《自由組合定律》教案(共9頁)

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1、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.理解孟德爾兩對相對性狀的遺傳實(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、孟德爾獲得成功的原因 【教學(xué)難點(diǎn)】 對自由組合現(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、兩對相對性狀雜交實(shí)驗(yàn)分析圖解，兩對相對性狀測交實(shí)驗(yàn)圖 【教學(xué)方法】 講授法、討論法 【教學(xué)過程】 上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了基因的分離定律。下面我們來復(fù)習(xí)一下： 　　1、基因分離定律的實(shí)質(zhì)是什么？ 　?。ɑ蚍蛛x定

2、律是：在雜合子的細(xì)胞中，位于一對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)，等位基因會隨著同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入兩個(gè)配子中，獨(dú)立地隨配子遺傳給后代） 　　2、分析孟德爾的另外兩個(gè)一對相對性狀的遺傳實(shí)驗(yàn) 　?、偻愣沽Ｉ珜?shí)驗(yàn) 　　 ②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?????????? 　 （①F1黃色豌豆自交產(chǎn)生兩種表現(xiàn)型：黃色和綠色

3、，比例為：3∶1；②F1圓形豌豆自交產(chǎn)生F2有兩種類型：圓粒和皺粒，比例為3∶1） 　　這節(jié)課我們在學(xué)習(xí)了基因的分離定律的基礎(chǔ)上，來學(xué)習(xí)基因的自由組合定律。首先我們來了解孟德爾的兩對相對性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)。 （一）兩對相對性狀的遺傳實(shí)驗(yàn) 　　孟德爾的基因分離定律是在完成了對豌豆的一對相對性狀的研究后得出的。那么，豌豆的相對性狀很多，如果同一植株有兩對或兩對以上的純合親本性狀，如：豌豆的黃色相對于綠色為顯性性狀，圓粒相對于皺粒為顯性性狀。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研究它們雜交情況的話，會出現(xiàn)什么樣的現(xiàn)象呢？它是否還符合基因的分離規(guī)

4、律呢？于是，孟德爾就又做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的過程是這樣的。 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 　　　 ↓ F２ 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

5、 ∶ 3 ∶ 3 ∶ 1 　　孟德爾選用了豌豆的粒色和粒形這樣兩個(gè)性狀來進(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，孟德爾又讓F１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9∶3∶3∶1。 2、兩對相對性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)的主要特點(diǎn) （1）F１均為黃色圓粒，為顯性性狀； （2）F2有四種表現(xiàn)型，

6、這四種表現(xiàn)型的數(shù)量比接近9∶3∶3∶1； （3）F2中的綠色圓粒和黃色皺粒是不同相對性狀間的重組新類型； （4）正交和反交的結(jié)果相同。 （二）對自由組合現(xiàn)象的解釋 　　為什么會出現(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、每一對相對性狀的遺傳都符合基因的分離定律 粒色：黃色 315＋101＝416 　　　　　綠色 108 ＋32＝140 　　　　　黃色 ∶綠色 = 416 ∶140，　接近于3∶1 　　粒形：圓粒 315＋108＝423 　　　　　皺粒 101 ＋

7、32＝133 　　　　　圓粒 ∶皺粒 = 423 ∶133， 接近于3∶1 　　由此可見，從一對相對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、兩對相對性狀的分離是各自獨(dú)立的 　　兩對相對性狀在共同的遺傳過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？ 　　通過對上述遺傳實(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，并且這兩對相對性狀的分離比接近3∶1。這表明在F１形成配子后，配子在組合上發(fā)生了自由配對的現(xiàn)象。 3、不同對的相對性狀之間自由組合 　　由于一對性狀

8、的分離是隨機(jī)的、獨(dú)立的，那么，兩對性狀在遺傳的過程中必然會發(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，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。反過來也一樣，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，兩對性狀結(jié)合起來，在556粒種子中應(yīng)出現(xiàn)的性狀及

9、比例為 　 黃色圓粒：3／4*3／4＝9／16　 556*9／16＝313 　 黃色皺粒：3／4*l／4＝3／16 556*3／16＝104 ? 綠色圓粒：1／4*3／4＝3／16　 556*3／16＝104 　 綠色皺粒：1／4*l／4＝1／16 556*l／16＝34 　　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：9／16：3／16：3／16：1／16，即：9∶3∶3∶1。 　　孟德爾對上述的自由組合現(xiàn)象是怎樣解釋的呢？請同學(xué)們看課本P31以

10、上數(shù)據(jù)表明……至P32第二自然段結(jié)束。 4、孟德爾對自由組合現(xiàn)象進(jìn)行了解釋 　　孟德爾對自由組合現(xiàn)象進(jìn)行了解釋，其要點(diǎn)是： （1）豌豆的粒色和粒形分別由一對遺傳因子（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，說明親本中黃色相對于綠色為顯性性狀，圓粒相對于皺粒為顯性性狀。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)１的遺傳因

11、子組成（基因型）為YyRr，其表現(xiàn)型為黃色圓粒。 （4）F１形成配子時(shí)，每對遺傳因子（等位基因）表現(xiàn)為分離。與此同時(shí)，在不同對的遺傳因子（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)１產(chǎn)生的雌雄配子各有4種，即YR、Yr、yR、yr，其比例為1∶l∶l∶1。 　　關(guān)于雜種F１產(chǎn)生配子的種類和比例是發(fā)生基因自由組合的根本原因，也是這節(jié)課的難點(diǎn)。現(xiàn)在我們一起來分析F１產(chǎn)生配子的過程。 　　雜種F１（YyRr）在減數(shù)分裂形成配子時(shí)，等位基因Y和y、R和r會隨著同源染色體的分離進(jìn)入不同的配子，而不同對的等位基因之間隨機(jī)組合在同一配子中。 　F１基因型→等位基因分離→

12、非等位基因之間自由組合→YR　 Yr　yR　yr ?????????????? 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。 　?。?）雜種F１形成配子后，受精作用時(shí)雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的，即各種類型的雌雄配子的結(jié)合機(jī)會均等。因此，F(xiàn)１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9∶3∶3∶1。 5、黃色圓粒豌豆和綠色皺粒豌豆雜交實(shí)驗(yàn) 孟德爾在完成了對豌豆一對相對性狀的研究以后，沒有滿足已經(jīng)取得的成績，

13、而是進(jìn)一步探索兩對相對性狀的遺傳規(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)確地把握住了兩對相對性狀的顯隱性特點(diǎn)，進(jìn)行了雜交實(shí)驗(yàn)；并在產(chǎn)生F１后，對F１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F２中出現(xiàn)了新組合性狀這一規(guī)律。 （三）對自由組合現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證——測交實(shí)驗(yàn) 1、目的 選用雙隱性的植株與F1雜交，測出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)孟德爾的解釋，F(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

14、性（yr）配子。所以測交結(jié)果應(yīng)該產(chǎn)生4種類型的后代，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1∶1∶l∶1。 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 yyrr F1作母本 31 27 26 26 F1作父本 24 22 25 26 1 ∶ 1 ∶

15、1 ∶1 測交的結(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1∶1∶l∶1。 4、結(jié)論 測交時(shí)無論是正交還是反交，實(shí)驗(yàn)與分析相符，驗(yàn)證了對自由組合現(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) 　　孟德爾的雜交實(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?，F(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

16、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。 　　請同學(xué)們思考： （1）孟德爾所說的兩對基因是指什么？ （位于1、2號同源染色體上的Y和y及位于3、4號的另一對同源染色 體上的R和r） （2）1號染色體上的Y基因的非等位基因是那些基因？ （3、4號染色體上的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）

17、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)踐開闊了廣闊的前景，人類可以根據(jù)自己的需求，不斷改良動(dòng)植物品種，為人類造福。例如：水稻中，有芒（A）對無芒（a）是顯性，

18、抗?。≧）對不抗病（r）是顯性。其中，無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)品種無芒、不抗病，另一個(gè)品種有芒、抗病。請你想辦法培育出一個(gè)無芒、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3／16。 　　我們得到的這種具有雜種優(yōu)勢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，它的下一代會出現(xiàn)性狀分離） 　　那么，如何能得到可以代代遺傳的優(yōu)勢品種？ 　?。ㄒ氲玫娇梢源z傳的優(yōu)勢品種，就必須對所得到的無芒、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)定遺傳的無芒、抗病的類型） 2、在醫(yī)學(xué)和優(yōu)生優(yōu)育中的應(yīng)用 　　在

19、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)上，我們也常用基因的自由組合規(guī)律來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)。這對于遺傳病的預(yù)測和診斷以及優(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，我們一起來分析，雙方都未表現(xiàn)出來先天聾啞癥狀的父母，為什么會生出一個(gè)先大聾啞的孩子呢？ 　?。ㄊ紫?，先天聾啞一定是遺傳病，其父母均未表現(xiàn)出來，說明其父母均是隱性基因的攜帶者。

20、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)的配子類型為：pD、pd，其父親可能出現(xiàn)的配子類型為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，孟德爾發(fā)現(xiàn)的這兩個(gè)遺傳規(guī)律對于我們?nèi)祟愓J(rèn)識自然，了解人類自己有多么重要的意義。尤其在當(dāng)前，我們

21、正處于一個(gè)新世紀(jì)的開始，如何解決好我們國家發(fā)展過程中提高糧食產(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)育等很多問題都有待我們利用我們所學(xué)到的遺傳學(xué)知識去研究、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，而且，要學(xué)習(xí)孟德爾的科學(xué)精神。 （六）孟德爾獲得成功的原因 　　我們都知道，孟德爾并不是進(jìn)行遺傳學(xué)研究的第一人，在孟德爾之前，有不少學(xué)者都做過動(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。孟德爾卻以他的科學(xué)精神和科學(xué)方法發(fā)現(xiàn)了遺傳的兩大規(guī)律。 　　為什么孟德爾會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)

22、驗(yàn)材料。 2、在分析生物性狀時(shí)，采用了先從一對相對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。 　　孟德爾實(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，由簡單到復(fù)雜；并注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不放過任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 　　2、運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)成果，如孟德爾首先將統(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

23、分離定律的比較 分離定律 自由組合定律 研究的相對性狀 一對 兩對或兩對以上 等位基因數(shù)量及在染色體上的位置 一對等位基因位于一對同源染色體上 兩對或兩對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 專心---專注---專業(yè)