人教版 (新课标)必修2《遗传与进化》第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）教学设计

这是一份人教版 (新课标)必修2《遗传与进化》第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）教学设计，共6页。教案主要包含了自由组合定律的内容，孟德尔获得成功的原因等内容，欢迎下载使用。

教学目标：
1. 阐明自由组合定律的内容 2. 分析孟德尔遗传实验获得成功的原因。、
3. 说出基因型、表现型和等位基因的含义。
4.学会运用自由组合定律解决实际问题的基本过程
教学重点：阐明自由组合定律；运用自由组合定律解决实际问题
教学难点：运用自由组合定律解决实际问题的基本过程
教学过程
［课前准备］
1.教师收集有关孟德尔生平的资料素材，并制作本节课的多媒体课件。
2.布置学生通过各种途径查询、收集有关孟德尔进行遗传学研究的资料。
3.学生按以下预习提纲自主学习本节课的内容，为课上的分析和讨论做好准备。
（1）孟德尔是如何验证对自由组合现象解释的？
（2）自由组合定律的内容是什么？
（3）思考“孟德尔获得成功的原因”中的5个问题。
（4）什么是基因型、表现型？两者有什么关系？什么是等位基因？
［情境创设］
师：孟德尔用两对相对性状的豌豆进行杂交，其F1代只有一种性状表现，F2代出现了四种性状表现，其比例是9∶3∶3∶1，孟德尔是如何解释这种现象的？
生：决定不同性状的遗传因子进行了自由组合。
师：孟德尔解释的关键是什么？
生：F1产生了四种数量相等的雌、雄配子。
师：要确定这种解释是否正确，可用什么方法？
生：测交法。
师：非常正确。
［师生互动］
3.对自由组合现象解释的验证（实验验证）
师：什么是测交？
生：用F1与双隐性类型杂交，即用F1与绿色皱粒豌豆杂交。
师：测交的目的是什么？
生：目的是测定F1的遗传因子组成。
师：按照孟德尔提出的假说，F1能产生YR、Yr、yR、yr四种数量相等的配子，而隐性纯合子只能产生yr一种配子，请大家推测一下后代有几种遗传因子组成及性状表现？其比例是多少？
请一位同学到黑板上仿照分离定律的测交验证模式，写出测交及其实验结果的遗传图解：
师：上述遗传图解是根据孟德尔对自由组合现象从理论上推导出来的结果，其后代有四种性状表现，且比例为1∶1∶1∶1。如果实验结果与理论推导相符，则说明理论是正确的；如果实验结果与理论推导不相符，则说明这种理论推导是错误的，实践是检验真理的唯一标准。
课件显示孟德尔所做的测交实验结果，请同学仔细分析，能得出什么结论？
生：无论正交还是反交，实验结果完全符合他的设想，说明他的理论推导是正确的，即F1在形成配子时，产生了四种配子，决定不同性状的遗传因子是自由组合的。
师：好。现在请同学们归纳出孟德尔自由组合定律的主要内容。
4.自由组合定律（得出结论）
生：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。这一遗传规律又称为孟德尔第二定律。
师：我们已经学习了孟德尔的分离定律和自由组合定律，那么这两条定律有哪些区别和联系呢？
教师用课件显示下列表格，组织学生讨论回答。
列表中的答案由教师根据学生的回答逐一显示。
5.孟德尔实验方法的启示
师：通过学习我们知道，孟德尔进行了长达8年的豌豆杂交实验，总结出了分离定律和自由组合定律。但是，在孟德尔之前，有许多科学家，持续了近百年的植物杂交实验，都没有取得大的进展。那么孟德尔为什么能成功呢？他获得成功的原因有哪些呢？他的成功对我们有什么启示呢？这部分内容我们将以小组讨论的方式来进行学习。请大家结合课本P11“思考与讨论”中的几个问题，快速阅读老师提供的有关孟德尔生平的资料素材（也可结合自己课前查询的资料），然后分组进行讨论。（教师分发材料）
多媒体课件出示
讨论完毕后，由每个小组的交流代表汇报本小组讨论的情况，其他小组的同学给其做堂上评价，教师作好组织引导工作，掌握交流情况，最后由教师总结出孟德尔获得成功的原因及对我们的启示。
6.孟德尔遗传规律的再发现
课件显示重新发现孟德尔定律的三位科学家的有关工作。
师：孟德尔定律是在哪一年发表的？
生：1866年。
师：这一重大成果在当时有没有引起人们的重视呢？
生：没有。
师：为什么没有引起人们的重视？
学生展开热烈的讨论并自由回答，教师给予肯定和鼓励，最后由教师总结出原因：
第一，孟德尔采用了假说—演绎法（即基于对大量数据的分析而提出假说，再设计新的实验来验证）来进行科学研究，这在当时是绝无仅有的，没有得到其他科学家的认同。
第二，孟德尔首次将数学方法引入生物学研究中，这在当时也是一个创举，是超越前人的创新，是当时许多科学家无法理解和接受的。
师：所以孟德尔定律一直沉寂了30多年，直到1900年，三位科学家分别重新发现了孟德尔定律，才渐渐地引起学术界的重视，遗传学由此开始发展起来。1909年，丹麦生物学家约翰逊给“遗传因子”重新起名为“基因”，并且提出了表现型和基因型的概念。什么是表现型和基因型？两者之间有什么关系？
生：表现型是指生物个体表现出来的性状，如豌豆的高茎和矮茎。
与表现型有关的基因组成叫做基因型。高茎豌豆的基因型是DD或Dd，矮茎豌豆的基因型是dd。
两者关系：基因型是性状表现的内在因素，表现型是基因型的表现形式。
师：很好。那么表现型相同的个体，基因型相同吗？请举例说明。
生：不一定相同，如高茎豌豆的基因型有DD、Dd两种。
师：基因型相同的个体表现型相同吗？
这个问题学生的答案可能有多种，教师可结合水毛茛或藏报春的例子来加以说明，告诉学生，基因型相同的个体，表现型也不一定相同，表现型是基因型与环境相互作用的结果。
最后，教师给学生讲清楚等位基因、相同基因的概念：
等位基因：控制相对性状的基因叫做等位基因，如D和d。
相同基因：控制相同性状的基因叫做相同基因，如D和D，d和d。
［教师精讲］
1.孟德尔获得成功的原因
第一，正确地选用实验材料是孟德尔获得成功的首要条件。孟德尔正是因为选用了豌豆做杂交实验，才能有效地从单一性状到多对性状研究生物遗传的基本规律，才能对遗传实验结果进行量化统计，所以科学地选择实验材料是科学研究取得成功的重要保障之一。
第二，在对生物的性状进行分析时，孟德尔首先只针对一对相对性状的传递情况进行研究。在弄清一对相对性状的传递情况后，再研究两对、三对，甚至是多对相对性状的传递情况。这种由单因素到多因素的研究方法也是孟德尔获得成功的重要原因。
用统计学方法对实验结果进行分析是孟德尔获得成功的第三个原因。如果孟德尔没有对实验结果进行统计学分析，他很难作出对分离现象的解释。因为通过统计，孟德尔发现了生物性状的遗传在数量上呈现一定数学比例，这引发他揭示其实质的兴趣。同时这也使孟德尔意识到数学概率，也适合于生物遗传的研究，从而将数学的方法引入对遗传实验结果的处理和分析。
科学地设计实验程序是孟德尔获得成功的第四个原因。
此外，扎实的知识基础和对科学的热爱，严谨求实的科学态度，勤于思考、勇于实践以及敢于向传统挑战的精神也是孟德尔获得成功的原因。
2.基因型和表现型及其相互关系
在遗传学上，把生物个体表现出来的性状叫做表现型；把与表现型有关的基因组成叫做基因型。生物个体的基因型在很大程度上决定了生物个体的表现型。例如，含有显性基因D（基因型DD、Dd）的豌豆，表现为高茎；只含有隐性基因d（基因型dd）的豌豆，表现为矮茎。可见，基因型是性状表现的内在因素，而表现型则是基因型的表现形式。
生物体在整个发育过程中，不仅要受到内在因素——基因的控制，还要受到外部环境条件的影响。如玉米，基因型为A_的玉米在有光条件下，是绿色，但是在遮光条件下，却表现为白化苗。这表明，在不同的环境条件下，同一种基因型的个体，可以有不同的表现型。因此，表现型是基因型与环境相互作用的结果。
练习自选
课堂小结
本节课我们重点学习了对自由组合现象解释的验证——测交，自由组合定律的内容以及孟德尔获得成功的原因。通过学习应理解自由组合定律的实质是控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的，所以在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。由于孟德尔正确地选用实验材料，采用了先简后繁的研究方法（单因子分析法），应用统计学方法对实验结果进行分析，科学地设计了实验程序，以及他严谨求实的科学态度，勤于实践、勇于探索的精神，使他获得了成功。
●板书设计
三、对自由组合现象解释的验证——测交法
①正确选用实验材料
②先简后繁的研究方法
③用统计学方法对实验结果进行分析
④科学地设计实验程序
⑤严谨求实的科学态度，勤于实践、勇于探索的精神
四、自由组合定律的内容
五、孟德尔获得成功的原因
性状表现
项目
黄色圆粒
黄色皱粒
绿色圆粒
绿色皱粒
实际子粒数
F1作母本
31
27[]
26
26
F1作父本
24
22
25
26
不同性状的数量比
1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1
基因的分离定律
基因的自由组合定律
研究的相对性状
一对
两对（或多对）
涉及的遗传因子（或等位基因）
一对
两对（或多对）
F1配子的种类及其比值
2种；比值相等
4种（2n种）；比值相等
F2基因型及比值
3种；1∶2∶1
9种（3n种）；（1∶2∶1）n
F2表现型及比值
2种；显∶隐=3∶1
4种（2n种）；9∶3∶3∶1（3∶1）n
F1测交后代基因型、表现型
种类及比值
2种；1∶1
4种（2n种）；1∶1∶1∶1（1∶1）n
遗传实质
F1形成配子时，成对的遗传因子（或等位基因）发生分离，分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代
F1形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子（或等位基因）彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合
联 系
两个遗传定律都发生在减数分裂形成配子时，且同时起作用；分离定律是自由组合定律的基础