高中生物必修2课堂导学案(年 1.1孟德尔的豌豆杂交实验(一(第一课时 [教学目标]: 知识目标:
1.阐明孟德尔的一对相对性状的杂交实验及分离定律; 2.体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维; 3.运用分离定律解释一些遗传现象。 能力目标:
1.运用数学统计方法和遗传学原理解释或预测一些遗传现象; 2.尝试设计杂交实验的设计。 情感目标:
认同敢于质疑、勇于创新、勇于实践,以及严谨、求实的科学态度和科学精神。[教学重点]:
1.对分离现象的解释,阐明分离定律;
2.以孟德尔的遗传实验为素材进行科学方法的教育; 3.运用分离定律解释一些遗传现象。 [教学难点]:
1.对分离现象的解释; 2.假说——演绎法。
[教学过程]:
遗传,俯拾皆是的生物现象,其中的奥秘却隐藏至深。人类对它的探索之路,充满着艰难曲折,又那么精彩绝伦!
让我们从140多年前孟德尔的植物杂交实验开始,循着科学家的足迹,探索遗传的奥秘。
融合遗传:两个亲本杂交后,双亲的遗传物质会在子代体内发生混合,使子代表现介于双亲之间的形状。
讨论:
按照上述观点,当红牡丹与白牡丹杂交后,子代的牡丹花会是什么颜色? _______________________________________________________________________________
一、为什么选用豌豆作为实验材料容易成功?(观察图1-1,1-2,1-3,总结选用豌豆的优点
1.豌豆传粉(且闭花传粉,结果是:自花传粉(自交,产生;自交:两性花的花粉落到同一朵花的雌蕊柱头上的过程叫自花传粉,也叫自交。
杂交:基因型不同的个体之间的交配。
豌豆花大,易于进行人工杂交,即去雄—套袋(防止其它花粉的干扰—授粉(采集另一种豌豆的花粉,授到去掉雄蕊的花的柱头上,获得真正的杂种;
父本:供应花粉的植株叫父本(♂ 母本:接受花粉的植株叫母本(♀
正交、反交:若甲作父本、乙做母本为正交,反之为反交。
2.的性状,如豌豆茎的高度有悬殊的差异,通过观察很容易区分,进行统计。 性状:是指生物体的形态特征和生理特征的总称。如:豌豆茎的高矮。 相对性状是指一种______的______性状的_____表现类型。如:_________ 设问:豌豆有多对相对性状,孟德尔做杂交实验时是同时观察的吗?他先观察一对相对性状的遗传,并对此进行分析。
二、一对相对性状的遗传实验(观察图1-4 P纯种的高茎豌豆×纯种的矮茎豌豆 ♀(♂↓♂(♀ F 1高茎豌豆 ↓自交
F 2高茎豌豆矮茎豌豆 3:1 思考:
F 1为什么表现出高茎,没有表现出矮茎的性状?
_______________________________________________________________________________
F 2为什么又出现了矮茎?且统计是3:1的数量比?这比值是偶然的吗?
_______________________________________________________________________________
具有________的两个亲本杂交所产生的F 1中___________的性状叫显性性状。而_______________的性状叫隐性性状。
性状分离指在_______后代中,同时显现出_________和__________的现象。 三、对分离现象的解释
1、孟德尔在观察和统计分析的基础上,果断地摒弃了前人融合遗传的观点,通过严谨的推理和大胆的想象,提出了如下假说:
(1性状是由_________决定的。遗传因子不融合、不消失。 显性性状:由显性遗传因子控制(用大写D表示 隐性性状:由隐性遗传因子控制(用小写d表示 (2体细胞中遗传因子是___________存在。
纯合子是指_________________的个体。如:纯种高茎豌豆:DD;纯种矮茎豌豆:dd纯合子表现出来的性状能稳定遗传,自交或测交后代均不发生性状分离。
杂合子指_________________的个体,如:F1高茎豌豆:Dd
杂合体表现出来的性状不稳定遗传,自交或测交后代均发生性状分离。 (3生物体在形成生殖细胞(______时,成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中。配子中只含每对遗传因子中的一个。
(4受精时,雌雄配子的结合是的。 2、观察遗传分析图解图 1-5
思考:
F 1形成的雌雄配子种类、比值都相等。两种雌配子和两种雄配子结合机会______,因此F 2便有了____、_____、_____三种基因组合,比例为_______,在性状上则近于高:矮=________。
1.1孟德尔的豌豆杂交实验(一(第二课时
[教学目标]: 知识目标:
4.阐明孟德尔的一对相对性状的杂交实验及分离定律; 5.体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维; 6.运用分离定律解释一些遗传现象。 能力目标:
3.运用数学统计方法和遗传学原理解释或预测一些遗传现象; 4.尝试设计杂交实验的设计。 情感目标:
认同敢于质疑、勇于创新、勇于实践,以及严谨、求实的科学态度和科学精神。[教学重点]:
1.对分离现象的解释,阐明分离定律;
2.以孟德尔的遗传实验为素材进行科学方法的教育; 3.运用分离定律解释一些遗传现象。 [教学难点]:
2.对分离现象的解释;2.假说——演绎法。 [教学过程]:
引言:同学们,上节课我们学习了孟德尔的一对相对性状的遗传试验。知道了什么是相对性状、显性性状、隐性性状及性状分离。那么为什么子一代只出现显性性状,子二代出现性状分离且分离比都接近3:1。这些在试验中得出的结果能不能用一
套理论来解释呢?这就是我们今天要学习和研究的内容。在第一个课时的学习中,我们从四个方面对分离现象进行了解释,接下来我们就来看一个性状分离比的模拟小实验,通过过实验认识和理解遗传因子的分离和配子的随机结合与性状之间的数量关系,体验孟德尔的假说。一、性状分离比的模拟实验(解决结果和结论以及讨论中的问题
目的要
求:_____________________________________________________________________;
材料用
具:_____________________________________________________________________;
方法步
骤:_____________________________________________________________________;
结果和结
论:___________________________________________________________________;
二、对分离现象解释的验证
1.假说—演绎法:在_______________的基础上提出问题以后,通过________和_______提出解释问题的假说,根据____________________________,再__________________________。如果实验结果与预期结论相符,就证明假说是________的,反之,则说明假说是错误的。
2.测交就是让______与_________________用来验证___________________测交后代不同性状类型的理论之比为______________。
3.一对相对性状测交实验的分析图解: 三、分离定律:
在生物的体细胞中,控制同一性状的____________________,______________;在形成配子时,成对的遗传因子发生____________,分离后的遗传因子分别进入________________,随配子遗传给后代。
1.1孟德尔豌豆杂交实验(一(第一课时
一、最基本的6种交配组合(以豌豆的高茎和矮茎为例 ①DD×DD高茎②dd×矮茎
③DD×D d高茎④D d×D DD:2D d:1dd=3高:1矮 ⑤D d×Dd:1dd=1高:1矮⑥D d×1DD:1D d高茎 二、显隐性的确定
(1具有相对性状的纯合亲本杂交,F1表现出来的那个性状为显性。 (2杂交后代有性状分离,数目占3/4的性状为显性。 三、遗传因子(基因型的确定(有关基因用A、a表示
(1表现型为隐性,基因型肯定是两个隐性基因组成,即aa。表现型为显性,至少有一个显性基因,另一个不能确定,即AA或Aa。
(2测交后代性状不分离,推测为纯合子。测交后代性状分离推测为杂合子Aa。 (3自交后代性状不分离,推测为纯合子。自交后代性状分离,双亲为杂合子(Aa×Aa。
(4双亲为显性,杂交后代仍为显性,双亲之一为显性纯合子。杂交后代有隐性纯合子分离出来,双亲一定是Aa×Aa。
四、杂合子连续自交,后代中纯合子或杂合子所占的比例(以Aa为例 Aa连续自交Fn及所占的比例 杂合子:1/2n纯合子:1-1/2n
显性纯合子:1/2-1/2n+1隐性纯合子:1/2-1/2n+1 显性性状个体:1/2+1/2n+1隐性性状个体:1/2-1/2n+1
五、遗传规律的解题思路 (1方法一:隐性纯合突破法
例绵羊的白色由显性基因(B控制,黑色由隐性基因(b控制。现有一只白色的公羊和白色的母羊生了一只黑色的小羊。试问:公羊和母羊的基因型分别是什么?他们生的那只黑色小羊又是什么基因型?
①根据题意例出遗传式
因为白羊(B为显性,黑色(b为隐性。双亲为白羊,生下一黑色小羊,根据此条件例出遗传图式:P:B×B
子代:
②然后从遗传图式中出现的隐性纯合子突破
因为子代为黑色小羊,基因型为bb,它是由精子和卵细胞受精后发育形成的,所以双亲中都有一个b基因,因此双亲基因型均为Bb。
(2方法二:根据后代分离比解题
①若后代性状分离比为显性:隐性=3:1,则双亲一定是杂合子(Bb,即Bb×Bb 3B:1bb
②若后代性状分离比为显性:隐性=1:1,则双亲一定是测交类型,即Bb×: 1bb③
若后代性状只有显性性状,则双亲至少有一方为显性纯合子,即BB×BB或BB×Bb或B B×bb
六、基因分离定律的应用 (1指导农作物的育种实践
分离定律广泛应用于杂交育种工作中,根据分离定律可知:F1性状表现一致,F2开始出现性状分离,在育种实践中F1不能轻易的丢弃,要种到F2并从中选出符合人们要求的新品种。
如果所选品种为隐性性状,隐性性状一旦出现,即可作为良种留用;
如果所选品种为显性性状,可通过自交,直到后代不出现性状分离为止,一般要经过5-6代选育。
例:P7技能训练将获得的紫色花连续几代自交,即将每次自交后代的紫色花选育再进行自交,直至自交后代不再出现白色花为止。
选育自交紫色花紫色花 白色花
F2紫色花白色花淘汰 选育紫色花自交 淘汰
直至不再出现白色花为止 (2预测遗传病
有的遗传病是由显性致病因子控制的——显性遗传病(比如:多指。用A表示,若双亲的一方为多指(AA或Aa他们的子女就会全部或一半患多指另一半正常
有的遗传病是由隐性致病因子控制的——隐性遗传病(比如:白化病。如果双亲表现正常,但都是杂合子(Aa,即各具有一个白化病遗传因子a,那么他们的子女有三种
遗传因子组成(AA、Aa、aa=1:2:1 AA和Aa的个体表现正常,占3/4,只有aa的个体表现出白化病症,占后代总个体的1/4,根据分离定律的知识,应禁止近亲结婚,防止隐性遗传病的发生。
下图是某家族性遗传病的系谱图(假设该病受一对遗传因子控制,A是显性、a是隐性,请回答下面的问题。
(1该遗传病是性遗传病。
(2Ⅱ5和Ⅲ9的遗传因子组成分别是和。
(3Ⅲ10的遗传因子组成可能是,她是杂合子的概率是。
(4如果Ⅲ10与有该病的男性结婚,则不宜生育,因为出生病孩的概率为。
1.2孟德尔的豌豆杂交实验(二(第一课时 [教学目标] 知识目标:
1.阐明孟德尔的两对相对性状的杂交实验及自由组合定律; 2.分析孟德尔遗传实验获得成功的原因。
3.说出基因型、表现型和等位基因的含义。 能力目标:
通过自由组合定律在实践中的应用及有关习题训练,使学生掌握应用自由组合定律解遗传题的技能、技巧。
情感目标:
1.通过讲述孟德尔豌豆杂交实验所揭示的基因自由组合规律,对学生进行辩证唯物论的实践观的教育。
2.从基因的分离规律到基因的自由组合规律的发现过程,进行辩证唯物主义认识论的教育。
[教学重点]
1.对自由组合现象的解释,阐明自由组合定律; 2.分析孟德尔遗传实验获得成功的原因。 [教学难点]
对自由组合现象的解释。 [教学过程]
前面我们学习的是一对相对性状的遗传规律,而在实际情况中,生物的性状是多方面的,复杂的,当生物的多种性状综合起来的时候,其遗传又有什么规律?
问题探讨:见P9
一个品种的奶牛产奶多,另一个品种的奶牛生长快,要想培育出既产奶多,又生长快的奶牛,可以采用什么方法?
一、两对相对性状的杂交实验(观察图1-7
(1两对相对性状指哪两对?
_________________________________________________。 (2 F l代的表现型是什么?说明了什么问题?
_________________________________________________。
(3 F 2原有的性状是哪几个?新出现的性状是哪几个?它们的数量比接近于多少? __________________________________________________________________________。(4这与一对相对性状实验中F 2的3:1的数量比有联系吗?
__________________________________________________________________________。二、对自由组合现象的解释
粒色:黄色和绿色(由Y和y控制 1.两对相对性状
粒形:圆粒和皱粒(由R和r控制
分别控制黄、绿和圆、皱这两对相对性状的Y和y、R和r是彼此独立,互不干扰的;
2.亲本基因型:YYRR和yyrr分别产生YR、yr一种配子; 3.F 1的基因型为YyRr,表现型为黄色圆粒;
4.F 1产生配子时,按照分离定律,Y与y、R与r分离,同时这两对遗传因子自由组合,Y与R组合成YR配子;Y与r组合成Yr配子;y与R组合成yR配子;y与r组合成yr配子。四种雄配子和四种雌配子的比例均为1:1:1:1;
5.四种雌雄配子结合机会均等,结合方式有16种,在这16种组合中,共有9种遗传因子组合,决定4种性状表现,比例为9:3:3:1。
1.2孟德尔的豌豆杂交实验(二(第二课时 [教学目标]:
1.自由组合定律的解释验证; 2.归纳自由组合定律;
3.探讨孟德尔实验的成功之处。 [教学重点]:
1.自由组合定律的实质; 2.自由组合定律的应用。 [教学难点]:
1.自由组合定律的实质; 2.自由组合定律的应用。
[教学过程]:
孟德尔研究了一对相对性状的杂交实验,发现它们有性状分离的现象,接下来在研究两对相对性状的时候,观察到有性状重新组合的现象并对此作出了假设,他是怎么假设的?(假设这两对性状由两对遗传因子控制,在子一代产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子可以自由组合,受精时,产生的雌雄配子随机结合,出现了四种性状,其中有两种是亲本所没有的
对于以上的假设是否正确呢?我们一起来验证一下。请同学们思考如何验证?三、对自由组合现象解释的验证
方法:测交实验过程:YyRr×yyrr
结果:测交后代有四种性状,比例为1:1:1:1,符合预期设想。 四、自由组合定律
控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;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。
五、孟德尔获得成功的原因 1.选材;
2.从一对性状到多对;
3.______________________________; 4.________________________________; 5._______________________等。 六、孟德尔遗传规律的再发现
“遗传因子”命名为基因;提出“表现型”和“基因型”,表现型指生物
_____________________________,与表现型有关的___________叫做基因型。控制相对性状的基因,叫________________。
[小结]
1.通过测交实验验证了F1是一个两对相对性状都是杂合的杂合子,因此与隐性个体杂交,后代四种表现,且比例为1:1:1:1。
2.两对相对性状的杂交实验总结出了自由组合定律,即具相对性状的遗传因子分离,与非相对性状的遗传因子自由组合。
3.孟德尔成功的原因,选材、实验方法、数据分析、大胆设想等。 4.新名词:基因、表现型、基因型 [记忆节节清]
[例题]
例1番茄紫茎(A对绿茎(a是显性,缺刻叶(B对马铃薯叶(b是显性。让紫茎缺刻叶亲本与绿茎缺刻叶亲本杂交,后代植株数是:紫缺321,紫马101,绿缺310,绿马1 07。如果两对等位基因自由组合,问两亲本的基因型是什么?
解析:先根据题意写出亲本的已知基因型:A_B_×aaB_。然后先分析紫茎与绿茎这一对相对性状的遗传,因为后代中紫茎∶绿茎=(321+101∶(310+107≈1∶1,故亲本基因型为Aa×aa,填入上式;再分析缺刻叶与马铃薯叶这对相对性状的遗传。缺刻
叶∶马铃薯叶=(321+310+(101+107≈3∶1,所以双亲必为杂合体即Bb×Bb。综上推知双亲的基因型为AaBb×aaBb。
例2下列杂交的组合中,后代会出现两种表现型的是(遵循自由组合定律(A.AAbb×aaBB B.AABb×aabb C.AaBb×AABB D.AaBB×AABb
解析:A项后代的基因型为AaBb,C项后代的基因型为AABB、AABb、AaBB、A aBb,D项后代的基因型为AABB、AaBB、AABb、AaBb,所以以上三项的后代都只有一种表现型(双显B项后代的基因型为AaBb、Aabb,所以B项相交的后代有两种表现型。
2.1减数分裂和受精作用(第一课时 [教学目标]:
1、知识方面:阐明细胞的减数分裂;说明精子的形成过程。
2、情感态度与价值观方面:认同物质的规律性,树立辨证唯物主义世界观。 3、能力方面:通过对减数分裂过程中染色体数目和行为变化的学习,培养学生识别和分析分裂示意图的能力。
[教学重点]:(1减数分裂的概念;(2精子的形成过程。 [教学难点]:精子的形成过程。 [教学过程]:
引入:我们上学期学过,真核细胞的分裂方式有三种,是哪三种? (答:、、。
问题探讨:请看“问题探讨”中的图,仔细观察果蝇的体细胞和配子中染色体有什么区别?(答:配子染色体数是体细胞染色体数的一半;配子染色体是由体细胞每对染色体中分别取出一条组成的。
问:这个过程是通过有丝分裂实现的吗?有丝分裂的特点是什么?
(答:不是。染色体复制和平均分配;有丝分裂前后染色体数目不变,从而在生物亲代和子代间保持遗传性状的稳定性。
一、减数分裂
配子的形成需要分裂后染色体数目减半,可见它不是通过普通的有丝分裂产生的,而是通过一种特殊方式的有丝分裂,即减数分裂产生的。
问:什么是减数分裂?减数分裂有何特点?
(学生阅读教材P16,说出减数分裂的概念并找出减数分裂特点。
减数分裂是进行在产生时进行的的细胞分裂。在减数分裂过程中,染色体只复制,而细胞分裂。减数分裂的结果是,成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的。
进行有性生殖的生物。(无性生殖的生物不进行减数分裂
在整个减数分裂过程中,染色体只复制一次,而细胞连续分裂两次。新产生的成熟生殖细胞中的染色体数目,比原始生殖细胞中的染色体数目
二、精子的形成过程
下面我们结合哺乳动物精子的形成,介绍减数分裂的过程。 复制的结果,每条染色体都由构成,它们由同一个
连接。也和有丝分裂间期一样,染色体是细丝状,用光学显微镜是看不到的。
间期复制完成后,细胞开始进行减数第一次分裂,此时的细胞,叫初级精母细胞。第一次分裂的前期,细胞中的同源染色体两两配对,叫联会。所谓的同源染色体,指减数分裂时配对的两条染色体,形状和大小一般都相同,一个来自父方,一个来自母方。
联会后,染色体进一步螺旋化变粗,逐渐在光学显微镜下可见每个染色体都含有两个姐妹染色单体,由一个着丝点相连,每对同源染色体则含有四个染色单体,叫四分体。
一个四分体:是一对同源染色体,就是两条染色体,四条染色单体,四个DNA分子。
注意:每一对同源染色体共有四个染色单体,组成一个四分体,因此,同源染色体的数量就等于四分体的数量。四分体中的非姐妹染色单体之间之间经常发生缠绕,并交换一部分片段。
由此,我们可以推算,果蝇体细胞有4对8个染色体,减数分裂时,形成多少个四分体?(答:。人呢?(答:个。把四分体时期和联会时比较,由于染色体复制在精原细胞时就发生了,因此,它们所含的染色单体、DNA数目都是相同的,不同的主要是染色体的螺旋化程度不同,联会时染色体螺旋化程度低,染色体细,在光学显微镜下还看不清染色单体,因此,没有在图上表示出来。四分体时期,染色体螺旋化程度高,染色体变粗了,可在光学显微镜下清楚地看到每一个染色体有两个染色单体。
问:上图中,只有图含有四分体。四分体时期画了几对染色体?(答:3对。,几条染色体?(答:条。,几条染色单体?(答:条。,几个DNA分子?(答:个。。随后,各个四分体排列在细胞中央,同源染色体好象手拉手似地排成两排,纺锤丝收缩,牵引染色体向两
极移动,导致四分体平分为二,配对的同源染色体分开,但此时着丝点并未分开,每一染色体上仍有两条染色单体。接着发生细胞分裂,一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞,而每个次级精母细胞中的染色体数目就只有初级精母细胞的一半了。
问:观察课本第17页图,初级精母细胞有几条染色体?(答:条。,而次级精母细胞呢?(答:条。,染色体数目减半的原因是什么?(答:,在次级精母细胞中还有没有同源染色体?(答:。
减数第二次分裂的基本过程与有丝分裂相似:中期,染色体的着丝点排成一排;后期,着丝点一分为二,两个姐妹染色单体成为两个染色体,在纺锤丝的牵引下,移向两极,接着,细胞分裂,两个次级精母细胞分裂成4个精细胞,减数分裂完成。
问:把精细胞的染色体数目和刚形成的次级精母细胞以及初级精母细胞相比,有何变化?(答:精子细胞的染色体数目与次级精母细胞相同,比初级精母细胞减少一半。问:减数第二次分裂过程大体与有丝分裂相似,但它们又有什么不同呢?
(
示两个细胞图,请仔细观察,找出两细胞的染色体特点。
(答:发现有丝分裂过程中,同源染色体存在于同一细胞中,而减数第二次分裂过程中,同源染色体已分开了,细胞中无同源染色体存在。
精细胞再经过变形,形成精子,在这个过程中,丢掉了精细胞的大部分细胞质,带上重要的物质──细胞核内的染色体,并形成了一个长长的尾,便于游动。总结:精子的形成过程。
(染色体复制(减数第一次分裂(减数第二次分裂 1精原细胞——————→1初级精母细胞
2次级精母细胞—————→(间期:体积增大(联会、交换、分离、染色体数减半(着丝点分裂
(变形
4精细胞————→4精子
注意:1.染色体复制在精原细胞时期。
2.染色体数目减半发生在第一次分裂时期,减半的原因是同源染色体的分开。3.着丝点的分裂,染色体一分为二,发生在减数第二次分裂过程中。
2、减数第一次分裂的主要要特征:同源染色体配对即联会;四分体中的非姐妹染色单体发生交叉互换;同源染色体分离,分别移向细胞两极。
3、减数第二次分裂的主要特征:染色体不再复制。每条染色体的着丝点分裂,姐妹染色单体分开,分别移向细胞的两极。
2.1减数分裂和受精作用(第二课时 [教学目标]:知识目标:
1、说明卵细胞形成过程及图解
2、归纳、总结卵细胞和精子形成过程中的异同点
3、掌握减数分裂过程中DNA、染色体及染色单体数目的规律性变化能力目标: 1、通过比较法叙述卵细胞形成过程和精子形成过程不同点,培养学生归纳总结的能力
2、通过对卵细胞的存在位置、卵细胞形成过程以及减数分裂图解等图的观察和学习,培养学生识图和分析图的能力
3、通过对减数分裂过程中DNA、染色体以及染色单体的数目和行为的学习,培养学生分析和绘图的能力
情感目标:认同物质的规律性,树立辩证唯物主义世界观[教学重点] 1、卵细胞和精子形成过程中的异同
2、减数分裂过程中DNA、染色体及染色单体数目的规律性变化[教学难点]: 减数分裂过程中DNA、染色体及染色单体数目的规律性变化[教学过程]:
复习提问:下列细胞处于减数分裂的什么时期?叫什么名称? 一、卵细胞的形成过程(观察图2-4、图2-5 1.场所:卵巢2.过程: 1
个卵原细胞(染色体数:2n 间期:细胞体积增大、染色体复制 1个初级卵母细胞(染色体数:2n
前期:联会、四分体(非姐妹染色单体交叉互换中期:同源染色体排列在赤道板两侧后期:同源染色体分离(非同源染色体自由组合末期:形成1个次级卵母细胞和1个第一极体
1个次级卵母细胞(大+1
个第一极体(小(染色体数:n着丝点分裂,染色单体分离
1个卵细胞(大+3个第二极体(染色体数:n
三、减数分裂的图解
————DNA的变化------------染色体的变化染色单体的变化
2.1减数分裂和受精作用(第三课时 [教学目标]: 1.配子的多样性 2.举例说明受精过程
3.掌握减数分裂及受精作用的意义 [教学重点]:
1.配子的多样性2.受精作用过程
3.减数分裂及受精作用的意义[教学难点]:受精作用过程[教学过程]: 一、配子中染色体组合的多样性
1.减数分裂过程中非同源染色体的_________________。
(1一个含n对同源染色体的精原细胞,经减数分裂产生的精子类型有2种;(2一个含n对同源染色体的卵原细胞,经减数分裂产生的卵细胞类型有1种;(3体细胞含有n对同源染色体的生物个体,经减数分裂产生的配子类型有2n种。2.四分体时期有非姐妹染色单体的__________________。
二、受精作用1.概念:
__________________________________________________________________。2.过程:
在受精作用进行时,通常是________的头部进入卵细胞,________留在外面。与此同时,_____________________会发生复杂的生理反应,以阻止____________再进入。__________________进入___________________后不
久,_____________________就与_________________________,使彼此的染色体会合在一起。3.结果:
____________________________________________________________________________________________________________________________________________4.减数分裂和受精作用的意义:
就进行有性生殖的生物来说,减数分裂和受精作用对于__________________________________________________,对于______________________________,都是十分重要的。
♂生物体♀ 有丝分裂
三、本节知识回顾
表1.减数第一次分裂与减数第二次分裂的比较
表3.精子和卵细胞形成过程的异同点
四、难点突破 细胞分裂方式的鉴别:
一看细胞中的染色体数目:如果细胞中染色体数目为奇数,一定是减数第二次分裂,而且
细胞中一定没有同源染色体;如果是偶数,则进行二看。
二看细胞中有无同源染色体:如果没有同源染色体,一定是减数第二次分裂,如果有同源
染色体,则进行三看。
三看同源染色体的行为:若出现联会、四分体,着丝点位于赤道板部位,同源染色体分离
等现象,一定是减数第一次分裂;若无上述行为,则为有丝分裂。根据以上特点,归纳如下:
无上述同源染色体的特殊行为 五、巩固练习
1.下图是某生物减数分裂形成精子过程中的一个细胞,请回答:
(1该细胞的名称是,所处于的时期是。 (2图中有染色体个,染色单体个,DNA分子个。 (3图中有同源染色体对,分别是;非同源染色体 有(根据图中标号,例举三组。
(4图中有姐妹染色单体对,分别是;非姐妹染色单体 有(根据图中标号,例举三组。
(5在形成精子的过程中图中的染色体_____一定要分离进入到不同的细胞中去;染色体____________可以自由组合。组合的可能性有
种,实际有种。
(6在形成精子的过程中,染色单体有交叉互换的可能性(仅就1和2染色体而言。
(7此细胞分裂后产生的子细胞的名称是。
(8这种生物体细胞中的染色体个数是,产生的精子中的染色体个数
是。
2.上图A是某种细胞减数分裂示意图,据图回答: (1 A细胞正处于减数分裂第次分裂后期,称为细胞。 (2 A细胞的全部染色体上共有个DNA分子。
(3以A图为依据,在B图中填上该物种的初级卵母细胞分裂中期的染色体示意图。
2.2基因位于染色体上 [教学目标]: 知识目标:
说出基因位于染色体上的理论假说和实验证据; 能力目标:
1.运用有关基因和染色体的知识阐明孟德尔遗传规律的实质; 2.尝试运用类比推理的方法,解释基因位于染色体上; 情感目标:
认同科学研究需要丰富的想象力,大胆质疑和勤奋实践的精神,以及对科学的热爱。[教学重点]:
1.基因位于染色体上的理论假说和实验证据; 2.孟德尔遗传规律的现代解释; [教学难点]:
1.运用类比推理的方法,解释基因位于染色体上; 2.基因位于染色体上的实验证据。 [教学过程]:
问题探讨:学生尝试将孟德尔分离定律中的遗传因子换成同源染色体,把分离定律念一遍,学生会发现,这个替换是可行的。
问题:基因和染色体的行为似乎是一致的。那么,基因与染色体是一一对应的关系吗?资料:人只有23对染色体,却有几万个基因。
看来,基因与染色体不可能一一对应了,那么基因与染色体之间究竟是什么关系呢?
一、萨顿的假说
实验发现:蝗虫精子与卵细胞的形成过程中,等位基因的分离与减数分裂中同源染色体的分离极为相似;
推论:基因位于染色体上,基因和染色体行为存在着明显的平行关系。 (1基因在杂交过程中保持___________性和___________性。染色体在配子形成和受精过程中,也有相对稳定的___________。
(2在体细胞中基因___________存在,染色体也是___________的。在配子中只有成对的基因中的___________,同样,也只有成对的染色体中的___________。
(3体细胞中成对的基因一个来自___________,一个来自___________。同源染色体也是如此。
(4非等位基因在形成配子时___________,非同源染色体在减数第一次分裂后期也是___________的。
科学研究方法:类比推理(类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性,其正确与否,还需要观察和实验的检验。
二、基因位于染色体上的实验证据
1.摩尔根介绍:他对孟德尔的遗传理论,萨顿的基因位于染色体上的学说持怀疑态度,但他认真钻研,寻找证据解决疑点。2.实验材料:果蝇
选取果蝇的优点
是:_______________________________________________________。3.实验设计:
4.实验结果解释:
从果蝇红眼和白眼这一对相对性状来看,F 1的表现型是_____________,F 2的红眼和白眼之间的数量比是_____________,这样的遗传表现符合分离定律,表明果蝇的红眼和白眼是受一对等位基因控制的。
思考:白眼性状的表现总是与性别相联系,如何解释这一现象呢? 5.摩尔根的假设:(1 常染色体
XX(同型的:雌性果蝇中XY(异型的:雄性果蝇中
雌雄果蝇体细胞的染色体图解
(2假设:控制白眼的基因(用w表示在X染色体上,而Y染色体不含有它的等位基因。
P F 1 F 2 3/4 1/4
6.测交实验验证:
学生练习: 7.结
论:______________________________________________________________________。
8.检测方法:
荧光标记法→基因在染色体上呈线性排列,一条染色体上应该有多个基因。 三、孟德尔遗传规律的现代解释
细胞遗传学的研究结果表明,一对遗传因子就是位于一对同源染色体上的___________,不同对的遗传因子就是位于非同源染色体上的___________。
1.基因的分离定律的实质是:
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
2.基因的自由组合定律的实质是:
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
2.3伴性遗传 [教学目标]:
知识目标:了解红绿色盲和抗维生素D佝偻病的遗传现象 概述伴性遗传的特点 理解伴性遗传的特点
举例说出伴性遗传在实践中的应用
能力目标:运用分析资料的方法,总结人类红绿色盲症和抗维生素D佝偻病的遗传规律
利用伴性遗传规律解释人类遗传病概率(练习,解题 提升收集、处理信息的能力(研究性学习课题 情感目标:献身科学、尊重科学精神的教育 渗透关爱生命、珍惜生命的生命教育。 [教学重难点]:
1.重点:伴性遗传的特点
2.难点:分析人类红绿色盲症的遗传 [教学过程]:
(一记忆改变学习活动:复习2.2记忆节节清内容 (二新课引入
创设情景:(幻灯展示红绿色盲检查图,抗维生素D佝偻病图 一、伴性遗传的概念:
____________________________________________________________________________。二、分析人类红绿色盲症
1、学生活动:情景剧《道尔顿的礼物》
3、填图分析人类红绿色盲症(P36 (1红绿色盲基因的特点:
①色盲基因是只位于______(X、Y染色体上的_________(显、隐性基因; ②男性只要在______(X、Y染色体上有色盲基因就表现为患病。 (2总结红绿色盲症遗传的规律:(X染色体隐性遗传规律
①色盲患者中_____(男、女性多于_____(男、女性:女性只有_________才表现为色盲,X B X b不表现色盲,是____________;男性只要X染色体上带有_____基因,就表现为色盲;②交叉遗传(父传女,母传子:一般是由男性患者通过他的女儿传给_________。当然,
也有可能是女性携带者或女性患者通过她的儿子传给孙女。一般具有隔代遗传现象。③女性色盲患者,其父肯定________(患、不患色盲,其儿子肯定________(患、
不患色盲。
三、抗维生素D佝偻病(X染色体显性遗传规律
患者基因型:患病女性___________、______________;患病男性__________。 遗传特点:①______(X、Y染色体上______(显、隐性致病基因,②女性的发病率_
_______(高于、低于男性,③具有世代连续性;④男性患者的_________(父亲、母
亲和___________(儿子、女儿一定患病。 四、伴性遗传在实践中的应用:
1、性别决定类型:____________和_____________。
2、在家禽饲养时,根据伴性遗传规律,多养母鸡多产蛋,提高经济收入。
【课外读:知识延伸】
分析遗传病的系谱图,确定遗传病的类型
(1首先确定系谱图中的遗传病是显性还是隐性遗传: ①双亲正常,其子代有患者,一定是隐性遗传病(即“无中生有”;
②双亲都表现患病,其子代有表现正常者,一定是显性遗传病(即“有中生无”; (2其次确定是常染色体遗传还是伴性遗传: ①在已确定隐性遗传病的系谱中:
a.父亲正常,女儿患病,一定是常染色体的隐性遗传;
b.母亲患病,儿子正常,一定不是伴x染色体的隐性遗传病,必定是常染色体的隐性遗传。
②在已确定显性遗传病的系谱中:
a.父亲患病,女儿正常,一定是常染色体的显性遗传;
b.母亲正常,儿子患病,一定不是伴x染色体的显性遗传病,必定是常染色体的显性遗传。人类遗传病判定口诀
“无中生有为隐性,有中生无为显性”;
“隐性遗传看女病,父子都病是伴性”(女性的父亲和儿子是患者; “显性遗传看男病,母女都病是伴性”(男性的母亲和女儿是患者。
【小结:知识构建】
【例题导学】
[例1]下图为进行性肌营养不良遗传病的系谱图,该病为隐性伴性遗传病,7号的致病基因是由几号传递下来的?(
A.1号B.2号C.3号D.4号
[例2]决定猫的毛色的基因位于x染色体上,基因型bb、BB和Bb的猫分别为黄色、黑色和虎斑色,现有虎斑色雌猫与黄色雄猫交配,生下三只虎斑色小猫和一只黄色小猫,它们的性别是(
A.全为雌猫或三雌一雄B.全为雄猫或三雌一雄 C.全为雌猫或全为雄猫D.雌雄各半 【跟踪练兵】 一、选择题
1、色盲基因携带者产生的配子是(
A.X B和Y B.X b和X b C.X b和Y D.X B和X b
2、人类的红绿色盲和血友病属于伴x染色体隐性遗传病.其隐性致病基因在亲代与子代间的传递方式中哪一项不存在(
A.母亲→女儿B.母亲→儿子 C.父亲→女儿D.父亲→儿子
3、父亲患病,女儿也一定患病,那么该病的致病基因是( A.常染色体上的显性基因 B.常染色体上的隐性基因 C.X染色体上的显性基因 D.X染色体上的隐性基因
4、一对表现型正常的夫妇生有一个患色盲的儿子。理论上计算,他们的孩子与其母亲基因型相同的概率为(
A.0 B.1/2 C1/4 D.1/8
5、下列遗传系谱中,能确定不属于血友病遗传的是(
6、一对夫妇、女方的父亲患血友病,本人患白化病;男方的母亲患白化病,本人正常,预计他们的子女中—人同时患两病的几率是(
A.50%B.25%C.12.5%D.6.25% 二、能力提升
下图为一色盲的遗传系谱图:
(114号成员是色盲患者,致病基因是由第一代中的某个个体传递来的。用成员编号和“→”写出色盲基因的传递途径
_________________________________________。
(2若成员7与8再生一个孩子,是色盲男孩的概率为_____________,是色盲女孩的概率为_________。
患病女 正常男 正常女患病男
场景1:圣诞前夕,道尔顿在商店里挑选圣诞礼物,他选中了一双美丽的樱桃红色的袜子。
场景2:晚上,他把袜子送给了母亲,可是母亲认为颜色太鲜艳,他觉得奇怪,那不是一双棕灰色的袜子么?
场景3:他把迷惑的想法告诉了他的弟弟,他弟弟也同意他的看法,可是,其他的人却认同他母亲的看法,那是双“鲜艳的樱桃红色”的袜子。
场景4:道尔顿经过分析和比较发现,原来自己和弟弟都是色盲,为此他写了篇论文《论色盲》,成了第一个发现色盲症的人,也是第一个被发现的色盲症患者。后人为纪念他,又把色盲症叫道尔顿症。
所谓色盲,就是不能辨别色彩,即辨色能力丧失。
根据三原色学说,不能分辨红色者为红色盲,不能分辨绿色者为绿色盲,不能分辨蓝色者为蓝色盲,三种颜色都不能辨认者为全色盲。红绿色盲是一种最常见的人类遗传病。患者不能像正常人一样区分红色和绿色。有人虽然能辨别所有的颜色,但辨认能力迟钝,或经过反复考虑才能辨认出来,这种人即为色弱,指辨别颜色的能力减弱。色盲和色弱是一种先天遗传性疾病,到目前为止还没有有效治疗方法。
在我们身边,色弱患者比较常见,也有些单色不可辨的色盲患者,真正患全色盲的患者还是比较少见的。
3.1 DNA是主要的遗传物质(学案 教学目标: 1.知识目标
(1知道肺炎双球菌转化实验和“同位素标记法”是研究噬菌体侵染细菌所采用的方法,也是目前自然科学研究的主要方法。
(2分析证明DNA是主要的遗传物质的实验思路。 2.能力目标
(1分析证明DNA是遗传物质的实验设计思路,提高逻辑思维的能力。 (2用“同位素标记法”来研究噬菌体侵染细菌的实验,说明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质,训练学生由特殊到一般的归纳思维的能力。
3.情感目标
学习科学家严谨细致的工作作风和科学态度以及对真理不懈追求的科学精神,激发学生辩证唯物主义世界观的树立。
教学重点:
(1肺炎双球菌转化实验的原理和过程。(2噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。教学难点:
(1肺炎双球菌转化实验的原理和过程。(2如何理解DNA是主要的遗传物质 教学过程:
导入:
第一章和第二章所涉及到的四位科学家:______→性状由遗传因子决定;______→提出遗传因子位于染色体上的假说;______→把遗传因子改为基因;______→证实基因位于染色体上。但是基因到底是什么?通过第三章——基因的本质的学习,就可以解决这个问题。
染色体在遗传上有重要的作用,染色体主要由哪两种物质组成呢?和 一、对遗传物质的早期推测 思考与讨论:
科学家要通过实验来确定哪个是遗传物质,要解决的第一个问题就是选材,选择合适的实验材料是实验成败的关键。无论是高等的、复杂的生物,还是低等的、简单的生物,一般都含有核酸和蛋白质,你觉得选择什么样的生物做实验材料才比较合适呢?
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。二、肺炎双球菌的转化实验
(一体内转化实验(1928年,英国,格里菲思 1.
2.实验过程:
①无毒性的R型活细菌注射到鼠体内,现象是
②有毒性的S型活细菌注射到鼠体内,现象是。 ③加热杀死的S型细菌注射到鼠体内,现象是。
④无毒性的R型活细菌与加热杀死的S细菌混合后注射到小鼠体内,现象是 思考:
1、对比分析第一、二组说明什么?
_____________________________________________________________________________。
2、在第三组中被加热杀死的S型细菌还有没有毒性?_______________________。
3、对比分析第二、三组说明什么?
_____________________________________________________________________________。
4、在第四组中是谁导致小鼠死亡?_______________________。
5、第四组小鼠体内能分离出S型活细菌,它是开始注射进去的,还是混合后重新出现的?___________________________________。
6、对比分析第三、四组又说明什么?
_____________________________________________________________________________。
7、实验先进行第一、二组,与第三、四组相比,起________作用。 8、该实验能否证明DNA是遗传物质?该实验的结论是什么?
_____________________________________________________________________________。
(二体外转化实验(1944年,美国,艾弗里
在肺炎双球菌中有蛋白质、DNA、荚膜多糖等物质,你可以和其他同学共同讨论寻找有效的方法,来证明哪一种成分是转化因子。
①实验材
料:________________________________________________________。②假设:________________________________________________________。③实验方法:________________________________________________________。④预期效果:________________________________________________________。⑤实验现象的观察:__________________________________________________。⑥分析结论:________________________________________________________。
实验结论:是使R型细菌产生稳定的遗传变化的物质,也就是说,是遗传物质。
三、噬菌体侵染细菌的实验(1952年,赫尔希和蔡斯
1.T 2噬菌体的介绍:噬菌体是一种寄生在细菌体内的病毒,它的外壳是蛋白质,头部内含有DNA,它侵染细菌后,就会在自身遗传物质的作用下,利用细菌体内的物质来合成自身的组成成分,进行大量的增殖。
2.实验方法:___________________________________________。 3.实验过程:
①用放射性同位素35S和32P分别标记一部分噬菌体; ②被标记的噬菌体分别侵染细菌;
③当噬菌体在细菌体内大量增殖时,对被标记物质进行放射性测试。 思考与讨论:
①噬菌体有DNA和蛋白质两种组分,用35S和32P分别标记噬菌体的哪一种组分?用14C和18O等同位素可行吗,为什么?
______________________________________________________________________________。
②实验过程中搅拌的目的是什么?离心的目的是什
么?_____________________________________________________________________________。
③离心后沉淀物与上清液各有什么成分?
_____________________________________________________________________________。
④结果
由实验结果可知,噬菌体在细菌内的增殖是在的作用下完成的。
思考:是不是所有生物都含有DNA?通过烟草花叶病毒感染烟草实例,说明RNA也是遗传物质。
记忆节节清:
3.2 DNA分子的结构 教学目标: 知识目标:
1、概述DNA分子的结构的主要特点 2、制作DNA分子的双螺旋结构模型 3、讨论DNA双螺旋结构模型构建历程 能力目标:
1、制作DNA双螺旋结构模型,锻炼学生的动手、动脑以及空间思维能力 2、对科学探索基因的本质的过程进行分析和讨论,领悟假说——演绎和模型方法在这些研究中的应用
情感目标:
1、认同与人合作在科学研究中的重要性,讨论技术进步在探索遗传物质奥秘中的重要作用
2、认同人类对遗传物质的认识过程是不断深化不断完善的过程 教学重点:
1、DNA分子结构的主要特点 2、制作DNA分子双螺旋结构模型 教学难点:
DNA分子结构的主要特点 授课类型:新授课 教学过程: 课前准备:
前一周就要求学生收集有关DNA的信息(主要是关于DNA的结构和DNA的应用学生上台讲解:
引入:
十年前还鲜为人知的DNA,现在已经达到家喻户晓的程度,现在DNA的双螺旋结构模型已经成为分子生物学的象征,甚至成为高科技的象征。但是DNA是由什么构成?他们是如何连接?以及有什么样的特点?这是我们今天要探讨的话题。
一、D NA双螺旋模型的构建 1、科学家:
最大贡献的三位科学家是:、、 2、探究历程: DNA的化学组成
磷酸 脱氧核糖
含氮碱基(A、T、C、G 4种脱氧核苷酸 一条脱氧核苷酸链
DNA分子
3、模型制作
【模型建构1】:脱氧核苷酸 【模型建构2】: 【模型建构3】: 【模型建构4】: 二、DNA的分子结构 DNA分子结构主要特点
(1 DNA分子是由条长链盘旋而成的结构。 (2交替连接,排列在外侧,构成基本骨架;在内侧。
(3两条链上的碱基通过连接起来,A与T、G与C形成碱基对,遵循
DNA碱基量的关系是: 整个DNA分子中: ①A=T;G=C
②A+G=T+C;A+G=T+C=A+C=T+G=1/2(A+G+C+T ③(A+G/(T+C=(A+C/(T+G=1
即:DNA分子中任一非互补碱基之和恒等,=1/2 DNA碱基总数
例1:已知1个DNA分子中有1800个碱基对,其中胞嘧啶有1000个,这个DNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是:(
A.1800个和800个B.1800个和l800个 C.3600个和800个D.3600个和3600个
例2:若DNA分子中一条链的碱基A:C:T:G=l:2:3:4,则另一条链上A:C:T:G的值为(
A.l:2:3:4B.3:4:l:2 C.4:3:2:1D.1:3:2:4
三、小结（一）、DNA双螺旋模型的构建组成脱氧核苷酸单链双链双螺旋（二）、DNA分子的立体结构（1）2条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构主要特点（2）外侧——基本骨架：磷酸和脱氧核糖交替连接内侧——碱基对（3）碱基互补配对原则记忆节节清:DNA分子结构主要特点（1）DNA分子是由2条长链按反向平行的方式盘旋而成双螺旋结构。（2）脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。（3）两条链上的碱基通过氢键连接起来，A与T、G与C形成碱基对，遵循碱基互补配对原则。
3.3教学目标：1.概述DNA分子的复制2.探讨DNA复制的生物学意义教学重点：DNA分子复制的条件、过程和特点教学难点：DNA分子复制过程教学过程：DNA的复制细胞在增殖的同时遗传物质也从亲代传递到了子代，生物体的主要遗传物质—DNA是如何保持前后代的一致？一、对DNA分子复制的推测沃森、克里克提出遗传物质自我复制的假说：复制方式为_制_二、DNA半保留复制的实验证据（选学）1.要分析DNA是全保留还是半保留的，就要区分亲代与子代的DNA。1958年，科学家以____为实验材料，运用____，设计了实验。2.实验过程同位素：__、___，标记NH4Cl培养液培养大肠杆菌方法：培养基类型亲代子一代子二代分析：①离心处理后，为什么子一代DNA只有杂合链带？②子二代DNA出现了轻链带和杂合链带，说明了什么？结论：上述实验证明，在新合成的每个DNA分子中，都保留了____这种复制方式是：_____三、DNA分子复制的过程1.什么是DNA的复制（DNA复制的概念）？1半保留复结果在试管中位置
2.特点：时间：____________________________模板：___________________条件：原料：_________________能量：__________________酶：___________________场所：_____________过程：___________结果：___________________________________意义：
________________________________________________________。五、小结（DNA复制的过程及意义）记忆节节清：1.DNA是以半保留的方式复制的。2.DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程。复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件。DNA的每一条链做为模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够准确的进行。2
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