圖同時講述）純種親本雜交時，將子一代表現(xiàn)出的性狀叫作顯性性狀。將子一代沒有表現(xiàn)出的性狀叫作隱性性狀。將雜交后代同時表現(xiàn)出顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象叫作性狀分離。

所以，實驗現(xiàn)象我們也可以描述為：

①子一代：只表現(xiàn)出顯性性狀；

②子二代：性狀分離；

③子二代：顯性性狀：隱性性狀≈3：1。

上述現(xiàn)象是否有偶然性呢？能說明遺傳的普遍規(guī)律嗎？孟德爾又對另外6對相對性狀做了類似的雜交實驗都表現(xiàn)出同樣的結果。這說明一定有內在的規(guī)律。

孟德爾經(jīng)過反復思考對此做出了解釋。孟德爾認為：性狀是由基因控制的，控制顯性性狀（如高莖）的基因是顯性基因，用大寫英文字母（如D）表示，控制隱性性狀（如矮莖）的是隱性基因，用小寫英文字母（如d）表示。如純種高莖豌豆的體細胞中含有成對的基因DD，純種矮莖豌豆的體細胞中含有成對的基因dd。

教師：在體細胞中基因成對存在的原因是什么呢？

學生：成對基因分別存在于同源染色體上。

（出示投影片：雜交分析圖解）

指示投影片并講解：生物體在形成配子生殖細胞——配子時，成對的基因彼此分離，分別進入不同的配子。

教師：在形成配子時，成對基因分離的原因是什么？用我們已有的知識如何解釋呢？

學生：減數(shù)分裂時同源染色體分離。

教師：（對照圖講解）因此，純種高莖豌豆的配子只含有一個顯性基因D；純種矮莖豌豆的配子只含有一個隱性基因d。受精時，雌雄配子結合，合子中的基因又恢復成對。如基因D與基因d在F1體細胞中又結合成Dd。由于基因D對基因d的顯性作用，F(xiàn)1（Dd）表現(xiàn)為高莖。在F1（Dd）自交產(chǎn)生配子時，同樣，基因D和基因d又會分離，這樣F1產(chǎn)生的雄配子和雌配子就各有兩種：一種含有基因D，一種含有基因d，并且這兩種配子的數(shù)目相等。受精時，雌雄配子隨機結合，F(xiàn)2便出現(xiàn)4種組合，3種基因型：DD、Dd和dd，并且它們之間的數(shù)量比接近于1：2：1。由于基因D對基因d的顯性作用，F(xiàn)2在性狀表現(xiàn)上只有兩類型：高莖和矮莖，并且這兩種性狀之間的數(shù)量比接近于3：1。

4.講解實驗方法

按照孟德爾的假設推論出的上述幾種基因組合及其數(shù)量比是否正確呢？下面我們不妨來做一個模擬小實驗。

同學們桌上的塑料袋中都放有黑白兩種圍棋子各20粒，我們用黑色的棋子表示含顯性基因（D）的配子，用白色的棋子表示含隱性基因（d）的配子。

（邊講邊示范）

六、小結

今天的新課就學習到這里，讓我們來回顧一下今天學習的內容。我們今天了解了基因的分離定律是由孟德爾最先揭示的，孟德爾取得成功的原因，孟德爾的豌豆雜交實驗操作及現(xiàn)象，孟德爾對實驗現(xiàn)象的解釋等內容。孟德爾有關分離現(xiàn)象的解釋是否正確呢？根據(jù)實驗方法，我們還需要加以驗證，下節(jié)課我們將繼續(xù)討論有關對分離現(xiàn)象解釋的驗證。

七、教學反思

基因分離定律是遺傳學基本規(guī)律，是有絲分裂、減數(shù)分裂、受精作用、個體發(fā)育、遺傳的物質基礎，三大遺傳規(guī)律、可遺傳的變異、生物的進化這條主線上的重要環(huán)節(jié)，它承上啟下，減數(shù)分裂是基因分離定律的細胞學基礎，自由組合定律又是在基因分離定律基礎上總結出來的，它是培養(yǎng)學生知識遷移能力，提高學生分析問題解決問題的好時機。

（作者單位：湖北省宜昌市第二中學）

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