在遗传学第一定律教学中

1、在遗传学第一定律教学中如何培养学生的推理能力及应用思维长沙县一中 周荃在生物教学中培养学生的思维能力,就是要求学生能把生命现象及生命活动规律加以分析综合、比较、概括,得出生物概念和生物原理并能加以运用。而在新课程标准中的遗传与进化模块更注重科学思维、推理能力、和设计实验的训练，在教学中如何培养学生的这种思维和能力，如何落实教学的有效性？以下几点是在教学中的体会，希望和大家一起分享。一、以孟德尔的豌豆的一对相对性状的杂交实验分析为支点区分性状的显、隐性和性状分离现象。1、一对相对性状的遗传实验现象及其分析：P 高茎豌豆 矮茎豌豆F1 _豌豆（此性状为_性状）互称为_F2 性状 比例 _ 1 _豌

2、豆 ： _豌豆此现象为_相对性状显性高茎高茎矮茎性状分离3推理及应用：相对性状中显、隐性的判断A、根据显性与隐性的概念判断：杂交：相对性状的纯种亲本交配，子代表现出来的亲本性状为显性，子代未表现出来的亲本性状为隐性性状。也就是相对性状的亲本交配，后代若只表现一种性状，则后代所表现的性状为显性性状。即：高 X 矮 高 高为显性 ，矮为隐性 红 X 白 白 白为显性，红为隐性B、根据性状分离来判断：自交：相同性状的亲本交配，子代出现性状分离，则亲本的性状为显性性状，子代中出现的新性状为隐性性状即：高 X 高 高 + 矮 则矮为隐性 双眼皮 X 双眼皮 单眼皮 则单眼皮为隐性拓展：遗传病的判断：即无

3、中生有，有为隐性；有中生无，无为隐性。（无：指无病，有：指有遗传病）无 X 无 无 + 有 有病为隐性遗传病有 X 有 无 + 有 有病为显性遗传病2、示例：（1）、下列四组杂交实验中能判断能判断显、隐性关系的有（ ） A、紫 X 紫 紫 B、紫 X 紫 紫+白 C、紫 X 白 紫 D、紫 X 白 紫 +白分析：A与B属于同种性状交配，看子代是否出现性状分离。出现性状分离的则亲本为显性，子代中出现的新性状为隐性，故答案B可以。C与D属于相对性状的个体交配，看子代是否只有一种性状。子代无性状分离的只表现出一种性状的，则子代所表现的性状为显性，故答案C也可以。（2）、已知牛的有角和无角为一对相对性

4、状，由常染色体上的等位基因A、a控制。在自由放养多年的一群牛中（无角的基因频率与有角的基因频率相等），随机选出1头无角公牛与6头有角母牛，分别交配，每头母牛只产了1头小牛。在6头小牛中，3头有角，3头无角。根据上述结果能否确定这对相对性状的显性性状？简要说明推断过程。为了确定有角和无角这对相对性状的显隐性关系，用上述自由放养的牛群（假设无突变的发生）为实验材料，再进行杂交实验。应怎样进行？分析：根据这对相对性状杂交的交配结果分析，可得知这对相对性状不符合显、隐性的概念的情况，无法判断显隐性。要想确定显隐性，可根据自交的情况来分析。即可选用多对有角牛（或无角牛）杂交，若后代出现性状分离（既有有角

5、，又有无角出现）或出现无角，则可以确定所选的牛角为显性。答案： 不能确定。假设无角为显性，则公牛的的基因为Aa,6条母牛的基因为aa，每个交配组合的后代或为无角或为有角，概率各为1/2；假设有角为显性，则公牛基因为aa,母牛基因可能为AA或Aa， 只要母牛中具有Aa的数目大于3，仍能出现上述情况。从该牛群中选出多对有角牛与有角牛杂交，如果后代出现无角牛，则有角为显性；若后代全为有角，则有角为隐性。二、以孟德尔对一对相对性状分离现象的解释为突破口，正确书写遗传图解，并利用图解正确理解和应用隐性个体纯合子的方法来分析问题（即隐性纯合子突破法）：孟德尔以试验为基础，对试验现象和结果的分析，并质疑这一

6、现象和结果的原因，在严谨周密的推理下，提出了自己的看法和解释。这不能不说是科学规律发现的核心和关键所在。1、一对相对性状实验的解析（假说）：（1）生物的性状由遗传因子控制。控制显性性状的遗传因子用大写字母（如D），控制隐性状性状的遗传因子用小写字母（如d），遗传因子具有独立性。(2)生物体细胞中的遗传因子是成对存在的。那么，显性个体的遗传因子（基因）组成有DD/Dd，隐性个体的基因组成只有dd其中遗传因子组成相同的个体为纯合子（如DD/dd），遗传因子组成不同的个体为杂合子（如Dd）。从上述分析不难看出显性个体的遗传组成还不能确定，但隐性个体的遗传组成一定为隐性纯合子：dd（3）配子中只含有每

7、对遗传因子中的一个。生物体形成生殖细胞配子时，成对的遗传因子分离，分别进入不同的配子中。由此不难得出纯合子只能产生一种配子，杂合子能产生两种配子。（4）受精、时，雌雄配子的结合是随机的。 由此得知纯合子只有一种受精方式，而杂合子可能有两种受精方式应用：假说能合理地解释试验现象和结果说明假说的合理性。（1）根据假说正确书写并分析高茎豌豆与矮茎豌豆的杂交实验遗传图解：P 高茎 X 矮茎 DD dd配子 D dF1 Dd (高茎)F1 高茎 x 高茎 Dd D d 配子 D d D dF2 DD Dd Dd dd遗传组成 1DD 2Dd 1dd性状分离比 3高茎 ： 1矮茎强调：注意书写遗传图解的规

8、范与完整。第一，要注明P、F1、F2、或者亲代、子一代、子二代；第二、写明各代的基因型、表现型，各代之间用 连接；第三、注意图解中的各种类型的比例。（2）推理与应用：隐性纯合子突破法确定亲本遗传因子的组成。隐性纯合子突破法：即子代出现的隐性性状其基因组成一定为隐性纯合子(aa)，其中一个a来自父本，一个a来自母本.即亲代基因组成必然都含有一个a基因，然后在根据亲代的表现型做进一步的判断，确定亲本的基因组成。（3）推理与应用：纯合子与杂合子的判断纯合子：纯合子自交，其子代性状与亲本一样，不会出现性状分离。杂合子：杂合子自交，其子代往往会出现性状分离说明：这一规律对于自花受粉的植株是判断纯合子与杂

9、合子最好的方法。2、示例：（1）牛的毛色有黑色和棕色，如果两头黑牛交配，产生了一条棕色牛。请回答： 黑色和棕色哪种毛色是显性？若用B、b表示控制毛色的显性与隐性遗传因子，写出上述两头黑牛及子代棕牛的遗传因子组成分析：根据题意:黑 X 黑 棕 ，可以判断出牛的毛色的显、隐性，即黑为显性，棕为隐性。根据棕色是隐性个体，隐性个体为隐性纯合子这一规律，从而确定亲本的显性黑色个体均为携带隐性遗传因子的杂合子。答案：黑色为显性，棕色为隐性。两头黑牛的遗传因子组成均为Bb,子代棕牛的遗传因子组成为bb。三、以假说-演绎法来推理，并科学设计实验来验证假说为核心，探求规律,并将这一规律加以灵活运用。1、孟德尔应

10、用自己的解释合理分析了一对相对性状的实验现象，又根据解释推理，设计了检测F1遗传因子组成的实验测交实验：即用显性个体F1与隐性个体交配。那么孟德尔是如何推导的呢？按照解释，F1遗传组成为Dd，它可以与亲本DD、或dd回交，也可以与Dd自交。若F1与显性亲本DD交配，子代全为显性高茎，无法检测F1的遗传组成；若F1与Dd交配，又是原来的自交结果，仍为假设情况，也不能说明F1的遗传组成；而F1与隐性亲本dd交配，按照解释F1应为杂合子，会有如下遗传图解结果： 高 矮F1测交： Dd X dd配子 D d d 测交后代 Dd (高) dd（矮） 比例 1 ： 1这一测交实验妙就妙在利用隐性个体为隐性

11、纯合子，不仅只能产生一种配子，且并不影响F1产生的配子其遗传因子在子代中对性状控制，同时也正好说明在生物体遗传因子在形成生殖细胞时遗传因子的的独立性与分离性，即杂合子Dd可产生D和d两种配子。孟德尔的实验结果与假设完全吻合，也就说明了原来的假设与解释的正确性，从而也就得出了遗传第一定律分离定律：在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合（即独立性）。在形成配子时，成对的遗传因子分离，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（即分离性）。推理及应用：在确定了显、隐性的情况下，根据孟德尔这一测交实验，我们经常利用测交实验来检测显性个体是否为杂合子，尤其对于动物个体较为

12、方便。根据子代性状分离比1：1，也可以确定亲本是测交交配2、示例：（1）研究表明，有一种基因型会导致某种鼠类的死亡。下面是对该鼠类黄毛和黑毛这对性状的观察结果：黄毛鼠之间的交配产生的后代中黄毛鼠与黑毛鼠之比为2：1黄毛鼠与黑毛鼠交配，后代中黄毛鼠与黑毛鼠之比为1：1黑毛鼠间的交配后代只出现黑毛鼠请确定这对性状的显隐性，哪种遗传因子组成致死，并写出上述交配的遗传图解。分析：要确定显隐性看需分析这三种交配情况：黄X黄 2黄 + 1黑 黄 X 黑 1黄 + 1黑 黑X黑 黑 只有符合性状分离现象，根据可确定黄为显性，黑为隐性。且根据隐性纯合子突破法确定中亲本为杂合子。符合测交，可确定其中的黄为杂合子

13、。则为隐性纯合子自交。那么到底哪种遗传因子组成致死？其实只要写出图解便可初步确定显性纯合子为致死遗传因子组成。答案：黄毛为显性，黑毛为隐性。显性纯合子致死。遗传图解如下：显性遗传因子A ，隐性遗传因子a P Aa X A a P Aa X aa 黄 黄 黄 黑 F1 1AA ：2Aa ：1aa F1 Aa ： aa (致死) 黄 黑 黄 黑性状分离比 2 ： 1 性状分离比 1 ： 1 P aa X aa 黑 黑 F1 aa 黑四、借鉴孟德尔的科学思维方法，以设计试验，提升推理和分析应用能力为目的，解决实际问题。遗传规律是指在有性生殖过程中，遗传因子在亲代与子代之间传递规律。由于遗传因子和它的

14、行为变化难以观察，而它控制的性状在亲子代中的具体表现就容易观察，因此，我们通常可根据性状表现来推知遗传因子在传种接代过程中的遗传行为。遗传规律是孟德尔通过不断的试验分析而得到。那么在具体的环境和条件下，还是具体问题具体分析，但杂交方法、性状分析方法、配子形成规律等是可以通用的。也就基于此，我们便可以按要求来操作。另外，孟德尔遗传第一规律在实践中的一个重要应用就是在杂交育种上，如何设计杂交实验来培育所需性状的纯种？示例：1、已知纯种的粳稻与糯稻杂交，F1全为粳稻。粳稻中含直链淀粉遇碘呈蓝黑色（其花粉粒的颜色反应也相同），糯稻含支链淀粉，遇碘呈红褐色（其花粉粒的颜色反应也相同）。现有一批纯种粳稻和

15、糯稻，以及一些碘液。请设计不同方案来验证遗传第一定律：分离规律。（实验过程中可自由取用必要实验器材。遗传因子用M和m表示）。实验方法：方案一实验步骤： 实验预期现象： 对实验现象的解释： 实验结论： 方案二实验步骤： 实验预期现象： 对实验现象的解释： 实验结论： 分析：遗传第一定律控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合。在形成配子时，成对的遗传因子分离，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。即成对遗传因子在生物体形成生殖细胞时必然分离。要验证这一规律，即要说明F1为杂合子，在形成配子时产生两种不同配子。那么根据题意一种是利用花粉的颜色反应直接鉴定F1产生的花粉粒，直接检查

16、花粉粒即配子的种类；另外可运用孟德尔创造的测交法来检测F1的遗传因子组成及形成配子的情况。此外也可以运用孟德尔的一对相对性状的杂交实验方法来检测F1的遗传因子组成及形成配子的情况。答案：方案一：运用F1花粉鉴定法。实验步骤：（1）首先让纯种粳稻和糯稻杂交，获取F1杂合粳稻。（2）F1开花时取其一个成熟花药，挤出花粉，置于载玻片上，滴一滴碘液并用显微镜观察）。实验的现象为：花粉粒中一半呈蓝黑色，一半呈红褐色。实验现象解释：F1在产生配子的过程中产生了一种含M基因的配子（蓝黑色）和一种含m基因的配子（呈红褐色）。结论：F1产生配子的过程中所含遗传因子M和m分离，并最终形成了两种不同的配子，从而直接

17、验证了基因的分离规律。方案二：采用测交法加以验证。实验步骤：（1）首先让纯合的粳稻与糯稻杂交，获取F1杂合粳稻。（2）让F1杂合粳稻与糯稻测交，观察后代性状分离现象。实验预期现象为：测交后代应出现两种不同表现类型且比例为11。解释：依据测交使用的糯稻为纯合体只产生一种含糯性基因的配子，后代既然出现两种表现型，粳稻（含M）和糯稻（含m，且为mm纯合），则F1必然产生两种类型配子，即M和m）。结论：F1中必然含有遗传因子M和m，且M和m这对遗传因子在Fl产生配子的过程中必定彼此分离，最终产生了两种不同的配子，从而验证了基因的分离规律）。方案三：运用自交法加以验证实验步骤：（1）首先让纯合的粳稻与糯

18、稻杂交，获取F1杂合粳稻。（2）让F1杂合粳稻自交，观察后代性状分离现象。实验预期现象为：F2代应出现两种不同表现类型且比例为31。解释：F1为杂合的粳稻，后代既然出现两种表现型，粳稻（含M）和糯稻（含m，且为mm纯合），则F1必然产生两种类型配子，即M和m）。结论：F1中必然含有遗传因子M和m，且M和m这对遗传因子在Fl产生配子的过程中必定彼此分离，最终产生了两种不同的配子，从而验证了基因的分离规律）2、云南昆明研究所在野生猕猴中发现了一只极为罕见的白色雄性猕猴。为了尽快利用这只白色猕猴繁殖一种白色猕猴群，请设计出交配实验方案。分析：常色的野生猕猴与罕见的白色猕猴是一对相对性状。想要繁殖白色猕猴群，最好要繁殖出白色的雌性、白色的雄性猕猴纯种。要实现这一目的，可以先让该只白色雄性猕猴与常色野生雌性猕猴交配，看子代猕猴的毛色情况。若子代出现白色猕猴则选出进行交配；若子代都为常色猴，则让子代的雌性猕猴与白色猕猴亲本交配。答案：首先让这只白色猕猴与多只野生猕猴交配，