第1节孟德尔的豌豆杂交实验一.docx

1、第1节孟德尔的豌豆杂交实验一第1章 遗传因子的发现第1节 孟德尔的豌豆杂交实验（一） 【三维目标】 1.知识与技能 （1）认知孟德尔一对相对性状的遗传实验。（2）认知孟德尔分离定律的内容和实质。 （3）理解自交、杂交、测交、正交、反交、性状、相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离、纯合子、杂合子和分离定律等概念。（4）运用分离定律解释一些遗传现象。 2.过程与方法 （1）自主探究：性状分离的模拟实验。（2）相互交流：对分离现象的解释，体会孟德尔对杂交实验分离现象解释的假说。 （3）自主学习：通过互联网、图书馆、新华书店等多种渠道,收集遗传学之父孟德尔的个人资料等。 3.情感态度与价值观 （1）

2、体验孟德尔遗传实验的科学方法和敢于质疑、勇于创新，以及严谨求实的科学态度和科学精神。 （2）尝试进行杂交实验的设计。【教学重点】 1.一对相对性状的遗传实验。2.对分离现象的解释。3.对分离现象解释的验证。4.分离定律的内容和实质。【教学难点】 1.对分离现象的解释。2.对分离定律的理解。【教具准备】 1.实验材料和用具 2.孟德尔豌豆杂交实验（一）课件【课时安排】 本节内容需安排两个课时进行教学 第一课时 一对相对性状的遗传实验 对分离现象的解释第二课时 性状分离比的模拟实验 对分离现象解释的验证 分离定律第一课时【教学过程】 一、课前准备 1.学生查找孟德尔的生平资料2.一对相对性状的杂交

3、实验遗传图3.认知豌豆适于杂交实验的生物学特征 二、情境创设 课室（或多媒体课室）屏幕显示：问题探讨人们曾经认为两个亲本杂交后，双亲的遗传物质会在子代体内发生混合，使子代表现出介于双亲之间的性状。这种观点也称做融合遗传。讨论：1.按照上述观点，当红牡丹与白牡丹杂交后，子代的牡丹会是什么颜色？2.你同意上述观点吗？说说你的理由。 三、师生互动以上问题的呈现激发了学生的求知欲望。很快把学生引入新课，进入学习状态。屏幕显示课题：第一节 孟德尔的豌豆杂交实验（一） 同学们，遗传是生物界普遍的现象，但其中的奥秘却隐藏至深啊！让我们从140多年前孟德尔的植物杂交实验开始，看看科学家们是如何探索其奥秘的！1

4、.孟德尔的生平简介师：请同学们把课前收集到的孟德尔的生平资料互相交流一下。哪位同学能把你收集整理的孟德尔的生平资料在课堂上与大家共享呢？生：孟德尔于1822年7月22日,出生于奥地利一个贫寒的农民家庭。从小爱劳动，念中学时就对自然科学发生了兴趣。21岁做了修道士.以后,当过中等学校的代理教员。在此期间，业余时间进行科学实验。他对天文、气象、园艺和养蜂等都进行过研究。其中杂交实验，潜心研究了8年。而豌豆的杂交实验是非常成功的。他对科学研究工作严肃认真，在自己的通信中说过，“从春到秋，天天都要全神贯注、小心翼翼地监视着实验”。他通过观察对比、统计分析，从大量的数据中揭示了两个遗传规律,成为遗传学的

5、奠基人！师：同学们,这位同学对孟德尔的生平描述得怎么样？生：很不错。使我们从他的介绍中感受到了遗传学的奠基者孟德尔进行科学实验时所表现出的科学精神和科学态度。2.豌豆适于杂交实验的生物学特征。师：为什么用豌豆作遗传实验材料容易取得成功？生：豌豆是闭花自花授粉的植物,自然状态下是纯种。用豌豆做人工杂交实验，结果既可靠，又容易分析；同时，豌豆还有易于区分的性状，实验结果很容易观察和分析豌豆的花大,便于人工授粉。因此，豌豆是理想的遗传实验材料。孟德尔经过观察,在34个豌豆品种中选择了七对相对性状。如茎的高度：高茎和矮茎这是一对性状。相对性状是指：同一种生物同一性状的不同表现类型。他首先是对每对相对性

6、状的遗传各自进行研究的。3.一对相对性状的遗传实验孟德尔是如何进行豌豆的杂交实验的呢？下面我们一起来看看孟德尔的一对相对性状的遗传实验。大家先围绕以下问题各自看书（课本P36）,进行自主学习.然后同桌同学进行讨论，交流学习的信息。（1）注意弄清以下几组概念的含义。 亲本、母本、父本 杂交、自交、正交、反交、测交 性状、相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离（2）在杂交实验中孟德尔选择的是什么样的亲本？他是如何设计杂交类型的？（3）孟德尔在一对相对性状的遗传实验中观察到了哪些实验现象？（4）你能用图解表示出孟德尔一对相对性状杂交实验的过程吗？思考题参考答案（1）见教材内容（2）孟德尔选择的是纯种

7、高茎豌豆和纯种矮茎豌豆作亲本。在杂交亲本的选择上既用高茎作母本（接受花粉的称母本）,矮茎的作父本（传出花粉的称为父本）；同时又用高茎作父本，矮茎作母本。如果将第一种杂交类型称为正交，那么第二种杂交类型就称为反交了。但不管是正交，还是反交，F1都有表现高茎。（3）孟德尔观察到的实验现象是 F1都是高茎的。即F1只表现一个亲本的性状高茎 F2出现了性状分离。即出现了两个亲本性状，高茎和矮茎。且高茎与矮茎之比是接近3：1。 孟德尔一对相对性状杂交实验遗传图解。P 纯种 纯种 高茎豌豆 矮茎豌豆F1 高茎 性状表现： 高茎 矮茎F2 个体数 787 277比值： 3 ： 1师：从同学们交流自主学习信息

8、的情况看，绝大部分同学对一对相对性状的遗传实验的设计和实验过程理解、掌握得比较好。也能用图解的方式来表示孟德尔的杂交实验过程。这说明大部分同学有一定的自主获取知识的能力。这是值得赞赏的（鼓掌）！为什么F1只表现高茎？为什么F2出现了性状分离？且分离比为3：1？4.对分离现象的解释孟德尔在对豌豆杂交实验观察统计分析的基础上，果断地摒弃了前人融合遗传的观点，通过严谨的推理和大胆的想象，对分离现象的原因，提出了独到的假说。师：孟德尔认为生物的性状由什么决定的？生：由遗传因子决定的。（第一次提出遗传因子的概念）师：遗传因子有什么特点？生：遗传因子的特点有：独立的颗粒状，互不融合，在传递中不会消失，每个

9、遗传因子决定着对应的性状。师：遗传因子有哪些类型及与性状有何关系？如何表示呢？生：孟德尔认为遗传因子有显性和隐性之分。显性遗传因子控制显性性状，用大写字母表示；隐性因子控制隐性性状，用小写字母表示。师：遗传因子在体细胞中的存在形式怎样？生：孟德尔认为遗传因子在体细胞中是成对存在的。纯种高茎豌豆体细胞中有成对的遗传因子DD。而纯种矮茎豌豆的体细胞中有成对的遗传因子dd。体细胞中由相同的遗传因子组成的个体就叫纯合子。师：F1细胞中遗传因子是怎样的呢？生：F1细胞中遗传因子也是成对的。从F1自交产生的后代出现隐性性状看,F1细胞中必然含有隐性遗传因子。其体细胞中成对的遗传因子应是Dd。师：大家能从中

10、推断出F1为什么都表现高茎的原因吗？生：对以上事实和老师提出的问题同学们进行认真的分析、讨论。有些同学跃跃欲试，想谈谈自己分析推断的结果。其中有几位同学阐述了自己的认知：因为显性遗传因子(D)和隐性遗传因子（d）在一起时，只表现控制豌豆高茎的遗传因子所控制的性状，可见豌豆的高茎对矮茎高茎是显性性状,而矮茎是隐性性状。而隐性性状是在F1表现不出来的。所以，不管是正交还是反交，F1才全部表现高茎。师：这几位同学依据孟德尔的假设进行的分析推断是完全正确的。给大家解开了F1为什么全部是高茎的奥秘。象F1这样的，由成对的控制相对性状的显性遗传因子和隐性遗传因子组成的个体称杂合子。遗传因子在生殖细胞中的存

11、在与在体细胞中的存在有什么不同吗？生：遗传因子在生殖细胞中是成单存在的。这就是它们之间的不同。（通过比较，可加深理解和记忆）师：你能分析遗传因子在生殖细胞中成单存在的原因吗？生：依据孟德尔的假设，在形成生殖细胞的时候。成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。所以，生殖细胞中只含有成对遗传因子中的一个。因而也就形成了比值相等的雌、雄两种配子。师：在受精作用是时，雌雄配子结合的行为是怎样的？生：孟德尔认为，雌雄配子的结合是随机的。含有D和d遗传因子的雌雄配子之间结合的机会是均等的。师：F1产生的雌雄配子之间的遗传行为会产生怎样的结果？生：从课本P5图15看,F1（Dd）在形成生殖细胞时,各产

12、生两种类型比值相等的雌、雄配子。由于雌雄配子之间的结合机会相等,因此，在F2体细胞中出了三种类型的遗传因子的组合。即：DD、Dd、dd，它们的比值是1：2：1。由于DD 和Dd表现高茎。dd表现矮茎。所以F1自交得到的F2出现了性状分离。分离比是：3：1 。F2个体数目越多，统计的结果越是接近3：1的理论值。四、教师精讲前面，我们对孟德尔的生平和对豌豆的生物学特征进行了认知。着重学习了孟德尔的一对相对性状的遗传实验。特别对孟德尔的假设对分离现象的解释进行了细致认真的讨论。下面我想着重讲一讲关于孟德尔杂交实验设计和对实验现象的解释等问题。以加深同学们对这些问题的理解。 1.为什么孟德尔成为遗传学

13、的奠基者？首先是由于孟德尔对自然科学的热爱和兴趣,对待杂交实验的科学态度和科学精神；其次是他善于观察比较，找到了理想的遗传实验材料豌豆；第三,他用数学统计的方法分析实验结果揭示其内在规律。这是孟德尔获得实验,成为遗传学奠基者的主要原因。 2.孟德尔对豌豆杂交实验进行了精心的设计。如他从34个豌豆品种中选择了七对易于区分的相对性状进行实验；将亲本分别进行正交反交对比观察；将F1自交，观察和统计分析F2的表现。这些都表现了孟德尔严谨科学求实的逻辑思维方法和设计思路。这是他对待科学实验的科学精神和科学态度的具体体现。 3.在对F2分离现象的解释时，孟德尔果断地否定了前人融合遗传的观点，而大胆地提出了

14、自己对分离现象的解释的独到的假说。他认为： （1）生物的性状是由遗传因子决定的。遗传因子间有独立、互不融合、不会消失的特征。 （2）遗传因子在体细胞中是成对存在的,而在生殖细胞中则是成单存在的。 （3）在受精作用过程中，雌、雄配子（即生殖细胞）的结合是随机的,机会是均等的。 孟德尔运用这些假说的基本观点、基本原理，解释了豌豆杂交实验中F2出现性状分离现象的机理。这在认知过程中，是从实践上升到理论，从感性上升到理性的过程。这是符合认知的一般规律的。这就是孟德尔科学思维方法之严密科学之所在。同学们，你们认为呢？ 五.评价反馈 1.用遗传图解法表示孟德尔一对相对性性状的遗传实验。（以此检测反馈学生对

15、孟德尔豌豆的一对相对性状实验设计和实验过程的理解） 2.孟德尔一对相对片状杂交实验的实验现象是什么？为什么F2出现性状分离？孟德尔怎样解释F2出现的性状分离的？从中折射出孟德尔是怎样一个人？ （答案：略，详见前“师生互动”和“教师精训”栏目。） 六 .课堂小结孟德尔的生平简介豌豆与杂交实验有关的生物学特征一对相对性状的杂交实验对F2出现性状分离的解释 1.选择题 （1）豌豆在自然状态下是纯种的原因是A豌豆品种间性状差异大 B豌豆先开花后授粉C豌豆是闭花自花授粉的植物D豌豆是自花传粉的植物 （2）下列各项中属于相对性状的是A.玉米的黄粒和圆粒 B家鸡长腿和毛腿 C绵羊的白毛和黑色 D豌豆的高茎和

16、豆荚的绿色 （3）用纯种高茎豌豆（DD）与纯种矮茎豌豆（dd）杂交，得到F1全为高茎，将F1自交得F2，发现F2中高茎：矮茎为3：1。实现F2中高茎：矮茎为3：1的条件是AF1形成配子时，遗传因子分离，形成两种配子B含有不同遗传因子的配子随机结合C含有不同遗传因子组合的种子必须有适宜的生长发育条件D只需A项条件，而不需B、C两项条件（4）下列叙述正确的是A纯合体测交后代都是纯合体B纯合体自交后代是纯合体C杂合体自交后代都是杂合体D杂合体测交后代都是杂合体 （5）桃果实表面光滑对有毛为显性，在毛桃的植株上授以纯合光桃的花粉，该雌蕊发育成的果实应为：A毛桃 B光桃 C毛桃的概率为1/3 D光桃的概

17、率为1/3 （6）羊的毛色白色对黑色为显性。两只杂合白羊为亲本，接连生下了3只小羊是白羊，若它们再生第4只小羊，其毛色 A一定是白色的 B是白色的可能性大C一定是黑色的 D是黑色的可能性大2.科学家发现了一只罕见的白色雄猴，请你设计一个最佳方案，可以较快地让这只白色雄猴繁殖成一群白色猴群。【板书设计】 第二课时【教学过程】 一、课前准备 1.预习和准备“性状分离比的模拟实验” 2.设计“性状分离比的模拟实验”实验结果记录表 3.高茎豌豆与矮茎豌豆杂交实验遗传分析图解 二、情境创设 实验室屏幕上显示：纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆杂交实验遗传分析图解，同时显示如下问题（1）孟德尔提出解释F2分离现象

18、假说的基本观点有哪些？（2）你能用孟德尔的假说解释分离现象吗？（3）你能用什么形式来体验孟德尔的假说？ （答案：（1）（2）略，见本节第一课时“师生互动”和“教师精讲”栏目内容；（3）用模拟性状分离比的模拟实验来体验孟德尔的假说） 三、师生互动 刚才同学们运用孟德尔对分离现象解释的原理解释了一对相对性状杂交实验的实验现象,特别是对实验现象中F2代出现性状分离的奥妙进行了分析。从中看出同学们对孟德尔对分离现象解释的假说有一定的理解。如何进一步去体验孟德尔的假说呢？生：（异口同声地）“做性状分离比的模拟实验”。（这是课前预习所带来的课堂效应！）1、性状分离比的模拟实验师：现在我们来做“性状分离比的

19、模拟实验”。让同学们来体验孟德尔的假说。生：通过模拟实验，认识和理解遗传因子的分离和配子的随机结合与数量之间的性状关系，从而体验孟德尔的假说。师：做这个实验的理论依据是什么？请同桌同学一起讨论,弄清这个问题。以便更好地做好实验。在同学们讨论后，教师作了如下归纳： 总的说，做这个实验的理论依据是：依据分离规律的原理。具体说就是依据孟德尔对分离现象解释的基本原理进行的。即：进行有性生殖的生物（如.杂合体）在形成配子时,成对的控制相对性状的遗体因子彼此分离，形成两种类型、比值相等的雌雄配子；受精时，雌雄配子随机结合，且结合的机会相等。所以，F1（杂合子）自交产生的F2会发生性状分离。本实验就是模拟雌

20、雄配子的随机结合的过程而产生的结果（实验现象，即性状分离的事实）来实验孟德尔的假说的。 师：屏幕显示： 方法步骤 （结论：F1F2，F2中会出现性状分离，其性状分离比为3：1。模拟实验成功，重复的次数越多，实验结果越准确。） 下面同学们按课前的准备，进行分组实验，并作好实验记录。实验过程中应注意排除一些影响实验结果的因素。课前各小组已进行了讨论认知 教师巡视各小组进行实验的情况。 实验结果记录表综合各小组设计而制做的,课前每小组分发了两份次序12345678910111213统计比例甲D:d=乙D:d=合子DD:Dd:dd=次序14151617181920212223242526统计比例甲D:

21、d=乙D:d=合子DD:Dd:dd=次序27282930313233343536373839统计比例甲D:d=乙D:d=合子DD:Dd:dd=次序4041424344454647484950统计比例甲D:d=乙D:d=合子DD:Dd:dd=DD占比率为 。Dd占比率为 。Dd占比率为 。 各小组统计实验结果：DD占比率为 。Dd占比率为 。Dd占比率为 。统计全班实验结果： 学生分析实验结果讨论实验结论，体验孟德尔的假说。 2.对分离现象解释的验证 前面我们通过“性状分离比的模拟实验”，对遗传因子的分离和配子的随机结合与性状之间数量关系有了进一点的认识。但对分离现象的解释假说是否符合实际？还是

22、不能确定。于是孟德尔巧妙地设计了测交实验进行验证。 师：什么是测交？大家看书回答。 生：测交是将F1隐性亲本杂交，用以测定F1遗传因子的组成。师：假设孟德尔对分离现象的解释是正确的（也就是说孟德尔提出的假说是正确的）。请同学们预测一下测交的结果。生：如果孟德尔提出的假说是正确的，F1（Dd）就应能产生两种类型的生殖细胞。即含有遗传因子D的生殖细和含有d的生殖细胞。而隐性亲本（dd）只产生含有d的生殖细胞。雌、雄生殖细胞结合,测交后代是： Dd（高茎）:dd（矮茎）为1：1。师：孟德尔测交实验的结果是怎样的？生：孟德尔测交实验的结果是： （F1）Dd（高茎） dd（矮茎） Dd（高茎）：dd（矮

23、茎）=30：341：1师：请同学们把孟德尔预期的和实际测交结果比较一下，看两者的情况怎么样？生：（异口同声地）实际测交结果与预期理论值相同。这说明孟德尔对分离现象的解释（即孟德尔提出的假说）是完全正确的。师：科学研究常用的一种方法叫做什么方法？生：叫做假说演绎法。师：学生看书，弄明什么叫假说演绎法。想一想，孟德尔在整个豌豆杂交实验过程中是不是运用这种方法的？生：学生看书，讨论交流。师：大家知道什么是归纳法吗？生：归纳法，也即归纳推理。它是从个别的特殊的事物出发，推出关于该类事物的一般原理的结论。其推理方向是由特殊到一般。它与演绎法是相反的。3.分离定律师：孟德尔一对相对性状的实验结果及其对实验

24、结果的解释，后人把它归纳为孟德尔第一定律，又称为分离定律。分离定律的实质是什么呢？生：F1细胞中成对的控制相对性状的遗传因子，在形成生殖细胞时彼此分离，分离后进入不同的配子中,随配子遗传给后代。简言之，分离定律的实质是体细胞中成对的控制相对性状的遗传因子彼此分离。师：分离定律的内容有哪些？生：总的说分离定律的内容包括两个方面。一是指：在生物体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；二是指：在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。四、教师精讲同学们，前面我们一起学习了性状分离比的模拟实验和测交实验,在师生互动过程中,我相信大家对以上

25、问题有了一定的理解。下面我想谈谈我的认知,以期能对大家有所帮助。1.性状分离比的模拟实验，就是模拟F1自交产生F2的性状分离及其比值的情况的。用以体验孟德尔提出的假说。孟德尔是用数学统计的方法来分析实验现象，揭示其内在规律的。因此，在模拟实验中模拟实验成功的次数、重复的次数越多，实验越准确。这是取得实验成功的关键。 2.为了验证对分离现象的解释即孟德尔提出的假说是否正确，孟德尔设计了巧妙的、使人折服的测交实验。测交实验的结果证明了其假说是正确的。大家要很好地学习和理解课本P7图16：一对相对性状测交实验的分析图解。并能运用测交实验的原理分析解答自然界即生物界和人类的一些遗传现象。3.孟德尔在豌

26、豆杂交实验的全过程,其所运用的科学方法的具体体现是：实验设计（理论认识）进行实验（观察分析、提出问题）解释实验（提出假说）测交实验（验证假说）对照分析验证结淪分析归纳总结规律分离定律。这就是孟德尔在杂交实验过程中所表现出的严密的逻辑思维过程。这种逻辑思维方法叫假说演绎法。同学们，我们应该认真学习领会。懂得从事科学研究（或科学实验）必须要有象孟德尔那样的科学精神、科学态度和科学方法啊！ 五、评价反馈 解答下列各题。 1.在“性状分离比的模拟实验”中：代表各种雌、雄配子的小球大小、形状、质地、重量等方面应彼此 2.某同学接连抓取三次小球的组合都是Dd，则他第4次抓取是Dd的机率是A1/4 B1/2

27、 C0 D1 3.在“性状分离比的模拟实验”中，每次抓取统计过的小球都要重新放回桶内，其原因是：（ ） A表示两种配子的数目要相等B避免小球的丢失C小球可能再次使用D避免人为误差4.分离定律的实质是：（ ）AF2子二代出现性状分离BF2性状分离比是3：1C成对的控制相对性状的遗传因子彼此分离D测交后代性状分离比为：1：15.采用以下哪一组方法，可以依次解决中的遗传问题： 鉴定一只白羊是否纯种； 在一对相对性状中区分显、隐性； 不断提高小麦抗病品种的纯合度；检验杂种子一代的遗传因子的组成A杂交、自交、测交、测交B杂交、杂交、杂交、测交C测交、杂交、自交、测交D测交、测交、杂交、自交 六、课堂小结

28、 这节课的课堂知识结构是：性状分离比的模拟实验对分离现象解释即孟德尔提出的假说的验证分离定律的实质分离定律的内容 七. 布置作业 课本P8拓展题1、2、3 八. 课后拓展 请解答下列各题1.水稻的非糯性对糯性为显性，将纯非糯性品种与糯性品种杂交得F1，取F1的花粉用碘液染色；凡非糯性花粉呈蓝色，糯性花粉呈棕红色，在显微镜下这两种花粉的微粒，非糯性与糯性的比例为：A1：1 B1：2 C2：1 D不成比例 2.有一对表现正常的夫妇，男方的父亲是白化病患者，女方的弟弟也是白化病患者，但女方双亲表现正常。这对夫妇生出白化病的孩子的概率是A1/2 B2/3 C1/4 D1/6 3.蜜蜂的体色褐色对黑色为

29、显性，控制一对相对性状的遗传因子在常染色体上。现有褐色雄蜂与黑色雌蜂杂交，则F1蜜蜂体色是： A全部是褐色B褐色：黑色=3：1C母蜂和工蜂都是褐色，雄蜂都是黑色D母蜂和工蜂都是黑色，雄蜂都是褐色 4.已知小麦抗锈病是由显性基因控制，让一株杂合子小麦自交得F1，淘汰掉其中不抗锈病的植株后，再自交得F2，从理论上计算，F2中不抗锈病占植株总数的（ ）A1/4 B1/6 C1/8 D1/16 5.具有一对遗传因子的杂合体，逐代自交3次，在F3中纯合体比例为：A1/8 B7/8 C7/16 D9/16 6.孟德尔遗传定律不适于原核生物，是因为原核生物 A没有细胞核 B没有遗传物质C没有完整的细胞器 D主要进行无性生殖【板书