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《自由組合定律》教案(共9頁(yè))

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《自由組合定律》教案(共9頁(yè))

精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第二節(jié) 基因的自由組合定律【學(xué)習(xí)目的】1.理解孟德?tīng)杻蓪?duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)2.理解基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)3.能區(qū)分相關(guān)遺傳概念【教學(xué)重點(diǎn)】1、對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋2、基因的自由組合定律的實(shí)質(zhì)3、孟德?tīng)柅@得成功的原因【教學(xué)難點(diǎn)】對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋【教學(xué)用具】豌豆粒色遺傳和粒形遺傳的雜交示意圖、兩對(duì)相對(duì)性狀雜交實(shí)驗(yàn)分析圖解,兩對(duì)相對(duì)性狀測(cè)交實(shí)驗(yàn)圖【教學(xué)方法】講授法、討論法【教學(xué)過(guò)程】上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了基因的分離定律。下面我們來(lái)復(fù)習(xí)一下:1、基因分離定律的實(shí)質(zhì)是什么?(基因分離定律是:在雜合子的細(xì)胞中,位于一對(duì)同源染色體上的等位基因,具有一定的獨(dú)立性,生物體在進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子時(shí),等位基因會(huì)隨著同源染色體的分開(kāi)而分離,分別進(jìn)入兩個(gè)配子中,獨(dú)立地隨配子遺傳給后代)2、分析孟德?tīng)柕牧硗鈨蓚€(gè)一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)豌豆粒色實(shí)驗(yàn) 豌豆粒形實(shí)驗(yàn)P 黃色X綠色 P 圓形X皺形 F1 黃色 F1 圓形 F2              F2           (F1黃色豌豆自交產(chǎn)生兩種表現(xiàn)型:黃色和綠色,比例為:31;F1圓形豌豆自交產(chǎn)生F2有兩種類(lèi)型:圓粒和皺粒,比例為31)這節(jié)課我們?cè)趯W(xué)習(xí)了基因的分離定律的基礎(chǔ)上,來(lái)學(xué)習(xí)基因的自由組合定律。首先我們來(lái)了解孟德?tīng)柕膬蓪?duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)。(一)兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)孟德?tīng)柕幕蚍蛛x定律是在完成了對(duì)豌豆的一對(duì)相對(duì)性狀的研究后得出的。那么,豌豆的相對(duì)性狀很多,如果同一植株有兩對(duì)或兩對(duì)以上的純合親本性狀,如:豌豆的黃色相對(duì)于綠色為顯性性狀,圓粒相對(duì)于皺粒為顯性性狀。我們將同時(shí)具有黃色、圓粒兩種性狀的純親本植株和具有綠色、皺粒兩種性狀的純親本植株放到一起來(lái)研究它們雜交情況的話(huà),會(huì)出現(xiàn)什么樣的現(xiàn)象呢?它是否還符合基因的分離規(guī)律呢?于是,孟德?tīng)柧陀肿隽艘粋€(gè)有趣的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)的過(guò)程是這樣的。1、純種黃色圓粒豌豆和純種綠色皺粒豌豆的雜交實(shí)驗(yàn)P 黃色圓粒 × 綠色皺粒 F1 黃色圓粒 F 黃色圓粒 綠色圓粒 黃色皺粒 綠色皺粒 315粒 108粒 101粒 32粒 9 3 3 1孟德?tīng)栠x用了豌豆的粒色和粒形這樣兩個(gè)性狀來(lái)進(jìn)行雜交,即純種黃色圓粒豌豆和純種綠色皺粒豌豆做親本進(jìn)行雜交。無(wú)論是正交還是反交,結(jié)出的種子都是黃色圓粒的。以后,孟德?tīng)栍肿孎植株進(jìn)行自交。產(chǎn)生的F2中,不僅出現(xiàn)了親代原有的性狀黃色圓粒和綠色皺粒,還產(chǎn)生了新組合的性狀綠色圓粒和黃色皺粒。在所結(jié)的556粒種子中,有黃色圓粒的315粒、綠色圓粒的108粒、黃色皺粒的101粒、綠色皺粒32粒。四種表現(xiàn)型的數(shù)量比接近9331。2、兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)的主要特點(diǎn)(1)F均為黃色圓粒,為顯性性狀;(2)F2有四種表現(xiàn)型,這四種表現(xiàn)型的數(shù)量比接近9331;(3)F2中的綠色圓粒和黃色皺粒是不同相對(duì)性狀間的重組新類(lèi)型;(4)正交和反交的結(jié)果相同。(二)對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋為什么會(huì)出現(xiàn)以上這樣的結(jié)果呢?這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果又是否符合基因的分離定律呢?我們首先從一對(duì)性狀(粒色、粒形)入手,看看實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否符合基因的分離定律。1、每一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳都符合基因的分離定律粒色:黃色 315101416綠色 108 32140黃色 綠色 = 416 140,接近于31粒形:圓粒 315108423皺粒 101 32133圓粒 皺粒 = 423 133, 接近于31由此可見(jiàn),從一對(duì)相對(duì)性狀的角度去衡量這一實(shí)驗(yàn)是符合基因的分離定律的。2、兩對(duì)相對(duì)性狀的分離是各自獨(dú)立的兩對(duì)相對(duì)性狀在共同的遺傳過(guò)程中性狀分離和等位基因的分離是互不干擾、各自獨(dú)立的,是隨機(jī)的。那么,新組合的性狀又是如何產(chǎn)生的呢?通過(guò)對(duì)上述遺傳實(shí)驗(yàn)的分析,在F2不僅出現(xiàn)了與親本性狀相同的后代,而且出現(xiàn)了兩個(gè)新組合的性狀即黃色皺粒和綠色圓粒,并且這兩對(duì)相對(duì)性狀的分離比接近31。這表明在F形成配子后,配子在組合上發(fā)生了自由配對(duì)的現(xiàn)象。3、不同對(duì)的相對(duì)性狀之間自由組合由于一對(duì)性狀的分離是隨機(jī)的、獨(dú)立的,那么,兩對(duì)性狀在遺傳的過(guò)程中必然會(huì)發(fā)生隨機(jī)組合。如果我們利用概率計(jì)算的原理進(jìn)行計(jì)算,能得到怎樣的結(jié)果呢?從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看,在F2中:粒色:黃色:3/4 粒形:圓形:3/4綠色:1/4        皺形:1/4也就是說(shuō),在3/4的黃色種子中,應(yīng)該有3/4是圓粒的,1/4是皺粒的;在1/4的綠色種子中,應(yīng)該有3/4是圓粒的,1/4是皺粒的。反過(guò)來(lái)也一樣,即在3/4的圓粒種子中,應(yīng)該有3/4是黃色的,有1/4是綠色的;在1/4的皺粒種子中,應(yīng)該有3/4是黃色;1/4是綠色。因此,兩對(duì)性狀結(jié)合起來(lái),在556粒種子中應(yīng)出現(xiàn)的性狀及比例為 黃色圓粒:34*34916 556*916313 黃色皺粒:34*l4316 556*316104  綠色圓粒:14*34316 556*316104 綠色皺粒:14*l4116 556*l1634雜交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果也正是如此。在556粒種子中,黃色圓粒315粒,黃色皺粒101粒,綠色圓粒108粒,綠色皺粒32粒,正好接近:916:316:316:116,即:9331。孟德?tīng)枌?duì)上述的自由組合現(xiàn)象是怎樣解釋的呢?請(qǐng)同學(xué)們看課本P31以上數(shù)據(jù)表明至P32第二自然段結(jié)束。4、孟德?tīng)枌?duì)自由組合現(xiàn)象進(jìn)行了解釋孟德?tīng)枌?duì)自由組合現(xiàn)象進(jìn)行了解釋?zhuān)湟c(diǎn)是:(1)豌豆的粒色和粒形分別由一對(duì)遺傳因子(等位基因)控制,即黃色和綠色分別由遺傳因子(等位基因)Y和y控制;圓粒和皺粒分別由遺傳因子(等位基因)R和r控制。由于子一代表現(xiàn)為黃色圓粒,說(shuō)明親本中黃色相對(duì)于綠色為顯性性狀,圓粒相對(duì)于皺粒為顯性性狀。這樣,兩個(gè)親本中,純種黃色圓粒的遺傳因子組成(基因型)為YYRR;純種綠色皺粒的遺傳因子組成(基因型)為yyrr。(2)形成配子時(shí),兩個(gè)親本YYRR產(chǎn)生的配子為YR,yyrr產(chǎn)生的配子為yr。(3)受精后,F(xiàn)的遺傳因子組成(基因型)為YyRr,其表現(xiàn)型為黃色圓粒。(4)F形成配子時(shí),每對(duì)遺傳因子(等位基因)表現(xiàn)為分離。與此同時(shí),在不同對(duì)的遺傳因子(非等位基因)之間表現(xiàn)為隨機(jī)自由結(jié)合,而且是彼此獨(dú)立、互不干擾的。這樣,F(xiàn)產(chǎn)生的雌雄配子各有4種,即YR、Yr、yR、yr,其比例為1ll1。關(guān)于雜種F產(chǎn)生配子的種類(lèi)和比例是發(fā)生基因自由組合的根本原因,也是這節(jié)課的難點(diǎn)?,F(xiàn)在我們一起來(lái)分析F產(chǎn)生配子的過(guò)程。雜種F(YyRr)在減數(shù)分裂形成配子時(shí),等位基因Y和y、R和r會(huì)隨著同源染色體的分離進(jìn)入不同的配子,而不同對(duì)的等位基因之間隨機(jī)組合在同一配子中。F基因型等位基因分離非等位基因之間自由組合YR YryRyr               1 1 1 1由于Y與R和r組合的幾率相同,R與Y和y組合的幾率也相同,所以4種配子的數(shù)量相同。(5)雜種F形成配子后,受精作用時(shí)雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的,即各種類(lèi)型的雌雄配子的結(jié)合機(jī)會(huì)均等。因此,F(xiàn)的配子的結(jié)合方式有16種,其中有9種基因型、4種表現(xiàn)型,表現(xiàn)型數(shù)量比接近于9331。5、黃色圓粒豌豆和綠色皺粒豌豆雜交實(shí)驗(yàn)孟德?tīng)栐谕瓿闪藢?duì)豌豆一對(duì)相對(duì)性狀的研究以后,沒(méi)有滿(mǎn)足已經(jīng)取得的成績(jī),而是進(jìn)一步探索兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳規(guī)律,揭示出了遺傳的第二個(gè)規(guī)律基因的自由組合定律。在揭示這一規(guī)律時(shí),他不僅很準(zhǔn)確地把握住了兩對(duì)相對(duì)性狀的顯隱性特點(diǎn),進(jìn)行了雜交實(shí)驗(yàn);并在產(chǎn)生F后,對(duì)F進(jìn)行自交,分析出因?yàn)樵冢p數(shù)分裂)形成配子時(shí),各產(chǎn)生了4種雌雄配子。由于雌雄配子的自由組合,才在F中出現(xiàn)了新組合性狀這一規(guī)律。(三)對(duì)自由組合現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證測(cè)交實(shí)驗(yàn)1、目的選用雙隱性的植株與F1雜交,測(cè)出F1的基因型,從而驗(yàn)證自由組合現(xiàn)象解釋的正確性。2、理論分析根據(jù)孟德?tīng)柕慕忉專(zhuān)現(xiàn)1應(yīng)產(chǎn)生4種配子YR、Yr、yR 和yr,并且其比例為1 1 1 1;雙隱性個(gè)體只產(chǎn)生一種隱性(yr)配子。所以測(cè)交結(jié)果應(yīng)該產(chǎn)生4種類(lèi)型的后代,即黃色圓粒、綠色圓粒、黃色皺粒和綠色皺粒,并且4種表現(xiàn)型的數(shù)量比應(yīng)為11l1。3、雜交實(shí)驗(yàn)雜種子一代   隱性純合YyRr yyrr YR Yr yR  yr yr YyRr Yyrr yyRr yyrrF1作母本 31 27 26 26F1作父本 24 22 25 26 1 1 1 1測(cè)交的結(jié)果是產(chǎn)生了4種后代,即黃色圓粒、綠色圓粒、綠色皺粒和黃色皺粒,并且它們數(shù)量基本相同。4種表現(xiàn)型的數(shù)量比接近11l1。4、結(jié)論測(cè)交時(shí)無(wú)論是正交還是反交,實(shí)驗(yàn)與分析相符,驗(yàn)證了對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋是正確的。并且證明了F1的基因型為YyRr,既能產(chǎn)生4種雄配子,又能產(chǎn)生4種雌配子,從而證實(shí)了F1在形成配子時(shí),不同對(duì)等位基因是自由組合的。(四)基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)孟德?tīng)柕碾s交實(shí)驗(yàn)從實(shí)踐的角度論證了自由組合定律的存在和規(guī)律。現(xiàn)在,我們從現(xiàn)代遺傳學(xué)的角度去解釋這一規(guī)律。1、基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)是:位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的。在細(xì)胞減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中,同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí),非同源染色體上的非等位基因自由組合。2、細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的后期3、核心內(nèi)容同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí),非同源染色體上的非等位基因自由組合。請(qǐng)同學(xué)們思考:(1)孟德?tīng)査f(shuō)的兩對(duì)基因是指什么?(位于1、2號(hào)同源染色體上的Y和y及位于3、4號(hào)的另一對(duì)同源染色體上的R和r)(2)1號(hào)染色體上的Y基因的非等位基因是那些基因?(3、4號(hào)染色體上的R和r)(3)非同源染色體上的非等位基因在形成配于時(shí)的結(jié)合方式是什么?(自由組合)(4)這種非同源染色體上的非等位基因自由組合發(fā)生在哪一過(guò)程中?(發(fā)生在細(xì)胞減數(shù)分裂形成配子時(shí))(5)基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)是什么?(位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的。在細(xì)胞減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中,同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí),非同源染色體上的非等位基因自由組合)(五)基因自由組合定律在實(shí)踐中的應(yīng)用1、在育種中的應(yīng)用使不同親本的優(yōu)良性狀的基因組合到一個(gè)個(gè)體內(nèi),創(chuàng)造出優(yōu)良品種 基因的自由組合定律為我們的動(dòng)、植物育種和醫(yī)學(xué)實(shí)踐開(kāi)闊了廣闊的前景,人類(lèi)可以根據(jù)自己的需求,不斷改良動(dòng)植物品種,為人類(lèi)造福。例如:水稻中,有芒(A)對(duì)無(wú)芒(a)是顯性,抗病(R)對(duì)不抗?。╮)是顯性。其中,無(wú)芒和抗病是人們需要的優(yōu)良性狀?,F(xiàn)有兩個(gè)水稻品種,一個(gè)品種無(wú)芒、不抗病,另一個(gè)品種有芒、抗病。請(qǐng)你想辦法培育出一個(gè)無(wú)芒、抗病的新品種。根據(jù)自由組合定律,這樣的品種占總數(shù)的316。我們得到的這種具有雜種優(yōu)勢(shì)的品種可以代代遺傳嗎?(不可以,因?yàn)槠渲杏?/16的植株是雜合體,它的下一代會(huì)出現(xiàn)性狀分離)那么,如何能得到可以代代遺傳的優(yōu)勢(shì)品種?(要想得到可以代代遺傳的優(yōu)勢(shì)品種,就必須對(duì)所得到的無(wú)芒、抗病品種進(jìn)行自交和育種,淘汰不符合要求的植株,最后得到能夠穩(wěn)定遺傳的無(wú)芒、抗病的類(lèi)型)2、在醫(yī)學(xué)和優(yōu)生優(yōu)育中的應(yīng)用在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)上,我們也常用基因的自由組合規(guī)律來(lái)分析家族遺傳病的發(fā)病規(guī)律。并且推斷出其后代的基因型和表現(xiàn)型以及它們出現(xiàn)的依據(jù)。這對(duì)于遺傳病的預(yù)測(cè)和診斷以及優(yōu)生、優(yōu)育工作都有現(xiàn)實(shí)意義。例如:在一個(gè)家庭中,父親是多指患者(由顯性致病基因P控制),母親的表現(xiàn)型正常,他們婚后卻生了一個(gè)手指正常但先天聾啞的孩子(由隱性致病基因d控制,基因型為dd),其父母的基因型分別是什么?這樣的例子在我們?nèi)粘I钪惺墙?jīng)常遇到的,那么,我們一起來(lái)分析,雙方都未表現(xiàn)出來(lái)先天聾啞癥狀的父母,為什么會(huì)生出一個(gè)先大聾啞的孩子呢?(首先,先天聾啞一定是遺傳病,其父母均未表現(xiàn)出來(lái),說(shuō)明其父母均是隱性基因的攜帶者。加之其父親為多指,可以判定其父親的基因型為:PpDd;其母親表現(xiàn)型正常,可以判斷其母的基因型為:ppDd)根據(jù)上面的分析,其父母可能出現(xiàn)的配子是什么?其子女中可能出現(xiàn)的表現(xiàn)型有幾種?(其母親可能出現(xiàn)的配子類(lèi)型為:pD、pd,其父親可能出現(xiàn)的配子類(lèi)型為PD、Pd、pD、pd。)他們的后代可能出現(xiàn)的表現(xiàn)型有4種:只患多指(基因型為PpDD、PpDd),只患先天聾?。ɑ蛐蚿pdd),既患多指又患先天聾?。ɑ蛐蚉pdd),表現(xiàn)型正常(基因型ppDD,ppDd)由上面的例子可以看出,孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)的這兩個(gè)遺傳規(guī)律對(duì)于我們?nèi)祟?lèi)認(rèn)識(shí)自然,了解人類(lèi)自己有多么重要的意義。尤其在當(dāng)前,我們正處于一個(gè)新世紀(jì)的開(kāi)始,如何解決好我們國(guó)家發(fā)展過(guò)程中提高糧食產(chǎn)量,提高人口素質(zhì),特別是在計(jì)劃生育政策下,進(jìn)行優(yōu)生優(yōu)育等很多問(wèn)題都有待我們利用我們所學(xué)到的遺傳學(xué)知識(shí)去研究、去解決。在今后的工作中我們將面臨眾多的課題,這不僅需要我們掌握好現(xiàn)代科學(xué)知識(shí),而且,要學(xué)習(xí)孟德?tīng)柕目茖W(xué)精神。(六)孟德?tīng)柅@得成功的原因我們都知道,孟德?tīng)柌⒉皇沁M(jìn)行遺傳學(xué)研究的第一人,在孟德?tīng)栔?,有不少學(xué)者都做過(guò)動(dòng)植物的雜交實(shí)驗(yàn),試圖發(fā)現(xiàn)這其中的規(guī)律,但都未總結(jié)出規(guī)律來(lái)。孟德?tīng)枀s以他的科學(xué)精神和科學(xué)方法發(fā)現(xiàn)了遺傳的兩大規(guī)律。為什么孟德?tīng)枙?huì)取得這么大的成果呢?我們從中應(yīng)該得到那些啟示呢?1、正確地選擇了實(shí)驗(yàn)材料。2、在分析生物性狀時(shí),采用了先從一對(duì)相對(duì)性狀入手再循序漸進(jìn)的方法(由單一因素到多因素的研究方法)。3、在實(shí)驗(yàn)中注意對(duì)不同世代的不同性狀進(jìn)行記載和分析,并運(yùn)用了統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果。4、科學(xué)設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)程序。孟德?tīng)枌?shí)驗(yàn)的成功給了我們以很大的啟示,即進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)必須具備的幾點(diǎn)精神:1、科學(xué)的工作態(tài)度和方法:采取循序漸進(jìn)的方法,由簡(jiǎn)單到復(fù)雜;并注意觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,不放過(guò)任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。2、運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)成果,如孟德?tīng)柺紫葘⒔y(tǒng)計(jì)學(xué)的方法用于生物實(shí)驗(yàn)的分析。3、科學(xué)地選擇實(shí)驗(yàn)的材料。4、有一整套的科學(xué)工作的方法和程序。(七)自由組合定律與分離定律的比較分離定律自由組合定律研究的相對(duì)性狀一對(duì)兩對(duì)或兩對(duì)以上等位基因數(shù)量及在染色體上的位置一對(duì)等位基因位于一對(duì)同源染色體上兩對(duì)或兩對(duì)以上等位基因分別位于不同的同源染色體上細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)減數(shù)第一次分裂中(后期)同源染色體分離減數(shù)第一次分裂中(后期)非同源染色體隨機(jī)組合遺傳實(shí)質(zhì)等位基因隨同源染色體的分開(kāi)而分離非同源染色體上的非等位基因自由組合聯(lián)系都是以減數(shù)分裂形成配子時(shí),同源染色體的聯(lián)會(huì)和分離作基礎(chǔ)的。減數(shù)第一次分裂中(后期),同源染色體上的每對(duì)等位基因都要按分離定律發(fā)生分離;非同源染色體上的非等位基因,則發(fā)生自由組合。實(shí)際上,等位基因分離是最終實(shí)現(xiàn)非等位基因自由組合的先決條件。所以,分離定律是自由組合定律的基礎(chǔ),自由組合定律是分離定律的延伸與發(fā)展專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)

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