高一生物教案：《基因的分离规律》教学设计(4)

　　第三课时

　　1．首先，由教师组织学生汇报上一节课布置的调查活动的结果，学生的汇报活动可以分成两个部分。第一部分：由单个学生汇报自己家庭成员的表现型情况和对基因型的分析情况。第二部分由分组进行调查的学生汇报本组的调查结果(这一步如果在前一课没有布置也可不做)。在汇报开始之前，教师要明确要求，让学生说出：“你所调查的相对性状中显性性状是什么？隐性性状是什么？你是如何进行遗传学分析的？结果或结论是什么？”在汇报过程中，教师一定要引导学生说出分析过程中的因果关系，使第一步为第二步以及后面的教学做好铺垫，并选典型家庭情况写在副板书的位置上。如：父母分别一个是显性性状、一个是隐性性状，子女是隐性性状；父母都是显性性状，子女是隐性性状。在学生单个汇报的过程中，肯定会发现根据家庭成员的性状不能确定某一成员基因型的家庭。如：父母分别一个是显性性状，一个是隐性性状，子女是显性性状。这时便不能确定具有显性性状的父(或母)的基因型。对于这种情况，教师要进一步追问一下“为什么不能确定基因型？”最好能引导学生说出：“因为决定显性性状的基因型有两种可能，而现在子女没有隐性性状，所以不能确定父(或母)是否是杂合体。”

　　2．由师生共同总结如何解遗传题。这一阶段要完成的任务有两项：第一项，要让学生掌握分析遗传现象的关键点──对遗传现象的分析要从隐性性状入手。第二项，要让学生掌握分析遗传现象的基本点，同时还要为分析配子、合子的类型做好铺垫。

　　(1)教师可以根据在前面的汇报中出现的一些家庭的成员不能确定基因型的情况给学生提出“若要在一个家系中确定某一个体的基因型必须具备什么条件？”的问题，使学生经过思考能够得出：“对遗传现象的分析必须具备的条件是：在有亲缘关系的个体中出现了隐性性状”这样的结论。家族中没有隐性性状就不能确定其他具有显性性状个体的基因型。这是因为：

　　①“性状是由基因决定的，基因是由配子送来的。我们在生活中或习题中见到的大多是性状，而性状又是由见不到的基因决定的。”

　　②“隐性基因的纯合体才能表现隐性性状，隐性基因是由配子送来的。抓住隐性性状，根据其基因的来源，就可以结合亲本性状去分析亲本基因型。”

　　(2)分析遗传现象的基本方法是：

　　①反推法：如从子代的隐性性状结合亲代的性状分析亲代的基因型。

　　②正推法：从亲代的基因型分析配子基因型的种类，进而分析合子的基因型种类以及后代的基因型可能性。

　　在此基础上，教师就可以带领学生总结对遗传现象进行分析时要把握的基本点了。

　　在分析遗传现象时首先要把握的第一点是：成体中含有控制同一性状的一对基因，或控制相对性状的等位基因。

　　第二点是：由于合子中含有成对的基因，配子中就只含有控制某一性状的单个基因。而且不同基因型的两性配子结合机会均等。在此过程中，教师可以把分析合子基因型的棋盘格法介绍给学生。

　　第三点：由合子发育而成的纯合体的配子只有一种，杂合体的配子有两种。两种基因型的两性配子结合，其后代的基因型将有三种，比例为1:2:1；表现型有两种，比例为3:1。

　　通过讨论、总结这三点达到使学生加深对基因分离规律的认识和理解。

　　3．至此，教师就可以对配子的性质和作用做一总结了：“从上面的分析和总结可以看出：配子在有性生殖过程中的作用非常重要。它首先是有性生殖方式的生殖细胞，同时既是亲体的产物，又是子体的根源；它把基因从亲代传给子体，是遗传物质传递的媒体，两代之间的桥梁。由于带有不同基因的两性配子随机结合，使得在合子中出现了新的基因组合(杂合体)，从而在杂合体的后代中出现了性状分离。”

　　在解遗传题的过程中，与杂合体的后代中出现性状分离有关的问题有两类：一类是一次繁殖过程中所有合子的总体表现型比例(如豌豆的杂种后代出现性状分离)；另一类是一次繁殖过程中单个合子的表现型可能性。实际上后者是从前者计算出来的。后者多见于人类或动物中的遗传现象分析。

　　4．通过对白化病的遗传实例讨论，让学生练习分析配子类型和合子类型，从而达到巩固教学的目的。“一对肤色正常的夫妇生了一个患白化病的孩子。很显然，白化病对肤色正常是什么性状？”“从这个患白化病的孩子可以推断这对夫妇的基因型是什么？”当“这对夫妇的基因型都是杂合体”的结论得出来以后，“他们再生一个孩子患白化病的可能性是多少？”的问题就不难回答了。这里第一问是先确定隐性性状──从隐性性状入手确定隐性纯合体。第二问是从患儿的基因型(隐性纯合体)分析其亲代的配子基因，同时结合亲代的性状分析亲代的基因型，并得出结论──这对夫妇的基因型都是杂合体。第三问则是要从亲代的基因型分析后代基因型的可能性，得出的答案只能是个比例数。这时教师心中要明确：做练习不是目的，要通过做练习使学生明确：“为什么要这样做”才能真正达到巩固教学的目的。

　　通过上面的讨论使学生对常染色体上隐性单基因遗传病的患病可能性有了明确的认识。这时教师再问：“在社会人群当中，具有什么样关系的人会带有相同的基因呢？”这个问题学生经过思考是可以回答出来的。如果学生不能作出回答，教师可以通过列举一个白化病基因携带者家族三代以内旁系血亲通婚的例子，带领学生讨论：“如果正常的双亲中有一人是白化病基因携带者，子女有多大可能性仍然是白化病基因携带者？”答案当然是二分之一。“那么，如果是白化病基因携带者(表兄妹)之间通婚，其子女患白化病的可能性是多少呢？”“四分之一”这个答案是不难得出的。当“具有亲戚关系的人”这个答案一经得出，教师马上接着问：“法律为什么禁止近亲结婚？”这个问题就成为不言自明的了。

　　最后，教师可以用“如果某种遗传病是由显性基因控制的，那么它在患者后代中的发病率又将如何呢？”“后代的患病率在百分之五十以上”的结论学生是可以得出来的。

　　本课题教学中应注意的问题：

　　1．本课题采取了把知识还原到科学发现的历史过程中去的教学思路，意在给学生提供一个关于科学知识的、新的切入点，加强对学生的科学素质的培养。在教学过程中，教师要特别注意，不要在讲授科学发展史的过程中顾此失彼，忽略科学知识的教学──忽略了遗传学的基本原理和概念的教学。为要避免出现这一问题，在三个课时的内容当中都有意识地安排了方法和概念的重复：在前一课时的内容中介绍了方法和概念，在后一课时中就安排了学生复习方法和运用概念的活动，以帮助学生熟悉方法和掌握概念。因此，教师在教学过程中要特别注意：在复习方法、巩固概念时要尽量让学生来说、来表达。不要由教师急着把方法、概念讲一遍又讲一遍。

　　2．这样安排教学过程是要通过介绍孟德尔的豌豆杂交实验，一方面要对学生进行科学方法、科学价值观的教育，另一方面要使学生获得关于遗传学实验的比较完整的整体概念，还要使学生在了解事情的来龙去脉的过程中掌握有关知识和原理。这是教师在教学过程中要始终注意把握的。

　　3．在学生掌握了基因的分离规律之后，教师要通过安排的活动及时把学生的目光引向实际生活中去，尽量不要让课本知识与实际生活脱节。要让学生切实感到所学的知识有用、所学的知识能用。

　　4．在学生汇报自己家庭成员的表现型和基因型的情况时，由于教师事前并不知道学生要汇报的内容，可能会有个别粗心的学生报告他自己的双亲为隐性性状，而自己是显性性状。教师在此时一定要注意，不要让学生把注意力集中在这上面。而要轻描淡写地告诉学生：“有可能你的父母并没有认真考虑就回答了你关于性状的调查，这样的调查有可能不准确，你可以回家再仔细调查一下。”接着马上转入下一个学生的汇报。即使真有学生经过调查发现自己可能是领养的，教师也要在课下有针对性的做好工作。

　　小资料

　　一、19世纪前人类对遗传现象的一些看法

　　直到19世纪以前人们对子代与亲代之间相似现象的原因还存在着许多错误的认识。如：古希腊的希波克拉底认为亲代双方通过血液贡献出他们的胚芽，然后通过有性繁殖传给后代。亚里士多德则认为，雄性为胚胎提供了“蓝图”，母体为胚胎提供了物质。柏拉图认为，有关孩子生下来更像父亲还是更像母亲，取决于受孕时父亲的感情更浓烈些，还是母亲的感情更浓烈些。

　　二、关于孟德尔的家庭背景、知识背景和时代背景

　　孟德尔出身于一个农民家庭。他经过艰苦的求学过程后，在布尔诺城修道院当了一名修士。后来经修道院院长的推荐，他进入维也纳大学受教于当时著名的物理学家多普勒、数学家艾丁豪逊和植物学家翁格尔等人。为他日后的科学研究打下了坚实的基础。回到布尔诺以后，他一方面在国立高级中学教授自然科学课程，一方面在修道院的植物园中进行了许多杂交实验。经过对许多种植物的反复比较，孟德尔发现，豌豆正是他想寻找的理想实验材料。他从商人那里买回34种豌豆品种，经过几代自花授粉，筛选出22个性状稳定的纯系，并注意到豌豆的7对明显的相对性状。

　　在十九世纪，人们开始利用植物杂交实验研究遗传现象。例如：德国的植物学家科尔罗伊德曾进行了500个以上的杂交实验，并发现了杂交种第一代性质比较均一，第二代、第三代性状开始分离。科尔罗伊德的朋友格纳特则用700多种植物进行了10 000多项杂交实验，产生了250多个杂交种，他甚至也统计出了玉米杂种第二代按3：1的比例分离。法国植物学家诺丁也注意到了这种现象。但是他们或是不解其意，或是被大量纷繁复杂的遗传现象所迷惑，都未能发现遗传的规律。格纳特本人就说过，产生杂种的方法是没有法则的，如果有，那也是非常复杂的。

　　进化论的奠基人达尔文也曾想建立一个把遗传、变异、进化都包括在内的理论。他提出，亲代的遗传“胚芽”或单位，在生殖器官中被武装起来，进入到精子和卵细胞中，受精时，从双亲带来的遗传胚芽互相结合起来，从而使新个体与父母双方都相似。达尔文还提出，遗传胚芽有的优先遗传，有的潜伏下来，相当于现在所说的显性遗传与隐性遗传。达尔文的这一“暂时泛生论假说”很不完善，远不如他的进化论那样受到人们的重视，但有一点值得注意，他提出了遗传是通过某种小颗粒来完成的。

　　1865年2月28日，孟德尔所在城市的自然科学研究会召开例会，身穿黑色修士长袍的孟德尔走上讲坛，报告了他发现的遗传规津。虽然与会的四十多位科学工作者对他所做的长达八年的实验研究和他所统计的多达两万一千多件样本的实验结果表示钦佩，但对孟德尔的报告中那些繁杂而枯燥的数字没有理解。所以，孟德尔只赢得了有礼貌的掌声，既没有人大声喝彩，也没有人反对。看来，他的理论超出了当时人们能够接受的水平。

　　三、孟德尔定律的再发现

　　1900年，在欧洲三个不同国家的科学家：荷兰植物学家德·弗里斯、德国植物学家科伦斯、奥地利植物学家切尔马克，在总结了他们各自的实验后，几乎是同时发现了植物遗传的规律。而当他们准备发表论文，去查阅文献时，又不约而同地发现，早在35年前孟德尔就发现这样的规律了。他们三个人在发表论文时，都提到了孟德尔的文章，称自己的工作是证实了孟德尔的定律。这就是生物学史上的有名的“孟德尔定律的再发现”。

　　四、孟德尔成功的原因

　　(1)成功于对前人工作的分析。孟德尔认为前人的杂交实验有三个缺点：①对杂种子代中不同类型的植株没有分别进行计数；②对杂种后代没有明确地按各代分别统计；③也没有明确肯定每一代中不同类型植株数之间的统计关系。在此基础上，孟德尔进行了他的豌豆杂交实验，并对实验结果进行了统计和分析。从而提出了对遗传规律的假设，把对遗传现象的单纯描述推进到正确的分析。

　　(2)孟德尔成功于他与其他实验者不同的思想方法：孟德尔主张“从最简单的事物中去认识真理”。他在最初进行杂交时，所选用的两个亲本都只有一对相对性状。或者更确切些说，

　　不论其它性状的差异怎样，他都只把注意力集中在一个清楚的性状差异，或者说一对相对性状上，去进行观察和分析。

　　(3)孟德尔成功于他的一整套实验方法：孟德尔对花粉混杂问题特别注意。他指出，如果忽略了这个问题，有外来花粉混杂，而实验者却不知道，那就会得出错误的结论。不仅如此，他还对杂交亲本做了明确的区分和界定，建立了一整套杂交实验的方法，如：自交、测交。

　　孟德尔在他的《植物杂交实验》中谈到两个极端的例子：在杂交实验的F2代253棵植株中有一棵植株上收获的种子是43个圆粒对2个皱粒、在另一棵植株上收获的种子是14个圆粒对15个皱粒。因此，他指出选定的实验材料要容易大量获得，以便收集足够多的样本进行分析。

　　五、果蝇是遗传学研究较理想的实验材料

　　果蝇具有以下几个特点：一个是它的体型小，饲养容易。另一个是它繁殖快、生命周期短(果蝇从孵化到孵化出生命的周期只有两至三周。果蝇的胚胎发生只需l天；幼虫在第4天化蛹，5天后羽化为成虫，成年果蝇存活约9天)。这样人们在较短的时间里就可以观察到它许多代的遗传情况。第三个特点是它的生活力强，每只雌蝇能产生几百个后代。第四个特点是果蝇只有四对染色体，这样少的染色体为观察提供了便利条件。

　　六、人类常见的单基因遗传性状

　　双眼皮对单眼皮为显性；游离耳垂对附着耳垂为显性；舌两侧能上卷对不能上卷为显性；虹膜的颜色褐色对黑色为显性；前额发际有美人尖对无美人尖为显性；能后弯拇指对不能后弯拇指为显性。除此之外，还有直发对卷发为显性；惯用右手对惯用左手为显性；干耳垢对湿耳垢为显性。这当中直发对卷发宜做家庭或班级调查；干耳垢对湿耳垢有涉及隐私之嫌在学生中恐不宜调查；惯用右手对惯用左手除受遗传控制外，还与后天的训练有关，也难于调查确定。