·教案·
第二节 分 离 规 律
清丰县职业技术学校 孙好杰
授课时间 2007年4月10日选自教材 本教案选自高等教育出版社 李青旺老师主编的《畜禽繁殖与改良,第一章畜禽遗传基础 第二节分离规律。
教材分析本节内容是生命科学中最基本的理论知识,是遗传学的最基本的遗传规律。在畜禽生产和育种实践中具有重要的理论指导意义,对学习整个畜牧兽医专业具有理论知识的统领作用。
1、本节内容讲述一对相对性状的遗传规律,教材首先介绍了孟德尔的杂交实验方法和特点,一对相对性状杂交实验结果(现象),接着讲述孟德尔用“遗传因子”(后来叫基因)对实验结果进行 了分析、解释,提出了遗传因子分离假说,阐明了分离现象产生的原因,并归纳总结出了分离规律的实质;又对遗传因子分离假说进行验证;最后介绍了分离规律在畜禽育种实践中的应用。本节在编排上,注意采用从现象到本质的方式,有利于学生逐步理解教学内容。
2、本节内容与其他章节知识的联系:(1)研究分离规律的理论基础有前面学到的细胞知识,如细胞的结构、分裂尤其是减数分裂;遗传信息的传递,DNA控制性状形成即中心法则。(2)本节内容又是学习《杂交改良技术》的理论基础。
3、本节内容理论性强、概念多。学习时学生应从现象到实质,从感性到理性逐渐理解其基本理论知识和概念。
教学目标知识目标:
应了解孟德尔的概况和主要贡献及其研究的材料、方法和特点。
要理解:(1)性状、杂交、相对性状、显性性状、隐性性状、显性基因、隐性基因、等位因子(基因)、基因型、表现型、纯合体、杂合体等概念。(2)一对相对性状的杂交实验及其解释。(3)分离规律实质即遗传因子分离假说要点,并会绘制遗传示意图。(4)测交验证分离假说的方法。
会应用分离规律解释畜禽育种实践中的一些遗传现象。
熟悉几种畜禽若干相对性状的显隐性关系。
能力目标:
1、通过从分离规律到实践的应用,从遗传现象上升为分离规律的认识,培养学生演绎、分析、归纳的思维能力。
2、通过实例和习题训练使学生掌握并会应用分离规律解决生产实践中的实际问题的技能技巧,培养学生分析问题解决问题的能力。
德育目标:
1、运用辨证唯物主义的观点分析和认识事物。认识生命活动的基本规律;逐步树立科学的世界观,对学生进行生命科学价值观教育。
2、通过孟德尔多年的科学实验研究事迹,对学生进行热爱科学、献身科学的教育。
本课的类型理论讲述结合实例分析。
重点及掌握方案重点:(1)对分离现象的解释。(2)遗传因子分离假说的要点。(3)分离规律在畜禽育种实践的应用。
掌握方案:(1)采用举例、挂图、多媒体课件教学。(2)联系以前所学知识分析、归纳本节知识从而掌握重点内容。
难点及其突破方法难点:(1)对分离现象的解释、配子形成过程。(2)分离规律及其与染色体在减数分裂的关系。
突破方法:(1)运用减数分裂知识说明减数第一次分裂时等位因子随同源染色体的分开而分离。(2)出示染色体的遗传图解,采用多媒体课件动画演示分离现象。(3)列举遗传规律的实例和习题,引导思维突破难点。
教具准备分离现象解释示意图,制作多媒体课件。
教学方法重点讲述、关键点启示、难点演示。
学法指导
1、指导学生预习教材,结合实例及孟德尔科研事迹激发学生对本节内容的学习兴趣。
2、指导学生在教材中找疑点、难点,并鼓励学生在课堂上大胆提问,善于思考。
3、指导学生进行解决问题的思维训练。
关键点:
学习分离规律关键要搞清楚四个方面的问题:
1、分离规律适用条件:(1)有性生物性状的遗传,分离规律的实质的成对遗传因子的分离,是有性生物产生性细胞时减数分裂特有的行为。(2)真核细胞生物的性状遗传,原核、非细胞结构的生物不进行减数分裂,不遵循这个规律。(3)细胞核的遗传,与细胞质中的遗传物质无关。(4)一对相对性状的遗传。
2、等位遗传因子的存在:控制相对性状的一对遗传因子虽然在一个细胞内,但它们分别位于一对同源染色体上,具有独立性。
3、成对遗传因子的分离:F1产生配子时,减数第一次分裂结束时等位因子随同源染色体的分开而分离,独立地随配子遗传给后代,因此F1产生两种数量相同的雌雄配子。
4、配子的结合几率:受精时,不同雌雄配子结合的机会是均等的,如果这些受精卵发育成活率均等时,F2就会有三种基因型(1RR∶2Rr∶1rr)两种表现型(3红∶1白)
课时安排用两个课时讨论。第一课时讨论分离现象及其解释,归纳分离假说。掌握基本概念和分离规律等基本理论知识。第二课时讨论分离假说的验证;分离规律在畜禽生产实践中的应用,并通过实例和习题培养学生分析问题、解决问题和理论知识的运用能力。
第一课时
第二节 分离规律教学过程
[知识回顾](4min)
前面我们学习了细胞的结构及其有丝分裂和减数分裂,提问:减数分裂的时同源染色体的分开是在哪个时期?(回答:在第一次分裂的后期各对同源染色体互相分开,分别移向两极,实现了染色体数目由2n到n的转变。)回忆中心法则的内容(以DNA为摸板转录为RNA,由RNA翻译成蛋白质的信息传递过程及DNA的自我复制过程)。
[导课] (1min)
遗传变异究竟是如何发生的?在发生过程中有没有规律呢?如何研究这些规律?我们从本节课开始将学习遗传的第一个规律——分离规律。(板书:第二节 分离规律)
孟德尔简介及其研究方法(8min)
生物遗传的基本规律有分离规律、自由组合规律、连锁规律通称遗传变异的三大规律。分离规律是奥地利的孟德尔经过多年的科学研究(豌豆杂交实验)揭示出来的。
那么孟德尔为什么能研究成功呢?他运用了哪些科学方法?
孟德尔试验的方法和特点孟德尔总结前人的试验研究方法,运用了一套新的方法,以性状为研究对象。其科学方法归纳有一点:
1、实验材料都是能真实遗传的纯种。
2、选择有明显区别的单位性状进行观察。
3、记载个世代的系谱。
4、利用统计分析方法。
5、防止混杂。
基本概念单位性状:指作为研究对象的各个单一性状。
下面我们就介绍一下孟德尔对一对相对性状的杂交实验方法、过程及结果。
一对相对性状的杂交实验结果(10min)
基本概念杂交:遗传学上指不同遗传性状个体之间的交配。
相对性状:是指某一具体性状的不同状态,如:豌豆花色的红色和白色、牛的无角和有角、猪毛色的黑和白等。
孟德尔选用豌豆花色红花和白花做了杂交实验,他用纯种的红花和白花分别进行了正交和反交,结果F1全部开红花。那么白花性状是不是由于杂交而消失了呢?再将F1自交,F2中除了开红花的植株,还出现了开白花的植株,红花和白花的比例大约3︰1。下面我们讨论一下:
老师:F2出现的白花性状是由谁决定的?
学生:当然是F1决定的。
老师:F1只表现红花,没有白花这说明什么?
学生:说明F1体内有白花的,但没有显现出来。
老师:为什么F1没有表现出白花性状呢?
学生:可能是红花把白花盖住了。
这时自然就出现了几个基本概念:
显性性状:在杂交F1表现出来的相对性状,如红花。
隐性性状:在F1没有表现出来的性状,如白花。
如图1所示,孟德尔把这种现象叫分离现象(或性状分离)。
家畜是许多性状也有明显的显隐性关系,详细可参考教材表1-3。
老师接着又问:那么红花的什么“因素”把白花的什么“因素”盖住了呢?学生可能感到难以表达。
孟德尔当时对实验结果进行分析时,也不能确定到底是什么决定了红花和白花。因此,他提出了遗传因子的假设来表述。下面我们就讨论一下孟德尔对分离现象的解释及其分离假说的提出。
分离规律的原理(18min)
遗传因子分离假说孟德尔认为,个体是由两个亲本配子经过受精作用发育而形成的,因此个体性状的表现必定与配子有关。他假设在配子中每个都是由一个相应的遗传因子支配的,如红花的雌雄配子里都有一个“红花因子”用R表示;白花的雌雄配子里都有一个“白花因子”
他假设在配子中每一个性状都是由一个相应的遗传因子支配的:红花豌豆的雌雄配子里都有一个“红花因子”用R表示,在白花豌豆里的雌雄配子里都有一个“白花因子”用r表示我们知道,在体细胞里遗传因子是成对存在的(RR和rr)在形成配子时成对因子彼此分离,配子中只含其中的一个因子。就是说红花豌豆的配子中只含一个R,白花豌豆的配子中只含一个r,当它们杂交时,雌雄配子结合成对,那么F1体细胞中的因子为Rr。R和r虽在一起,但并不融合,保持各自的完整性,R对r呈显性,F1表现出了R性状,r所控制的性状没表现出来,所以F1全部是红花。
当F1自交,F1形成配子时,R和r两个配子相互分离,各自进入一个配子中。那么F1可形成两种类型的配子,即R和r,且数目相等,比例1:1。这两种配子在受精时,由于每种雄配子都有同等机会与每雌种配子结合,因而F2中有三种因子的组合,即RR、Rr、rr,其比例为1︰2︰1。根据假设R对r呈显性,表现型比例为3︰1。(图2)
以上是孟德尔对杂交结果的解释,我们现在归纳起来分离假说可以概括几点,现在又叫分离规律。
第一、遗传性状是由相应的遗传因子所控制的,遗传因子在体细胞中成对存在,一个来自母本,一个来自父本。(现在我们称之为等位基因)
第二、体细胞内成对遗传因子虽同在一起,但并不融合,互不影响,各自独立。在形成配子时,成对的遗产因子彼此分离,配子中只含成对因子的一个因子。
第三、F1产生的不同类型的配子数目相等,即1︰1。由于各种雌雄配子结合是随机的,即具有同等机会,因而F2出现1RR︰2Rr︰1rr,显隐性个体比例为3︰1。
概念:
基因型:生物的遗传组成。
表现型:在基因型基础上表现出来的性状。
纯合体:相同的基因组成的基因型。如:RR和rr
杂合体:不同的基因组成的基因型。如:Rr
[结课] (4min)通过孟德尔的一对相对性状杂交实验结果,及其对分离现象的解释,孟德尔提出了遗传因子分离假说,我们并归纳概括总结了分离规律的实质。那么孟德尔的假说是否正确?如何验证?分离规律在畜禽生产实践中有什么作用?怎样运用这个规律?关于这些问题我们下节课将继续讨论学习。
板书设计第二节 分离规律一、孟德尔试验的方法和特点基本概念单位性状:
相对性状:
杂交显性性状:
隐性性状:
分离假说要点第一、遗传性状是由相应的遗传因子所控制的,遗传因子在体细胞中成对存在,一个来自母本,一个
来自父本。(现在称之为等位基因)
第二、体细胞内成对遗传因子虽同在一起,但并不融合,互不影响,各自独立。在形成配子时,成对的遗产因子彼此分离,配子中只含成对因子的一个因子。
第三、F1产生的不同类型的配子数目相等,即1︰1。由于各种雌雄配子结合是随机的,即具有同等机会,因而F2出现1RR︰2Rr︰1rr,显隐性个体比例为3︰1。
基因型:
表现型:
纯合体:如:RR和rr
杂合体:如:Rr
第二课时第二节 分离规律
[导课] (3min)上节我们讨论了孟德尔关于一对相对性状的的杂交实验结果,并对其进行了解释、概括,总结出了分离假说要点。那么这个假说正确与否?如果假设不能被证明,它将永远是个假设。只有被证明是正确的,它才能上升为理论;才能成为指导生产的普遍规律。如何验证呢?这个规律在生产实践中有什么意义?我们将怎么运用这个规律解决实际问题你?下面我们将通过本节课的讨论来解决。
三、遗传因子分离假说的验证(12min)
遗传因子分离假说是否成立,关键在于杂合体内是否真正有显性因子和隐性因子同时存在,以及 成对因子是否分离。孟德尔采用回交来验证他的假说。
基本概念回交:子一代与其父母本的任一亲本类型的交配。
测交:子一代与隐性亲本的回交。
从理论上分析,如果分离假说成立,由于F1是杂合体(Rr),就应该产生R和r两种配子,且数目相等;与隐性亲本交配,隐性亲本只产生一种r配子,那么,后代应该得到1/2的红花植株和1/2的白花植株;如果与纯合显性亲本交配,后代都应是红花植株(如图3)。
测交的实际结果和与理论分析的结果相符,这说明分离假说是正确的。
分离规律普遍存在于生物界,如牛的有角和无角、猪的白毛与黑毛、绵羊的白毛与黑毛等。猪的白毛与黑毛遗传示意图如图4。
四、分离规律的意义(8min)
我们学习分离规律,对正确认识遗传变异现象和指导畜禽育种工作具有重要意义,同时也是学习其他遗传规律的基础。
第一、通过分离规律的应用,可以明确相对性状间的显隐性关系,帮助我们采取适当的杂交育种措施,还可帮我们预见后代各种类型的比例。
第二、可以判断畜禽某些性状是纯合体或杂合体。
第三、可帮助我们淘汰有遗传缺陷的种畜。
(补充内容)
具体实例和解决问题方法:(18min)
1、一头无角公牛和一头无角母牛交配几次后,共产四胎,其中三头有角牛、一头无角牛,你对这种现象如何解释。答案:C
A,3︰1符合分离规律 B.不符合分离规律
C.这对公母牛每胎都有出现有角牛的可能性
D.无角基因发生了突变分析:根据题意后代出现了有角牛可知,无角对有角呈显性,这对牛都是有角基因的携带者。由于牛是单胎动物,每胎都有出现有角牛的可能性,并且不同胎次互不影响。在后代数量较少的情况下,完全可能出现上述比例,所以他符合分离规律,应该选C。
2、猪的毛色有黑色和白色,如果两头白色猪交配,产生了一头黑色仔猪。请回答:
(1)黑色和白色哪种毛色是显性性状?( 白色 )
(2)若用W和w表示毛色的显、隐性基因,写出这两头白色猪及子代黑猪的基因型 Ww、Ww、ww 。
(3)上述两头白色猪产一白色仔猪的可能性是 3/4 。若产生了一头白色仔猪,该头仔猪是纯合体的可能性是1/3 。如想判断这头白色仔猪是纯合体还是杂合体,最好选用C 与其交配。
A.纯种白猪 B.杂种白猪 C.黑猪 D.以上都不行分析:控制猪黑色基因一定来自它的亲本白猪。亲本白猪有黑色基因但表现白色,说明亲代白猪同时存在白色基因和黑色基因,且白色对黑色呈显性。据此可推出两头亲代白猪的基因型是杂合的即Ww,子代黑猪的基因型是ww。进一步推知:Ww×Ww后代之中有三种基因型即WW、Ww、ww比例为1︰2︰1;表现型白色和黑色比例为3︰1。
所以产生白色仔猪的可能性是3/4,白猪中纯合的比例为1/3。
判断一头白猪为纯合体还是杂合体,最好选用黑猪与之交配,若子代出现黑猪,说明这头白猪为杂合体;若子代全是白猪说明是纯合体。
3、某养牛场养了一群有角牛和无角牛。已知无角基因(R)对有角基因(r)呈显性。育种工作者从中选出一健壮无角公牛做种用。请你根据有无角这一性状鉴定它是杂种还是纯种。
分析:用该无角公牛与多头有角母牛配种;如果(1)杂交后代全是有角牛或一部分是无角牛又有一部分是有角牛,说明该公牛是杂种;(2)杂交后代全是无角,该无角公牛可认为是纯种。
利用分离规律解题思路及方法:
一、已知表现型如何确定基因型的基本方法?
一对相对性状杂交组合不外乎六种情况亲代表现型
1.显×显
2.显×显
3.显×显
4.显×隐
5.显×隐
6.隐×隐
亲代杂交组合
AA×AA
AA×Aa
Aa×Aa
AA×aa
Aa×aa
aa×aa
子代基因型
AA
AA︰Aa
AA︰Aa︰aa
Aa
Aa︰aa
aa
比例
全是
1︰1
1︰2︰1
全是
1︰1
全是
子代表现型
显性
显性
显:隐
显
显:隐
隐
比例
全是
全是
3︰1
全是
1︰1
全是
这样亲代与子代间的表现型和基因型的关系,可总结几点规律:
1、凡生物体的表现型为隐性,则它的基因型一定是隐性纯合体;凡生物体的表现型为显性性状,则它的基因型中至少含有一个显性基因,可根据它的亲代或后代中有无隐性性状的个体来判断。
2、一个显性与一隐性个体杂交,如果后代没有出现性状分离,全部表现为显性,则这个亲本是纯合体;如后代出现了隐性性状的个体,则这个亲本一定是杂合体。
3、两个显性个体杂交,如果后代出现了隐性性状的个体,则这两个显性亲本一定是杂合体;如后代全部是显性性状,则两个显性个体中至少有一个是纯合体或都是纯合体。
二、如果没有告诉显隐性的情况下,如何判断显隐性性状呢?
1、如果具有相对性状的个体杂交,子代只表现一个亲本的性状则子代表现出的那种性状为显性。如红花×白花——子代全部是红花。
2、如果两个性状相同的亲本杂交,子代出现了不同的特征,则这两个亲本一定是杂合体,子代中新出现的性状为隐性性状。
具体方法有两个
1、隐性纯合体突破法如:绵羊的白色(B)对黑色(b)呈显性。现有一只白色公羊与一只白色母羊交配,生出一只黑色羔羊。试问公母羊的基因型分别是什么?
根据遗传示意图:P B × B
子代 bb
因为子代是黑色羔羊,基因型肯定的bb。那么双亲中都有一个b基因,因此双亲基因型均为Bb。
2、根据后代表现型比例解题:
(1)若后代性状比为显:隐=3︰1则双亲一定是杂合体(Bb)。即Bb×Bb→3B ︰1bb。
(2)若后代性状比为显:隐=1︰1则双亲一定是测交类型,即Bb×bb →1Bb︰1bb。
(3)若后代性状均为显性性状,则双亲至少有一方为显性纯合体,即BBXBB或BBXBb或BBXbb。
[结课] (3min)
我们学习了分离规律,知道它是研究的一对相对性状的遗传规律。那么在生物界中除了一对相对性状外,两对或多对相对性状是什么的传递规律呢?这个问题我们将在下节讨论(自由组合规律)。
板书设计第二节 分离规律回交:子一代与其父母本的任一亲本类型的交配。
测交:子一代与隐性亲本的回交。
分离规律在畜禽育种工作中的意义:
第一、通过分离规律的应用,可以明确相对性状间的显隐性关系,帮助我们采取适当的杂交育种措施,还可帮我们预见后代各种类型的比例。
第二、可以判断畜禽某些性状是纯合体或杂合体。
第三、可帮助我们淘汰有遗传缺陷的种畜
具体实例分析:
[课后总结]
1.本节内容的概念较多,在教学中应分析、概括不同的概念,帮助学生掌握理解每个概念的本质;掌握本节课的重点、难点。
2.本节内容理论性强,但在畜牧业生产实践中的实例很多,应用广泛。所以教师应从实际现象去总结、归纳规律性的东西,便于学生掌握遗传规律,并能够运用遗传解释实践中的一些现象。指导畜禽育种实践,减少遗传疾病的发生。
3.教师不仅要注重传授知识,还要注重知识的运用,树立科学教育的教学理念。在教学过程中注意培养学生透过现象分析、推论、揭示其本质的能力。
第二节 分 离 规 律
清丰县职业技术学校 孙好杰
授课时间 2007年4月10日选自教材 本教案选自高等教育出版社 李青旺老师主编的《畜禽繁殖与改良,第一章畜禽遗传基础 第二节分离规律。
教材分析本节内容是生命科学中最基本的理论知识,是遗传学的最基本的遗传规律。在畜禽生产和育种实践中具有重要的理论指导意义,对学习整个畜牧兽医专业具有理论知识的统领作用。
1、本节内容讲述一对相对性状的遗传规律,教材首先介绍了孟德尔的杂交实验方法和特点,一对相对性状杂交实验结果(现象),接着讲述孟德尔用“遗传因子”(后来叫基因)对实验结果进行 了分析、解释,提出了遗传因子分离假说,阐明了分离现象产生的原因,并归纳总结出了分离规律的实质;又对遗传因子分离假说进行验证;最后介绍了分离规律在畜禽育种实践中的应用。本节在编排上,注意采用从现象到本质的方式,有利于学生逐步理解教学内容。
2、本节内容与其他章节知识的联系:(1)研究分离规律的理论基础有前面学到的细胞知识,如细胞的结构、分裂尤其是减数分裂;遗传信息的传递,DNA控制性状形成即中心法则。(2)本节内容又是学习《杂交改良技术》的理论基础。
3、本节内容理论性强、概念多。学习时学生应从现象到实质,从感性到理性逐渐理解其基本理论知识和概念。
教学目标知识目标:
应了解孟德尔的概况和主要贡献及其研究的材料、方法和特点。
要理解:(1)性状、杂交、相对性状、显性性状、隐性性状、显性基因、隐性基因、等位因子(基因)、基因型、表现型、纯合体、杂合体等概念。(2)一对相对性状的杂交实验及其解释。(3)分离规律实质即遗传因子分离假说要点,并会绘制遗传示意图。(4)测交验证分离假说的方法。
会应用分离规律解释畜禽育种实践中的一些遗传现象。
熟悉几种畜禽若干相对性状的显隐性关系。
能力目标:
1、通过从分离规律到实践的应用,从遗传现象上升为分离规律的认识,培养学生演绎、分析、归纳的思维能力。
2、通过实例和习题训练使学生掌握并会应用分离规律解决生产实践中的实际问题的技能技巧,培养学生分析问题解决问题的能力。
德育目标:
1、运用辨证唯物主义的观点分析和认识事物。认识生命活动的基本规律;逐步树立科学的世界观,对学生进行生命科学价值观教育。
2、通过孟德尔多年的科学实验研究事迹,对学生进行热爱科学、献身科学的教育。
本课的类型理论讲述结合实例分析。
重点及掌握方案重点:(1)对分离现象的解释。(2)遗传因子分离假说的要点。(3)分离规律在畜禽育种实践的应用。
掌握方案:(1)采用举例、挂图、多媒体课件教学。(2)联系以前所学知识分析、归纳本节知识从而掌握重点内容。
难点及其突破方法难点:(1)对分离现象的解释、配子形成过程。(2)分离规律及其与染色体在减数分裂的关系。
突破方法:(1)运用减数分裂知识说明减数第一次分裂时等位因子随同源染色体的分开而分离。(2)出示染色体的遗传图解,采用多媒体课件动画演示分离现象。(3)列举遗传规律的实例和习题,引导思维突破难点。
教具准备分离现象解释示意图,制作多媒体课件。
教学方法重点讲述、关键点启示、难点演示。
学法指导
1、指导学生预习教材,结合实例及孟德尔科研事迹激发学生对本节内容的学习兴趣。
2、指导学生在教材中找疑点、难点,并鼓励学生在课堂上大胆提问,善于思考。
3、指导学生进行解决问题的思维训练。
关键点:
学习分离规律关键要搞清楚四个方面的问题:
1、分离规律适用条件:(1)有性生物性状的遗传,分离规律的实质的成对遗传因子的分离,是有性生物产生性细胞时减数分裂特有的行为。(2)真核细胞生物的性状遗传,原核、非细胞结构的生物不进行减数分裂,不遵循这个规律。(3)细胞核的遗传,与细胞质中的遗传物质无关。(4)一对相对性状的遗传。
2、等位遗传因子的存在:控制相对性状的一对遗传因子虽然在一个细胞内,但它们分别位于一对同源染色体上,具有独立性。
3、成对遗传因子的分离:F1产生配子时,减数第一次分裂结束时等位因子随同源染色体的分开而分离,独立地随配子遗传给后代,因此F1产生两种数量相同的雌雄配子。
4、配子的结合几率:受精时,不同雌雄配子结合的机会是均等的,如果这些受精卵发育成活率均等时,F2就会有三种基因型(1RR∶2Rr∶1rr)两种表现型(3红∶1白)
课时安排用两个课时讨论。第一课时讨论分离现象及其解释,归纳分离假说。掌握基本概念和分离规律等基本理论知识。第二课时讨论分离假说的验证;分离规律在畜禽生产实践中的应用,并通过实例和习题培养学生分析问题、解决问题和理论知识的运用能力。
第一课时
第二节 分离规律教学过程
[知识回顾](4min)
前面我们学习了细胞的结构及其有丝分裂和减数分裂,提问:减数分裂的时同源染色体的分开是在哪个时期?(回答:在第一次分裂的后期各对同源染色体互相分开,分别移向两极,实现了染色体数目由2n到n的转变。)回忆中心法则的内容(以DNA为摸板转录为RNA,由RNA翻译成蛋白质的信息传递过程及DNA的自我复制过程)。
[导课] (1min)
遗传变异究竟是如何发生的?在发生过程中有没有规律呢?如何研究这些规律?我们从本节课开始将学习遗传的第一个规律——分离规律。(板书:第二节 分离规律)
孟德尔简介及其研究方法(8min)
生物遗传的基本规律有分离规律、自由组合规律、连锁规律通称遗传变异的三大规律。分离规律是奥地利的孟德尔经过多年的科学研究(豌豆杂交实验)揭示出来的。
那么孟德尔为什么能研究成功呢?他运用了哪些科学方法?
孟德尔试验的方法和特点孟德尔总结前人的试验研究方法,运用了一套新的方法,以性状为研究对象。其科学方法归纳有一点:
1、实验材料都是能真实遗传的纯种。
2、选择有明显区别的单位性状进行观察。
3、记载个世代的系谱。
4、利用统计分析方法。
5、防止混杂。
基本概念单位性状:指作为研究对象的各个单一性状。
下面我们就介绍一下孟德尔对一对相对性状的杂交实验方法、过程及结果。
一对相对性状的杂交实验结果(10min)
基本概念杂交:遗传学上指不同遗传性状个体之间的交配。
相对性状:是指某一具体性状的不同状态,如:豌豆花色的红色和白色、牛的无角和有角、猪毛色的黑和白等。
孟德尔选用豌豆花色红花和白花做了杂交实验,他用纯种的红花和白花分别进行了正交和反交,结果F1全部开红花。那么白花性状是不是由于杂交而消失了呢?再将F1自交,F2中除了开红花的植株,还出现了开白花的植株,红花和白花的比例大约3︰1。下面我们讨论一下:
老师:F2出现的白花性状是由谁决定的?
学生:当然是F1决定的。
老师:F1只表现红花,没有白花这说明什么?
学生:说明F1体内有白花的,但没有显现出来。
老师:为什么F1没有表现出白花性状呢?
学生:可能是红花把白花盖住了。
这时自然就出现了几个基本概念:
显性性状:在杂交F1表现出来的相对性状,如红花。
隐性性状:在F1没有表现出来的性状,如白花。
如图1所示,孟德尔把这种现象叫分离现象(或性状分离)。
家畜是许多性状也有明显的显隐性关系,详细可参考教材表1-3。
老师接着又问:那么红花的什么“因素”把白花的什么“因素”盖住了呢?学生可能感到难以表达。
孟德尔当时对实验结果进行分析时,也不能确定到底是什么决定了红花和白花。因此,他提出了遗传因子的假设来表述。下面我们就讨论一下孟德尔对分离现象的解释及其分离假说的提出。
分离规律的原理(18min)
遗传因子分离假说孟德尔认为,个体是由两个亲本配子经过受精作用发育而形成的,因此个体性状的表现必定与配子有关。他假设在配子中每个都是由一个相应的遗传因子支配的,如红花的雌雄配子里都有一个“红花因子”用R表示;白花的雌雄配子里都有一个“白花因子”
他假设在配子中每一个性状都是由一个相应的遗传因子支配的:红花豌豆的雌雄配子里都有一个“红花因子”用R表示,在白花豌豆里的雌雄配子里都有一个“白花因子”用r表示我们知道,在体细胞里遗传因子是成对存在的(RR和rr)在形成配子时成对因子彼此分离,配子中只含其中的一个因子。就是说红花豌豆的配子中只含一个R,白花豌豆的配子中只含一个r,当它们杂交时,雌雄配子结合成对,那么F1体细胞中的因子为Rr。R和r虽在一起,但并不融合,保持各自的完整性,R对r呈显性,F1表现出了R性状,r所控制的性状没表现出来,所以F1全部是红花。
当F1自交,F1形成配子时,R和r两个配子相互分离,各自进入一个配子中。那么F1可形成两种类型的配子,即R和r,且数目相等,比例1:1。这两种配子在受精时,由于每种雄配子都有同等机会与每雌种配子结合,因而F2中有三种因子的组合,即RR、Rr、rr,其比例为1︰2︰1。根据假设R对r呈显性,表现型比例为3︰1。(图2)
以上是孟德尔对杂交结果的解释,我们现在归纳起来分离假说可以概括几点,现在又叫分离规律。
第一、遗传性状是由相应的遗传因子所控制的,遗传因子在体细胞中成对存在,一个来自母本,一个来自父本。(现在我们称之为等位基因)
第二、体细胞内成对遗传因子虽同在一起,但并不融合,互不影响,各自独立。在形成配子时,成对的遗产因子彼此分离,配子中只含成对因子的一个因子。
第三、F1产生的不同类型的配子数目相等,即1︰1。由于各种雌雄配子结合是随机的,即具有同等机会,因而F2出现1RR︰2Rr︰1rr,显隐性个体比例为3︰1。
概念:
基因型:生物的遗传组成。
表现型:在基因型基础上表现出来的性状。
纯合体:相同的基因组成的基因型。如:RR和rr
杂合体:不同的基因组成的基因型。如:Rr
[结课] (4min)通过孟德尔的一对相对性状杂交实验结果,及其对分离现象的解释,孟德尔提出了遗传因子分离假说,我们并归纳概括总结了分离规律的实质。那么孟德尔的假说是否正确?如何验证?分离规律在畜禽生产实践中有什么作用?怎样运用这个规律?关于这些问题我们下节课将继续讨论学习。
板书设计第二节 分离规律一、孟德尔试验的方法和特点基本概念单位性状:
相对性状:
杂交显性性状:
隐性性状:
分离假说要点第一、遗传性状是由相应的遗传因子所控制的,遗传因子在体细胞中成对存在,一个来自母本,一个
来自父本。(现在称之为等位基因)
第二、体细胞内成对遗传因子虽同在一起,但并不融合,互不影响,各自独立。在形成配子时,成对的遗产因子彼此分离,配子中只含成对因子的一个因子。
第三、F1产生的不同类型的配子数目相等,即1︰1。由于各种雌雄配子结合是随机的,即具有同等机会,因而F2出现1RR︰2Rr︰1rr,显隐性个体比例为3︰1。
基因型:
表现型:
纯合体:如:RR和rr
杂合体:如:Rr
第二课时第二节 分离规律
[导课] (3min)上节我们讨论了孟德尔关于一对相对性状的的杂交实验结果,并对其进行了解释、概括,总结出了分离假说要点。那么这个假说正确与否?如果假设不能被证明,它将永远是个假设。只有被证明是正确的,它才能上升为理论;才能成为指导生产的普遍规律。如何验证呢?这个规律在生产实践中有什么意义?我们将怎么运用这个规律解决实际问题你?下面我们将通过本节课的讨论来解决。
三、遗传因子分离假说的验证(12min)
遗传因子分离假说是否成立,关键在于杂合体内是否真正有显性因子和隐性因子同时存在,以及 成对因子是否分离。孟德尔采用回交来验证他的假说。
基本概念回交:子一代与其父母本的任一亲本类型的交配。
测交:子一代与隐性亲本的回交。
从理论上分析,如果分离假说成立,由于F1是杂合体(Rr),就应该产生R和r两种配子,且数目相等;与隐性亲本交配,隐性亲本只产生一种r配子,那么,后代应该得到1/2的红花植株和1/2的白花植株;如果与纯合显性亲本交配,后代都应是红花植株(如图3)。
测交的实际结果和与理论分析的结果相符,这说明分离假说是正确的。
分离规律普遍存在于生物界,如牛的有角和无角、猪的白毛与黑毛、绵羊的白毛与黑毛等。猪的白毛与黑毛遗传示意图如图4。
四、分离规律的意义(8min)
我们学习分离规律,对正确认识遗传变异现象和指导畜禽育种工作具有重要意义,同时也是学习其他遗传规律的基础。
第一、通过分离规律的应用,可以明确相对性状间的显隐性关系,帮助我们采取适当的杂交育种措施,还可帮我们预见后代各种类型的比例。
第二、可以判断畜禽某些性状是纯合体或杂合体。
第三、可帮助我们淘汰有遗传缺陷的种畜。
(补充内容)
具体实例和解决问题方法:(18min)
1、一头无角公牛和一头无角母牛交配几次后,共产四胎,其中三头有角牛、一头无角牛,你对这种现象如何解释。答案:C
A,3︰1符合分离规律 B.不符合分离规律
C.这对公母牛每胎都有出现有角牛的可能性
D.无角基因发生了突变分析:根据题意后代出现了有角牛可知,无角对有角呈显性,这对牛都是有角基因的携带者。由于牛是单胎动物,每胎都有出现有角牛的可能性,并且不同胎次互不影响。在后代数量较少的情况下,完全可能出现上述比例,所以他符合分离规律,应该选C。
2、猪的毛色有黑色和白色,如果两头白色猪交配,产生了一头黑色仔猪。请回答:
(1)黑色和白色哪种毛色是显性性状?( 白色 )
(2)若用W和w表示毛色的显、隐性基因,写出这两头白色猪及子代黑猪的基因型 Ww、Ww、ww 。
(3)上述两头白色猪产一白色仔猪的可能性是 3/4 。若产生了一头白色仔猪,该头仔猪是纯合体的可能性是1/3 。如想判断这头白色仔猪是纯合体还是杂合体,最好选用C 与其交配。
A.纯种白猪 B.杂种白猪 C.黑猪 D.以上都不行分析:控制猪黑色基因一定来自它的亲本白猪。亲本白猪有黑色基因但表现白色,说明亲代白猪同时存在白色基因和黑色基因,且白色对黑色呈显性。据此可推出两头亲代白猪的基因型是杂合的即Ww,子代黑猪的基因型是ww。进一步推知:Ww×Ww后代之中有三种基因型即WW、Ww、ww比例为1︰2︰1;表现型白色和黑色比例为3︰1。
所以产生白色仔猪的可能性是3/4,白猪中纯合的比例为1/3。
判断一头白猪为纯合体还是杂合体,最好选用黑猪与之交配,若子代出现黑猪,说明这头白猪为杂合体;若子代全是白猪说明是纯合体。
3、某养牛场养了一群有角牛和无角牛。已知无角基因(R)对有角基因(r)呈显性。育种工作者从中选出一健壮无角公牛做种用。请你根据有无角这一性状鉴定它是杂种还是纯种。
分析:用该无角公牛与多头有角母牛配种;如果(1)杂交后代全是有角牛或一部分是无角牛又有一部分是有角牛,说明该公牛是杂种;(2)杂交后代全是无角,该无角公牛可认为是纯种。
利用分离规律解题思路及方法:
一、已知表现型如何确定基因型的基本方法?
一对相对性状杂交组合不外乎六种情况亲代表现型
1.显×显
2.显×显
3.显×显
4.显×隐
5.显×隐
6.隐×隐
亲代杂交组合
AA×AA
AA×Aa
Aa×Aa
AA×aa
Aa×aa
aa×aa
子代基因型
AA
AA︰Aa
AA︰Aa︰aa
Aa
Aa︰aa
aa
比例
全是
1︰1
1︰2︰1
全是
1︰1
全是
子代表现型
显性
显性
显:隐
显
显:隐
隐
比例
全是
全是
3︰1
全是
1︰1
全是
这样亲代与子代间的表现型和基因型的关系,可总结几点规律:
1、凡生物体的表现型为隐性,则它的基因型一定是隐性纯合体;凡生物体的表现型为显性性状,则它的基因型中至少含有一个显性基因,可根据它的亲代或后代中有无隐性性状的个体来判断。
2、一个显性与一隐性个体杂交,如果后代没有出现性状分离,全部表现为显性,则这个亲本是纯合体;如后代出现了隐性性状的个体,则这个亲本一定是杂合体。
3、两个显性个体杂交,如果后代出现了隐性性状的个体,则这两个显性亲本一定是杂合体;如后代全部是显性性状,则两个显性个体中至少有一个是纯合体或都是纯合体。
二、如果没有告诉显隐性的情况下,如何判断显隐性性状呢?
1、如果具有相对性状的个体杂交,子代只表现一个亲本的性状则子代表现出的那种性状为显性。如红花×白花——子代全部是红花。
2、如果两个性状相同的亲本杂交,子代出现了不同的特征,则这两个亲本一定是杂合体,子代中新出现的性状为隐性性状。
具体方法有两个
1、隐性纯合体突破法如:绵羊的白色(B)对黑色(b)呈显性。现有一只白色公羊与一只白色母羊交配,生出一只黑色羔羊。试问公母羊的基因型分别是什么?
根据遗传示意图:P B × B
子代 bb
因为子代是黑色羔羊,基因型肯定的bb。那么双亲中都有一个b基因,因此双亲基因型均为Bb。
2、根据后代表现型比例解题:
(1)若后代性状比为显:隐=3︰1则双亲一定是杂合体(Bb)。即Bb×Bb→3B ︰1bb。
(2)若后代性状比为显:隐=1︰1则双亲一定是测交类型,即Bb×bb →1Bb︰1bb。
(3)若后代性状均为显性性状,则双亲至少有一方为显性纯合体,即BBXBB或BBXBb或BBXbb。
[结课] (3min)
我们学习了分离规律,知道它是研究的一对相对性状的遗传规律。那么在生物界中除了一对相对性状外,两对或多对相对性状是什么的传递规律呢?这个问题我们将在下节讨论(自由组合规律)。
板书设计第二节 分离规律回交:子一代与其父母本的任一亲本类型的交配。
测交:子一代与隐性亲本的回交。
分离规律在畜禽育种工作中的意义:
第一、通过分离规律的应用,可以明确相对性状间的显隐性关系,帮助我们采取适当的杂交育种措施,还可帮我们预见后代各种类型的比例。
第二、可以判断畜禽某些性状是纯合体或杂合体。
第三、可帮助我们淘汰有遗传缺陷的种畜
具体实例分析:
[课后总结]
1.本节内容的概念较多,在教学中应分析、概括不同的概念,帮助学生掌握理解每个概念的本质;掌握本节课的重点、难点。
2.本节内容理论性强,但在畜牧业生产实践中的实例很多,应用广泛。所以教师应从实际现象去总结、归纳规律性的东西,便于学生掌握遗传规律,并能够运用遗传解释实践中的一些现象。指导畜禽育种实践,减少遗传疾病的发生。
3.教师不仅要注重传授知识,还要注重知识的运用,树立科学教育的教学理念。在教学过程中注意培养学生透过现象分析、推论、揭示其本质的能力。