1.2孟德尔的豌豆杂交实验(二)（教学设计）高一生物（人教版2019必修2）

第1章遗传因子的发现

第2节孟德尔的杂交实验(二)年级高一年级授课时间2课时课题第1节孟德尔的杂交实验(二)教材分析在教学内容的安排上，本节与第1节相同，同样按照科学发现过程的顺序来构建框架体系，并按照孟德尔的实验过程，从现象到本质，层层深入地呈现了假说——演绎法的研究思路，再总结自由组合定律。在呈现方式上，教材突出了科学方法的教育,让学生在亲历科学家的探索过程中获取科学知识，领悟科学方法。本节十分注重前后内容之间的联系。注重对科学方法的学习和科学精神的渗透。在分析两对相对性状的遗传时，引导学生从一对相对性状入手,逐步分析每一对相对性状的遗传是否遵循分离定律,为两对相对性状的自由组合现象奠定基础。分析孟德尔获得成功的原因需基于两节内容进行，整章教材是从“学习——实践——创新"的思路介绍孟德尔的生平和杂交实验的。在两节内容的基础上，引导学生运用遗传规律解释或预测一些遗传现象，更好地体现生物学知识在生产生活中的应用，让学生在真实的问题情境中，灵活运用孟德尔遗传规律分析和解决实际问题，提升能力和社会责任。教学目标1.阐明自由组合定律，并能运用自由组合定律解释或预测一些遗传现象。2.通过对孟德尔两对相对性状杂交实验的分析，培养归纳与演绎的科学思维，进步体会假说——演绎法。3.通过分析孟德尔发现遗传规律的原因，体会孟德尔的成功经验，认同政于质疑、男于创新、探索求真的科学精神。4.说出基因型、表型和等位基因的含义。教学重、难点1.教学重点(1)两对相对性状杂交实验的分析，自由组合定律。(2)孟德尔获得成功的原因。2.教学难点(1)对自由组合现象的解释。(2)运用遗传规律解释或预测一些遗传现象。教学过程第1课时教学内容教师活动学生活动引入新课【情境导入】引导学生回顾分离定律内容，运用分离定律画出黄色豌豆和绿色豌豆杂交的遗传图解孟德尔观察花园里的豌豆植株，发现就子叶颜色和种子形状来看，包括两种类型:一种是黄色圆粒的，一种是绿色粒的。为什么院子里只要是黄色豌豆都是饱满的圆粒，只要是绿色豌豆都是干瘪的皱粒?展示教材中的“问题探讨”。提出问题:1.决定子叶颜色的遗传因子对决定种子形状的遗传因子会不会有影响呢?2.黄色的豌豆一定是饱满的、绿色的豌豆一定是皱粒的吗?以小组为单位，画出黄色和绿色杂交的遗传图解。依据分离定律，尝试猜测黄色圆粒和绿色皱粒豌豆的杂交后代可能出现的性状组合。两对相对性状的杂交实验【实验过程】展示孟德尔两对相对性状杂交实验的过程及结果。【分析讨论】设疑：(1)为什么要对亲本进行正交与反交实验？正交反交结果如何？(2)亲本结出的种子是第几代？表现出什么性状？说明什么性状是显性性状，什么性状是隐性性状？(3)F2中出现了亲本所没有的性状组合是什么？(4)为什么会出现新的性状组合呢，它们之间有什么数量关系？(5)这与一对相对性状杂交实验中F2的3:1的数量比有联系吗?指导学生小组讨论、交流，建构重要概念。对每一对相对性状单独进行分析,发现：每一对相对性状的遗传都遵循分离定律。控制两对相对性状的遗传因子的遗传互不干扰。图示不同性状之间发生了新的组合【拓展延伸】补充F2出现9∶3∶3∶1的条件。思考：是否控制两对相对性状的遗传因子也发生了组合呢?结合遗传图解和问题，小组进行讨论，并进行交流。对自由组合现象的解释启发学生回顾“生物的性状是由遗传因子决定的”，引导学生作出假设。根据假设将孟德尔两对相对性状杂交形成子一代的实验绘出遗传图解。设疑:1.要得到遗传因子组成为YyRr的黄色圆粒豌豆，亲代除黄色圆粒和绿色皱粒外，还可以有哪些类型?2.F1中黄色圆粒(YyRr)形成哪些类型的配子，F2中才能出现性状的重组?鼓励并引导学生结合孟德尔先前的研究思路和方法，大胆预测F1能产生4种等量的配子。并指导学生写出四种配子及比例：F1产生4种类型的配子YR、Yr、yR、yr=1∶1∶1∶1。根据假设受精时雌雄配子的结合是随机的，组织学生用棋盘法写出F2的遗传因子组成。思考：雌雄配子的结合方式有几种？遗传因子组合形式有几种？引导学生根据F2的遗传因子组成分析F2中表型的类型及比例。统计F2中遗传因子的类型及比例。归纳F2中各种性状表现对应的遗传因子组成类型及比例。思考问题，对性状与遗传因子的关系作出假设，以小组为单位，绘出遗传图解。初步学习利用棋盘法写出子代。思考问题，并归纳F2中各种性状表现对应的遗传因子组成类型及比例。正误判断典例分析【正误判断】1.纯合黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆杂交，F2中的性状分离比接近于9∶3∶3∶1（√）2.两对相对性状的杂交实验中，F1产生配子时，成对的遗传因子可以自由组合（×）3.两对相对性状的杂交实验中，F1能产生YR、Yr、yR、yr4种类型的配子（√）4.两对相对性状的杂交实验中，受精时，F1雌雄配子的组合方式有9种（×）5.两对相对性状的杂交实验中，F2的遗传因子组成有4种，比例为9∶3∶3∶1（×）【典例分析】[典例1]豌豆的圆粒对皱粒为显性，受一对遗传因子R和r控制，种皮黄色对绿色为显性，受另一对遗传因子Y和y控制。现让纯种的黄色圆粒豌豆与纯种的绿色皱粒豌豆杂交，得到F1，再让F1自交，F2出现了9∶3∶3∶1的性状分离比。下列相关叙述错误的是（D）A.F1全表现为黄色圆粒 B.F2中黄色圆粒所占的比例为9/16C.F2中绿色皱粒所占的比例为1/16 D.F2中重组类型所占的比例为5/8深化探究结合两对相对性状杂交遗传图解，进一步组织学生分组讨论、分析孟德尔两对相对性状的杂交实验1.F2的重组性状和亲本性状分别有哪些？它们在F2中的比例分别是多少？【答案】重组性状为黄色皱粒和绿色圆粒，在F2中的比例均为3/16。亲本性状为黄色圆粒和绿色皱粒，其中黄色圆粒在F2中的比例为9/16，而绿色皱粒在F2中的比例为1/16。2.将亲本(P)改为：纯种黄色皱粒×纯种绿色圆粒。探究以下问题：(1)此时F1的性状为_黄色圆粒_。(2)F2性状分离比：_9∶3∶3∶1__。(3)F2中重组类型和所占比例与教材的结果相同吗？【答案】不相同。亲本改变后F2的重组类型变为黄色圆粒和绿色皱粒，比例分别为9/16和1/16，此时重组类型共占5/8。而亲本类型为黄色皱粒和绿色圆粒，两者均占F2的3/16，因此亲本类型共占3/8。对自由组合现象的验证结合上述问题，组织学生探讨:提出的假说是否能合理地解释两对相对性状的自由组合现象?借鉴分离定律的验证方法，设计测交实验方案，让杂种子一代(YyRr)与隐性纯合子(yyr)杂交。依据孟德尔提出的假说，演绎推理出测交实验的结果。展示孟德尔测交实验结果的统计表格。与预测结果进行对比，从而验证了孟德尔的假说是成立的。通过测交实验的结果可证实：①F1产生4种类型且比例为1∶1∶1∶1的配子。②F1在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合。设计测交实验方案，并预测实验结果。思考分析，得出结论:孟德尔通过严谨的测交实验证明了假说是正确的。正误判断典例分析【正误判断】6.测交实验必须有隐性纯合子参与(√)7.测交实验结果只能证实F1产生配子的种类，不能证明不同配子间的比例(×)8.多对相对性状遗传时，控制不同性状的遗传因子先彼此分离，然后控制相同性状的遗传因子再自由组合(×)9.孟德尔在以豌豆为材料所做的实验中，通过杂交实验发现问题，然后提出假设进行解释，再通过测交实验进行验证(√)10.遗传因子的自由组合发生在雌雄配子随机结合过程中(×)【典例分析】[典例2]孟德尔利用假说—演绎法发现了遗传的两大定律。其中，在研究遗传因子的自由组合现象时，针对发现的问题提出的假设是(D)A．F1产生数目、种类相等的雌雄配子，且结合几率相等B．F1测交将产生四种不同性状的后代，比例为1∶1∶1∶1C．F1为显性性状，F1自交产生四种性状表现不同的后代，比例为9∶3∶3∶1D．F1形成配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子自由组合，F1产生四种比例相等的配子深化探究结合孟德尔测交实验过程分析以下问题：3．测交后代的遗传因子组成取决于哪个亲代个体？为什么？【答案】取决于杂种子一代，因为隐性纯合子的绿色皱粒豌豆只产生一种配子。4.两亲本杂交，后代性状出现了1∶1∶1∶1的比例，能否确定两亲本的遗传因子组成就是YyRr和yyrr？试举例说明。【答案】不一定。Yyrr和yyRr杂交，后代性状也会出现1∶1∶1∶1的比例。自由组合定律通过以上学习，请学生参照分离定律的表述，总结出两对相对性状的遗传规律。引导学生进一步分析出：发生时间:在形成配子时。实质: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。图解最能体现自由组合定律实质的是配子形成:共同归纳总结自由组合定律的内容，理解自由组合定律的实质。热图分析下图中哪些过程可以体现分离定律的实质？哪些过程体现了自由组合定律的实质？①②④⑤体现分离定律的实质④⑤体现了自由组合定律的实质典例分析[典例3]基因A、a和基因B、b的遗传遵循自由组合定律。一个亲本与aabb测交，子代基因型为AaBb和Aabb，分离比为1∶1，则这个亲本基因型为（A）A.AABbB.AaBbC.AAbb D.AaBB学习小结习题巩固1.遗传因子组成为AaBb（两对基因独立遗传）的个体，正常情况下产生的配子遗传因子组成不可能为（）

A.AB B.AbC.Aa D.ab【答案】C【解析】根据孟德尔的遗传规律可知，正常情况下配子中控制同一性状的遗传因子不会成对存在。2.已知玉米子粒黄色对红色为显性，非甜对甜为显性。纯合的黄色非甜玉米与红色甜玉米杂交得F1，F1自交或测交，预期结果错误的是（A）

A.自交结果中黄色甜与红色非甜比例为9∶1

B.自交结果中黄色与红色比例为3∶1，非甜与甜比例为3∶1

C.测交结果是红色甜∶黄色非甜∶红色非甜∶黄色甜＝1∶1∶1∶1

D.测交结果中红色与黄色比例为1∶1，甜与非甜比例为1∶1【答案】A【解析】F1自交的结果是黄色非甜∶黄色甜∶红色非甜∶红色甜＝9∶3∶3∶1，所以黄色甜和红色非甜分别占3/16和3/16，比例为1∶1。板书设计第1节孟德尔的杂交实验(二)一、两对相对性状的杂交实验二、对自由组合现象的解释和验证1.F1产生4种类型的配子YR、Yr、yR、yr=1∶1∶1∶12.验证方法：测交三、自由组合内容1.发生时间:在形成配子时2.实质: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教学过程第2课时教学内容教师活动学生活动引入新课课前布置学生查阅有关资料，展示部分搜集的资料，了解在孟德尔发现遗传规律之前，一些研究杂交育种的专家对杂种后代中出现性状分离现象虽早已熟知，但是人们并没有对实验数据做深入的统计学分析。孟德尔对杂交实验的研究也不是一帆风顺的。他曾花了几年时间研究山柳菊，结果却并不理想。展示山柳菊的背景，了解它的结构，从而引入选择豌豆作为实验材料是成功的关键。展示搜集的资料，了解孟德尔对杂交实验的研究过程。孟德尔实验方法的启示【思考讨论】回顾孟德尔的实验过程，组织学生阅读教材P12有关内容，展示教材思考讨论，分析孟德尔获得成功的原因。孟德尔之所以能获得成功，主要体现在自身素养、选材方面、逻辑方法、程序设计、数学方法方面。通过分析让学生认同科学研究过程中科学思维与科学方法的重要性，认同孟德尔敢于质疑、勇于创新、探索求真的科学精神。阅读教材，结合补充资料，小组内讨论交流。孟德尔遗传规律的再发现孟德尔凭借智慧和坚持,在有限的条件下一粒粒、一株株地“数出”遗传规律，作出了超越自己所处时代的发现。但是这一重要成果却沉寂了30多年，这在当时为什么没有引起人们的重视?补充资料说明没有引起人们的重视的主要原因。孟德尔运用假说——演绎的科学研究方法和数学统计方法，这在当时既是超越前人的创新，也是许多科学家所无法理解和接受的。当时，达尔文的生物进化论引起了科学界的重大关注，也是原因之一。并补充重新发现孟德尔遗传规律的三位科学家的有关工作资料。【构建概念】举例说明以下概念，引导学生建构有关概念,为后续学习奠定基础。1.遗传因子与基因的名词;2.等位基因与相对性状的关系;3.表型与基因型的区分。随着孟德尔遗传规律的再发现，基因的本质和作用原理成为遗传学研究的中心问题，这些问题的研究为生物技术的兴起奠定了理论基础。使认同孟德尔被后人公认为“遗传学之父”。【思维拓展】引导学生画出基因与性状的概念图。倾听了解有关史实。结合具体实例。构建知识概念图。深化探究分析生物的表型和基因型之间的关系。现有甲、乙两株高茎豌豆，分别对它们做了以下实验，据此分析生物的表型和基因型之间的关系：1．在适宜的田地里分别种植两株豌豆，让它们自然受粉，种子收获后再分别种植，发现甲的后代都是高茎，乙的后代有高茎也有矮茎，如果用D、d表示等位基因，甲、乙的基因型是否相同？不相同。甲的基因型是DD，乙的基因型是Dd。2．将甲后代的高茎豌豆种子种植在土壤贫瘠、缺水少肥的田里，结果都表现为植株矮小，是它们的基因型发生了改变吗？不是。是受环境的影响。3．综上分析，基因型和表型二者之间的关系是怎样的？表型是基因型和环境共同作用的结果。孟德尔遗传规律的应用孟德尔的成功源于其对过去的反思，而其成功的意义是对未来的改造。分离定律和自由组合定律在生物的遗传中具有普遍性。掌握这些定律不仅有助于人们正确地解释生物界普遍存在的遗传现象，还能够预测杂交后代的类型和它们出现的概率，这在动植物育种和医学实践等方面都具有重要意义。情境1:教材中小麦育种实例假如你是一位育种工作者，你用什么方法把两个品种的优良性状组合在一起?杂交育种引导学生以豌豆杂交实验的遗传图解为模板，将设想用遗传图解表示出来。展示学生绘制的图解，发现问题，共同修正，规范书写过程。思考：杂交育种选育为什么从F2开始？因为从F2开始发生性状分离。在某一子代最先得到所需性状后，就可以将其种子直接卖给农民作为良种吗？为什么？不能。因为这时得到的种子不一定是纯合子。结合育种过程，分析杂交育种的优缺点。引导学生明确育种的目标是将优良性状进行组合，本质上需要对不同的基因进行组合。【思维拓展】如果培育隐性纯合的新品种，比如用基因型为AAbb和aaBB的亲本，培育出aabb的优良品种，是否需要连续自交？不需要，因为隐性性状一旦出现即为纯合子。培育细菌新品种时，能否用杂交育种的方法？不能，杂交育种只适用于进行有性生殖的生物且相关基因遵循细胞核的遗传规律，细菌是原核生物，不能进行有性生殖。情境2:医学实践中的应用实例1：假如你是一位遗传咨询师，一对健康的夫妇前来咨询。这对健康夫妇曾生了一个患有白化病的儿子，白化病是由显性还是隐性基因控制的?他们再生一个孩子一定会患白化病吗?患病概率是多少?隐性不一定1/4实例2：多指是一种由显性基因（A）控制的遗传病。父亲多指，母亲正常，他们生了一个女儿手指正常，再生一个孩子是患病的概率。3/4感受育种工作者的艰辛和获得成功的喜悦。尝试绘制育种的遗传图解。交流、完善育种方案。思考讨论有关问题。绘制遗传图解，进行分析推理。正误判断典例分析【正误判断】1.孟德尔把数学方法引入生物学的研究，是超越前人的创新（√）2.选择豌豆作为实验材料是孟德尔成功的首要条件（√）3.孟德尔提出了遗传因子、基因型和表型的概念（×）4.表型相同的生物，基因型一定相同（×）5.杂交育种不需要筛选就可获得优良品种。（×）6.根据孟德尔遗传规律可以推断遗传病患病概率。（√）【典例分析】[典例1]小麦抗锈病对易染锈病为显性，人们在育种过程中需要鉴别和保留纯合的抗锈病小麦。现有Ⅰ、Ⅱ两种抗锈病的小麦，鉴别其是否纯合的最简便易行的方法是（D）A.Ⅰ×ⅡB.Ⅰ×Ⅱ→F1，F1再自交C.Ⅰ、Ⅱ分别和易染锈病植株测交D.Ⅰ、Ⅱ分别自交思维拓展列表说明子代表型比与亲代基因型的关系：引导学生结合实例，应用分离定律解决多对相对性状的自由组合问题。一般思路：在独立遗传的情况下，将多对等位基因的自由组合分解为若干个分离定律，运用乘法进行组合。正推型：已知亲本的基因型推测子代的基因型、表型及比例。逆推型：根据子代表型分离