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《基因的自由组合定律》课例分析
作者:吴锡林 来源:万州高级中学向帮中 点击:21948次 评论:0


 

 

摘自:《重庆市万州区教育科学研究所》

[摘要]:自由组合定律是高考的热点内容,重点考查内容,也属于教学中的难点内容。本人贯彻落实新课程标准的教学理念,应用探究式、启发式、自主学习等相结合的教学方法,采用多媒体、分析图谱、模拟实验、互相讨论等教学手段,潜移默化地培养学生观察、思考、合作与交流的能力。进一步增强学生对自由组合定律的理解,提高学生分析问题、解决问题的能力,以适应高考的需要。实践证明,收到了良好的效果。

[关键词]:自由组合定律、新教学理念、教学效果好

1、教学预想:

在近几年的高考中,基因的自由组合定律是高考的热点内容、重点考查内容,也属于教学中的难点内容,选择题多以考查基本知识点的综合为主,简答题多考查知识的运用能力。如2003年全国卷的第26题,考查的主干知识是基因自由组合定律在育种工作上的应用,在能力上主要考查学生用简单的图表和数据描述生命活动的特征的能力以及分析和解决生产实践中可能遇到的实际问题的能力。基因的自由组合定律是高中生物学的难点,很多学生感到茫然,不知如何解题,针对这种情况,应该使学生明确解题思路,通过各种经典题型的演练培养学生分析问题、解决问题的能力。通过本节课解决以下问题:

知识目标

识记:(1)两对相对性状与两对等位基因的关系;

(2)两对相对性状的遗传实验,

理解:(1)基因的自由组合定律及其在实践中的应用;

(2)对自由组合现象的解释。

(3)基因的自由组合定律的实质。

能力目标

(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)通过自由组合定律在实践中的应用及有关习题训练,使学生掌握应用自由组合定律解遗传题的技能、技巧。

情感目标

(1)通过孟德尔豌豆杂交试验所揭示的基因自由组合定律的学习,对学生进行辩证唯物主义实践观的教育。

(2)养成实事求是的科学态度,培养不断探求新知识的精神和合作精神。

2、课堂回放:

创设情景,引入新课:

师:我们伟大的奥地利遗传学家、遗传学的奠基人孟德尔通过苦苦8年的碗豆杂交实验的研究,发现了震惊世界的遗传两个定律,即基因的分离定律和自由组合定律,两大定律广泛用于农业、畜牧业、优生优育,现在培养出了高产的水稻、玉米等,给广大人民带来了福音。

通过上一节课的学习,我们了解了基因的分离定律。下面请同学们共同回忆以下几个问题:

提问:基因分离定律的实质是什么?

生:(回答:基因分离定律是:在杂合体的细胞中,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,分别进入两个配子中,独立地随配于遗传给后代。)

同学们讨论分析:孟德尔的另外两个一对相对性状的遗传实验:

生:(回答:①F1黄色豌豆自交产生两种表现型:黄色和绿色,比例为:3:1。②F1圆形豌豆自交产生F2有两种类型:圆粒和皱粒,比例为3:1。)

师:豌豆的相对性状很多,如果同一植株有两对或两对以上的纯合亲本性状进行杂交怎么遗传呢?引入新课

基因的自由组合定律

2.1孟德尔的两对相对性状的遗传试验

(展示课件)豌豆的两对相对性状的遗传试验

孟德尔的基因分离定律是在完成了对豌豆的一对相对性状的研究后得出的。那么,豌豆的相对性状很多,如果同一植株有两对或两对以上的纯合亲本性状,如:豌豆的黄色相对于绿色为显性性状,圆粒相对于皱粒为显性性状,我们将同时具有黄色、圆粒两种性状的纯亲本植株和具有绿色、皱粒两种性状的纯亲本植株放到一起来研究它们杂交后的情况的话,会出现什么样的现象?它是否还符合基因的分离规律呢?于是,孟德尔就又做了一个有趣的试验,试验的过程是这样的:

孟德尔选用了豌豆的粒色和粒形这样两个性状来进行杂交,即纯种黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆做亲本进行杂交,无论是正交还是反交,结出的种子都是黄色圆粒的。以后,孟德尔又让F1植株进行自交,产生F2中,不仅出现了亲代原有的性状----黄色圆粒和绿色皱粒,还产生了新组合的性状----绿色圆粒和黄色皱粒。在所结的556粒种子中,有黄色圆粒的315粒、绿色圆粒的108粒、黄色皱粒的101粒、绿色皱粒32粒。这四种表现型的数量比接近9:3:3:1。

2.2对自由组合现象的解释:

师:为什么会出现以上这样的结果呢?请同学们以四人小组的形式围绕以下几个问题进行讨论。(教师组织学习小组讨论,并分析问题,指定小组代表回答问题。)

师:这一试验结果是否符合基因分离定律?

方法:从一对性状(粒色、粒形)入手,看实验结果是否符合分离规律:粒色:黄色:315+101=416

绿色:108+32=140黄色:绿色接近于3:1

粒形:圆粒:315+108=423皱粒:101+32=133圆粒:皱粒接近于3:1

(回答:由此可见,从一对性状的角度去衡量这一试验是符合分离定律的。)

师:新组合的性状是如何产生的呢?(引导学生思考。)

通过对上述遗传实验的分析,在F2不仅出现了与亲本性状相同的后代,而且出现了两个新组合的形状:黄色皱粒和绿色圆粒,并且两对相对性状的分离比接近3:1。这说明什么问题?

生:(回答:这表明在F1形成配子后,配子在组合上发生了自由配对的现象。)

师:对,这表明两对性状在共同的遗传过程中性状分离和等位基因的分离是互不干扰,各自独立的。由于一对性状的分离是随机的、独立的,那么,两对性状在遗传的过程中必然会发生随机组合。

从实验结果来看,在F2中:

粒色:黄色:3/4粒形:圆形:3/4

绿色:1/4皱形:1/4

也就是说,在3/4的黄色种子中,其中应该有3/4是圆粒的,1/4是皱粒的;在1/4的绿色种子中,应该有3/4是圆粒的,1/4是皱粒的。反过来也一样,即在3/4的圆粒种子中,应该有3/4是黄色的;有1/4是绿色的。在1/4的皱粒种子中,应该有3/4是黄色;1/4是绿色。

两对性状结合起来应该是556粒种子应出现的性状

黄色圆粒:3/4x3/4=9/16556x9/16=313

黄色皱粒:3/4xl/4=3/16556x3/16=104

绿色圆粒:1/4x3/4=3/16556x3/16=104

绿色皱粒:1/4xl/4=1/16556xl/16=34

杂交实验的结果也正是如此,在556粒种子中,黄色圆粒315粒,黄色皱粒101粒,绿色圆粒108粒,绿色皱粒32粒,正好接近:9/16:3/16:3/16:1/16,即:9:3:3:1。

根据以上分析,请同学们看书:P30以上数据表明……至P31第二自然段结束。

师:孟德尔假设豌豆的粒色和粒形分别由一对等位基因控制,即黄色和绿色分别由Y和y控制)圆粒和皱粒分别由R和r控制,思考以下几个问题:

师:根据子一代的表现型,能否说明亲本的显隐性关系?

生:(回答:由于子一代表现为黄色圆粒,说明亲本中黄色相对于绿色为显性性状,圆粒相对于皱粒为显性性状。)

师:两个亲本的基因型如何表示?

生:(回答:纯种黄色圆粒的基因型为YYRR;纯种绿色皱粒的基因型为yyrr)

师:两个亲本产生配子的情况如何?F1的基因型是什么?

生:(回答:根据减数分裂的原理,YYRR产生的配子为YR,yyrr产生的配子为yr。F1的基因型为YyRr。)

提问:F1形成配子时,各等位基因之间的分离是互不干扰的,在形成配子时,不同对的非等位基因表现为随机结合。

师:请同学们思考F1产生的雌雄配子各几种?比例如何?

生:(回答:F1产生的雌雄配子各四种,即YR、Yr、yR、yr,比例为:1:l:l:1。)

师:关于杂种F1产生配子的种类和比例是发生自由组合的根本原因,也是这节课的难点。现在我们一起来分析F1产生配子的过程。杂种F1(YyRr)在减数分裂形成配子时,等位基因Y和y、R和r会随着同源染色体的分离进入不同的配子,而不同对的等位基因之间随机组合在同一配子中,F1基因型等位基因分离非等位基因之间自由组合

由于Y与R和r组合的几率相同,R与Y和y组合的几率也相同,所以四种配子的数量相同。

师:杂种F1形成配子后,受精时雌雄配子是如何随机组合的?请同学们思考F1的配子结合的方式有多少种?

生:(回答:结合方式有16种。)

师:以上结合方式中;共有几种基因型、几种表现型?

生:(回答:有九种基因型、四种表现型,表现型数量比接近于9:3:3:1。)

2.3对自由组合现象解释的验证----测交

师:问:什么是测交?这里应是谁和谁杂交?

学生回答:让F1代和双隐性亲本回交,也就是F1代和绿色皱缩豌豆杂交。

教师强调:

这是理论上推导的预期测交,即是按孟德尔提出的假说,能产生4种配子,它们的数目相等,而隐性纯合子只产生一种配子,故测交后代有4种表现型。黄圆:黄皱:绿圆:绿皱=1:1:1:1。请一位同学将上述情况用基因遗传图解表示。

2.4基因自由组合定律的实质

位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。在进行减数分裂形成配子的过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离,同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。

2.5解题思路

(1)、先确定显性、隐性

①具有相对性状的纯合子亲本杂交,子一代杂合子显现的亲本的性状为显性性状。

②据“杂合体自交后代出现性状分离”。新出现的性状为隐性性状。

在未知显/隐性关系的情况下,任何亲子代表现型相同的杂交都无法判断显/隐性。

(2)、根据表现型初步确定基因组成

(3)、根据上下代关系进一步确定基因型

(4)、再据比例确定基因型

(5)、多对等位基因一对一对考虑

2.6经典题型

2.6.1鸡的腿有毛腿、光腿,冠有豌豆冠、单冠,两对性状按自由组合定律遗传,现有一只公鸡甲与两只母鸡乙和丙,这三只鸡都是毛腿豌豆冠,用甲与乙、丙分别进行杂交,它们产生的后代性状表现如下:(腿基因用F、f表示,冠用E、e表示,性状没有出现的表示不能出现)

(1)甲×乙→毛腿豌豆冠,光腿豌豆冠

(2)甲×丙→毛腿豌豆冠,毛腿单冠

公鸡甲的基因型是___,公鸡乙的基因型是___,公鸡丙的基因型是___。

A、FFEE;B、FFEe;C、FfEe;D、FfEE

2.6.2父本为YYRr,母本为YyRr,则F1中不可能出现的基因型是()

A、yyrr;B、YYRr;C、YyRr;D、YYrr

2.6.3将白色盘状南瓜与黄色球状南瓜杂交,F1全是黄色盘状南瓜,两对性状自由组合,F1自交,产生的F2中出现有30株白色盘状南瓜,预计F2中基因型为杂合体的株数为()

A、120;B、60;C、30;D、180

2.6.4豌豆黄圆(YyRr)×某“X”杂交,后代表现型黄圆、黄皱、绿圆、绿皱比例为:3:3:1:1,某“X”基因型为:()

2.6.5有一种软骨发育不全的遗传病,两个有这种病的人(其他性状正常)结婚,所生第一个孩子得白化病且软骨发育不全,第二个孩子全部性状正常。假设控制这两种病的基因符合基因的自由组合定律,请预测,他们再生一个孩子同时患两病的几率是()

A、1/16;B、1/8;C、3/16;D、3/8

结束语:盂德尔在完成了对豌豆一对相对性状的研究以后,没有满足已经取得的成绩,而是进一步探索两对相对性状的遗传规律,揭示出了遗传的第二个规律----自由组合定律。孟德尔通过八年的豌豆实验的研究,成为伟大的遗传学家,我相信同学们今天是桃李芬芳,明天将是祖国的栋梁,通过你们刻苦努力的学习,在不久的将来也将成为伟大的科学家!

3、同行点评:

在这节生物课中,教师尊重学生的主体地位,重视学生独特情感体验,让学生在教师的组织指导下,进行自主、合作和探究式学习,鼓励学生大胆创新。将多媒体课件和多姿多彩的网络学习资源作为情景创设、既解决了教学的重点和难点,加深学生对教学内容的理解,又有助于学生的发挥学生的想象,培养学生的创新思维能力。本节课重、难点突出,师生融洽,板书设计好,效果好。

4、自我反思:

这节课的教学设计,笔者除了注意贯彻落实课程标准的教学理念,还把重点放在注重培养学生的情感态度价值观上。整个教学过程,采取分析图谱、模实验、互相讨论等教学方式,潜移默化地培养学生观察、思考、合作与交流能力和增强学生的创新能力。通过这节课,笔者深深感到:课改后把课堂还给学生是正确的,学生的学习正变得越来越主动、越来越有创造性。让学生领悟到生物学与生活、社会息息相关,从而立志提高自身的生物科学素养!通过本节课的教学,能够以高考为目标,针对同学的实情,能够突出重点,突破难点,加深理解基因自由组合定律的概念、原理、实质及其在实践中的运用,并能够在新的情景中综合运用所学知识解决一系列与有关基因自由组合定律的实际问题。使学生能够明确解题思路,培养学生分析问题、解决问题的能力,从而也培养了学生爱国、爱科学的思想品德。实践证明,这样安排是成功的,通过测试收到了良好的效果。

同时也提出了在高考有限的时间内,如何运用基因自由组合定律通过最简便、快速而准确的方法解题,如何应用新课程标准的教学理念更好地使每位同学都能掌握基因自由组合定律,这是今后在教学中进一步探索的问题。

[参考文献]:

[1]张林、施健,激发学生自主学习的策略,素质教育大参考,2005(2)6--37

[2]汪忠、刘思山,生物课程标准解读,北京师范大学出版社2002

[3]叶佩珉、赵占良,高中生物必修本,人民教育出版社2004年9月第2版

[4]教育部编著《全日制普通高级中学教学大纲》2002

[5]高中生物第二册教师教学用书,人民教育出版社2004年10月第2版

更新:2008/9/6 5:02:19 编辑:fengyefy
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