孟德爾的豌豆雜交實驗

孟德爾的豌豆雜交實驗

（一）教學設計

教學目標

1.知識目標

(1)孟德爾研究性狀遺傳的材料和方法(A:知道)。

(2)相對性狀、顯性性狀、隱性性狀、基因型、表現型、純合子、雜合子、等位基因的概念(C:理解)。

(3)一對相對性狀的遺傳實驗及解釋(C:理解)。

(4)測交法證明基因解釋的正確性(C:理解)。

(5)基因的分離定律的實質及應用(D: 應用)。

2.能力目標

(1)通過從分離定律到實踐的應用，從遺傳現象上升爲對分離定律的認識，訓練學生演繹、歸納的思維能力。

(2)通過遺傳習題的訓練，使學生掌握應用分離定律解答遺傳問題的技能技巧。

重點·實施方案

1.重點

(1)對分離現象的解釋。

(2)基因分離定律的實質。

(3)基因分離定律在實踐中的應用。

2.實施方案

(1)採用舉例、掛圖、投影等進行教學。

(2)聯繫所學知識，演繹歸納本節知識，從而掌握重點內容。

難點·突破策略

1.難點

* 對分離現象的解釋

2.突破策略

(1)運用減數分裂圖說明減數第一次減數分裂時等位基因隨同源染色體的分開而分離。

(2)出示有染色體的遺傳圖解進行講解。

(3)應用遺傳定律解題---典型引路，講清思維方法，從而突破難點。

教具準備

1.人工異花傳粉示意圖；

2.豌豆各種相對性狀掛圖；

3.對分離現象解釋示意圖；

4.投影儀；

5.多媒體課件。

學法指導

首先，指導學生預習教材，並結合實際引起學生對該部分內容的學習興趣。

其次，指導學生在教材中找疑點、難點，並鼓勵學生在課堂上大膽問、勤思考，且做好筆記。

再次，指導學生進行做題思維訓練。

教學程序

(一)孟德爾的豌豆雜交試驗

學生活動:閱讀教材P16～19。

教師列出如下提綱:(投影顯示)

1.瞭解孟德爾簡歷

2.孟德爾的試驗研究方法是什麼?選用什麼材料?純系親本的雜交技術怎樣進行?

在學生閱讀、討論的基礎上，教師點撥:

(1)興趣是最好的老師，是動力。孟德爾的研究成果就是最好的例證；

(2)孟德爾用避免外來花粉干擾的自花傳粉、閉花授粉的豌豆純合植株進行雜交試驗，這是他成功的原因之一。

設疑:

什麼是雜交法?

教師出示人工異花傳粉掛圖，並與學生一起回憶:減數分裂、受精作用、胚珠發育成種子，直到萌發成幼苗的過程，從而理解雜交試驗法。

教師最後強調:孟德爾在試驗中發現豌豆一些品種之間具有易於區分的、穩定的性狀，如莖的高與矮、種子形狀的圓粒與皺粒。從而引出相對性狀的概念。

學生閱讀教材並討論，最後歸納理解相對性狀要從三點出發:

(1)同種生物；

(2)同一性狀；

(3)不同表現類型。

教師出示:豌豆相對性狀的掛圖。

學生觀察後得出:不同品種的豌豆同時具有多對相對性狀。

提問:在人體上存在哪些相對性狀?

(答：有耳垂和無耳垂，單眼皮和雙眼皮，藍眼和褐眼……)

再提問:孟德爾開始是否對圖示中所有相對性狀同時分析呢?

學生回答:否。(這是孟德爾成功的又一重要原因)

(二)一對相對性狀的遺傳試驗

學生閱讀教材P20～21。

教師出示掛圖:高莖豌豆和矮莖豌豆的雜交試驗。

講述:用純種的高莖豌豆和純種的矮莖豌豆作親本進行雜交。無論正交還是反交，雜交後的第一代(簡稱子一代，用F1表示)總是高莖的。

提問:子一代爲什麼全是高莖；矮莖性狀哪裏去了?

學生回答:(略)

講述:帶着這個疑問，我們看看孟德爾是怎樣做的。他讓子一代高莖豌豆自交，得到的子二代植株中既有高莖也有矮莖。

提問:子二代出現的兩種性狀，能提示我們什麼?

學生回答:矮莖性狀在子一代中並沒有消失，只是沒有表現出來。

教師講述:孟德爾把雜種子一代中顯現出來的性狀，叫做顯性性狀，如高莖；把未顯現出來的性狀叫隱性性狀，如矮莖。子二代中同時顯現顯性性狀和隱性性狀的現象，在遺傳學上叫做性狀分離。

同時孟德爾對子二代兩性狀的株數進行了統計分析，他發現，在所得到的1064個子二代豌豆植株中，有787株是高莖，277株是矮莖，高莖與矮莖的數量比接近3∶l。請問學們注意這個比例。

設疑:豌豆的其他相對性狀雜交情況如何呢?

教師出示:孟德爾做的豌豆雜交試驗的結果投影。學生觀察、比較，發現雜交子二代都出現了性狀分離現象，且顯性性狀與隱性性狀的數量比接近3∶1，具有規律性。

鞏固練習：

1.孟德爾雜交試驗選用什麼材料?爲什麼?

2.什麼是相對性狀?擬人爲例舉例子。

3.下列各組中屬於相對性狀的的是()

A.狗的長毛與黑毛 B.羊的白毛與牛的黃毛

C.桃樹的紅花和綠葉 D.人的雙眼皮和單眼皮

答案:1.略2.略3.D

4.純種甜玉米和純種非甜玉米間行種植，收穫時發現甜玉米果穗上有非甜玉米籽粒，而非甜玉米果穗上無甜玉米籽粒。原因是()

A.甜是顯性性狀B.相互混雜C.非甜是顯性性狀D.相互選擇

分析:純種甜玉米和純種非甜玉米之間相互授粉，甜玉米的果穗上全表現爲非甜，說明非甜是顯性性狀，甜玉米的果穗上出現非甜籽粒也說明非甜是顯性性狀。

答案:C

5.玉米高稈對矮稈爲顯性。矮稈玉米用生長素處理後長成高稈，使其自交得到F1植株是()

A.高矮之比是1∶1B.全是矮稈 C.高矮之比是3∶1D.全是高稈

分析:生長素作用於植物，促使細胞體積的增大引起植株快速生長，但不影響內部基因組成，因此，用生長素處理後長成的高稈玉米仍然受隱性基因控制，自交後代不發生性狀分離。

答案:B

(三)對分離現象的解釋

提問:生物的性狀是由什麼控制的?

回答:基因。

學生活動:閱讀教材P21～23。

教師講述:在孟德爾當時的年代，生物學還沒有建立基因概念，孟德爾認爲生物的性狀是由遺傳因子(後改稱爲基因)控制的。顯性性

狀由顯性基因控制，如高莖用大寫字母D表示，隱性性狀是由隱性基因控制，如矮莖用小寫字母d表示，在生物的體細胞中，控制性狀的基因是成對的。

提問:DD或dd產生的配子是什麼?通過哪種分裂方式產生的?

學生回答:D或d，通過減數分裂。

教師講述:由於基因D對d的顯性作用，所以F1(Dd)只表現出高莖性狀，而矮莖性狀表現不出來。

提問:Fl(Dd)自交時，可產生哪幾種配子?

學生回答:D和d兩種數目相等的配子。

教師講述:由於在受精時，雌雄配子隨機結合，F2便可產生三種基因組合:DD、Dd、dd，且它們的數量比爲1∶2∶1。由於D對d的顯性作用，F2的性狀表現有兩種類型，高莖和矮莖，且數量比爲3：1。

學生活動:閱讀教材P32，思考什麼是純合子?什麼是雜交子?它們在遺傳中各有什麼特點?

在學生討論的基礎上教師講述:由相同基因的配子結合成的合子發育成的個體，叫純合子，可穩定遺傳(真實遺傳)。 而由不同基因的配子結合成的合子發育成的個體，叫雜合子，不能穩定遺傳，後代會發生性狀分離。

鞏固訓練

* 某水稻的基因型爲Aa，讓它連續自交，(從理論上講F2的基因型純合體佔總數的( )

A.1/2B.1/4C.3/4D.1

分析：P:AaFl:l/4AA；2/4Aa；1/4aa，F1 F2中只有1/2Aa自交產生1/2×1/2Aa，其餘全部爲純合體。

答案:C

下面我們來做一個模擬小實驗，來說明一下孟德爾假設推論出的上述幾種基因組合及數量比是否正確。

(四)性狀分離比的模擬實驗

觀察:教師將事先準備好的兩個塑料小桶放在講桌上，向甲桶裏分別放入兩種顏色(並分別標有D和d的小球各10個，代表雌配子)。向乙桶裏分別放人另兩種顏色(分別標有D和d的小球各10個，代表雄配子)。分別搖動甲、乙小桶，使桶內小球充分混合。

學生活動:請一位學生上講臺來抽取。第一次從甲桶中取出D，從乙桶中取出d，結合爲Dd，請同學們記錄。第二次抓取組合爲dd，第三次組合爲Dd，第四次……，第10次爲Dd。

提問:隨機抓取10次，請同學們統計結果，是否出現三種基因組合，且基因組合比是否爲1∶2∶1?

回答:不是。

提問:如果連續抓取100次或更多次，情況又會怎樣呢?

學生回答:會越來越接近孟德爾的假設推論。

教師講述:由這一模擬試驗我們知道了隨機事件的概率是在數據越大的情況—下越接近，所以孟德爾在統計豌豆雜交分離比時是統計了上千株的豌豆。如果只統計l0株是得不出這一結論的。同時，通過這一試驗，也證明了孟德爾的假設推論是成立的。

(五)對分離現象解釋的驗證---測交法

孟德爾爲了驗證他對分離現象的解釋是否正確，又設計了另一個試驗---測交試驗。

測交就是讓F1與隱性純合子雜交，這個方法可以用來測定F1的基因組成。

學生活動:上黑板寫出測交的遺傳圖解。

提問:如何由測交來判斷F1的基因組成?

學生回答:測交後代如果出現兩種基因組合,即F1爲雜合子，若後代只有一種基因組合，即F1爲純合子。

教師講述:孟德爾所做的測交試驗結果，符合預期的設想，從而證明了F1在形成配子時，成對的基因發生了分離，分離後的基因分別進入到了不同的配子中。

本世紀初，遺傳學家通過大量的試驗，才證實了基因位於染色體上，並且成對的基因正好位於一對同源染色體上，從而從本質上解釋了性狀分離現象。

(六)基因分離定律的實質

學生活動:看多媒體課件---減數分裂過程。

教師講述:先掌握等位基因的概念。

遺傳學上，把位於一對同源染色體的相同位置上，控制着相對性狀的基因，叫做等位基因。

在減數分裂中，同源染色體分離進入不同的配子中，那麼同源染色體上的等位基因，也隨着同源染色體的分離而進入不同的配子中，獨立地隨配子遺傳給後代。

學生活動:集體歸納。

分離定律的實質是:在雜合子的細胞中，位於一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨立性；生物體在進行減數分裂形成配子時，等位基因會隨着同源染色體的分開而分離，分別進入到兩個配子中，獨立地隨配子遺傳給後代。

鞏固訓練

1.什麼是純合子，什麼是雜合子，它們在遺傳中各有什麼特點?

2.基因分離定律的實質是什麼?

3.一隻雜合的白色公羊的精巢中的100萬個初級精母細胞產生的全部精子中，含有隱性基因的個數是()

A.25萬B.50萬C.100萬D.200萬

答案:1.略2.略3.D

4.P27複習題第二題、第三題l、2小題。

5.用黃色公鼠a分別與黑色母鼠b和c交配，在幾次產仔中，母鼠b產仔爲9黑6黃，母鼠c產的仔全爲黑色。那麼親體a、b、c中爲純合體的是()

A.b和cB.a和cC.a和bD.只有a

分析:據黃色公鼠a × 黑色母鼠c→後代全爲黑色，則黃色爲隱性性狀，黑色爲顯性性狀，黃色公鼠爲純合體，黑色母鼠c爲顯性純合體。又據黑色母鼠b與黃色公鼠a交配；後代中出現性狀分離可知b爲雜合體。

答案:B

6.一對雙眼皮的夫婦一共生了四個孩子，三個單眼皮和一個雙眼皮，對這種現象最好的解釋是()

A.3∶1符合基因的分離定律 B.該遺傳不符合基因的分離定律

C.這對夫婦每胎都有出現單眼皮的可能性 D.單眼皮基因和雙眼皮基因發生了互換

分析:椐題意雙眼皮夫婦生出單眼皮孩子可知，雙眼皮對單眼皮爲顯性，且這對夫婦都是單眼皮基因的攜帶者。由基因的分離定律可知，這對夫婦每胎都有出現單眼皮孩子的可能性，並且不同胎次互不影響。該遺傳在後代數量較少的情況下，是完全可能出現上述比例的。它仍然符合基因的分離定律。

答案:C