高中物理 3.1 基因的分离定律教学设计(1)苏教版必修2(1)

3.1基因的分离定律（1）
一、教学目标
1.知识目标：
（1）理解应用孟德尔对相对性状的遗传试验及其解释和验证。

（2）理解并应用基因的分离定律及在实践上的应用。

（3）知道基因型、表现型及与环境的关系。

2.能力目标：
（1）通过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。

（3）了解一般的科学研究方法：试验结果——假说——试验验证——理论。

（4）理解基因型和表现型的关系，初步掌握在遗传学中运用符号说明遗传规律的形式化方法。

3.情感、态度和价值观目标：
（1）孟德尔从小喜欢自然科学，进行了整整8年的研究试验，通过科学家的事迹，对学生进行热爱科学、献身科学的教育。

（2）通过分离定律在实践中的应用，对学生进行科学价值观的教育。

二、教学重点难点
重点：
（1）对分离现象的解释。

（2）基因分离定律的实质。

难点：
（1）对分离现象的解释。

（2）相对性状,杂交方法。

三.教学方法
1.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。

2.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。

3.以问题为线索，引导学生通过质疑和推理来学习本节内容。

4.将模拟实验与孟德尔的豌豆杂交实验有机结合，突破教学难点。

四.课前准备
1．学生的学习准备：
⑴根据课本“边做边学”为引导，学习模拟实验的制作过程，进而理解生物在有性生殖时，由于遗传因子分离以及受精作用，结果导致一对相对性状的遗传结果；
⑵通过解题过程的辅导，培养学生的科学思维方法和解决问题的能力。

2.教师的教学准备：
（1）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挂图。

（2）收集新颖素材，设计课件内容，形象直观地介绍实验操作步骤，激起学生对本节内容学习的热情与欲望。

五、课时安排：2课时。

六、教学过程
第一课时
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（二）情景导入、展示目标。

教师：有趣的生物遗传现象：“种瓜得瓜，种豆得豆”；“龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞”。

这种现象叫什么呢？
学生：遗传。

教师：什么是遗传？你是如何理解的呢？
学生：子代与亲代个体之间的相似现象。

教师：遗传是否是100%的呢？为什么？
学生：不是。

亲代与子代之间，以及子代的不同个体之间会出现差异，这种现象称为变异。

教师：基因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？
（三）合作探究、精讲点拨。

探究一基因的分离定律现象
阅读课本P27-P29相关内容，并结合图3－1和图3－2，思考并小组讨论下列问题：〖问1〗什么是遗传和变异？
【讲述】子代与亲代个体之间的相似现象称为遗传；亲代与子代之间，以及子代的不同个体之间会出现差异，这种现象称为变异。

〖问2〗研究遗传规律的最基本的方法是什么？
【讲述】杂交实验法。

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。

〖问3〗孟德尔为什么选择了豌豆作为杂交试验的材料？
【讲述】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。

（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。

〖问4〗用豌豆做杂交实验材料时，在杂交前要做什么工作？
【讲述】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。

〖问5〗什么是相对性状？
【讲述】相对性状指同一种生物的同一种性状的不同表现类型。

〖问6〗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？
【讲述】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。

〖问7〗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？
【讲述】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。

〖问8〗遗传学实验中交配类有哪些方式？
【讲述】①杂交：基因型不同的个体间相互交配的过程。

②自交：植物体中自花受粉和雌雄异花的同株受粉。

自交是获得纯系的有效方法。

③测交：就是让杂种(F1)与纯隐性个体相交，来测F1的基因型。

④正交与反交：对于雌雄同体的生物间的杂交，若甲♀×乙♂为正交，则乙♀×甲♂为反交。

⑤回交：是指杂种一代与亲本间的交配方式。

豌豆杂交试验中的有关概念和常用符号有哪些？
〖问9〗试总结基因型和表现型之间的关系。

【讲述】①基因型是表现型的内在因素，表现型是基因型的表现形式。

②表现型相同，基因型不一定相同，基因型相同，在相同的环境条件下，表现型才相同；不同的环境条件下，表现型不一定相同。

〖问10〗F1自交后代出现3∶1的理论分离比，必须满足哪些条件？
【讲述】①F1产生两种类型的配子，这两种类型的配子完全相等。

②雌雄配子之间的结合机会均等。

③每一个受精卵都能正常发育为成熟的个体。

④个体发育所处的环境完全相同且比较优越。

⑤所有基因所控制的性状都能完全表达。

⑥显性基因对隐性基因的显性作用是完全的。

〖问11〗一对相对性状的遗传试验的有哪些主要特点？
【讲述】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：
①F1 只表现出显性性状；
②F2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。

探究二基因分离定律的验证
阅读课本P29－P30的相关内容，并结构图3－3，思考并小组讨论下列问题：
〖问12〗孟德尔对一对相对性状遗传试验现象（性状分离）是如何解释的？
【讲述】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。

〖问13〗什么是纯合子，什么是杂合子，它们在遗传中各有什么特点。

【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，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。

〖问14〗下面我们来做一个模拟小实验。

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？如果连续抓取100次或更多欢，情况又会怎样呢？
【讲述】不是。

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。

〖问15〗孟德尔是如何进行测交验证他的解释的？结论又是什么？
【讲述】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。

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。

〖问16〗基因分离定律的实质是什么？
【讲述】（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。

〖问17〗如何确定生物的遗传因子组成？
【讲述】①表现型为隐性，基因型肯定是两个隐性遗传因子组成，即aa；表现型为显性，至少有一个显性遗传因子，另一个不能确定，即Aa或AA。

②测交后代性状不分离，被测个体为纯合子，测交后代性状分离，被测个体为杂合子Aa。

③自交后代性状不分离，亲本是纯合子；自交后代性状分离，亲本是杂合子Aa。

④双亲均为显性，杂交后代仍为显性，亲本之一是显性纯合子AA，另一方是AA或Aa。

杂交后代有隐性纯合子分离出来，双亲一定是Aa×Aa。

七、板书设计
第一节基因的分离定律
一、基因的分离定律
（一）孟德尔的豌豆杂交试验
（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
（2）实验
（3）一对相对性状的遗传试验的主要特点
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。

（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。

（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时，成对的遗传因子（基因）彼此分离，分别进入不同的配子中。

（6）通过杂交受精时，雌雄配子随机结合成合子。

（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。

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
（3）细胞学基础
（4）核心内容
八、教学反思
在教学过程设计中，根据学生已有的知识基础，依照学生的认知规律，在教师的主导下，灵活利用媒体有步骤、分层次地创设问题情境，引导学生探究、发现，得出结论，从而让学生初步学习到科学研究的方法，达到了掌握知识、培养能力的目的。

通过孟德尔的杂交实验，让学生了解科学史中的主要科学方法“假说－演绎法”的设计思路、正确选择实验方法的重要性，让学生经历了一次科学探究活动。

在较好地实现了设定的教学目标的基础上，培养了学生的探究精神和创造性思维。