第三章 遗传和染色体
第一节 基因的分离定律（第1课时）
● 设计依据与构思
本节内容包括基因的分离定律、孟德尔遗传实验的科学方法和分离定律的应用三个部分。第一部分通过对孟德尔所做的豌豆一对相对性状的杂交实验的介绍和分析，揭示了基因分离定律的实质，这部分是本节的重点，也是理解基因自由组合定律和伴性遗传的基础。第二部分通过对孟德尔取得成功原因的总结，说明了正确实验选材、科学的研究方法和严谨的科学态度对于科学研究的重要性，这是对学生进行情感态度价值观教育的极好例子。第三部分通过具体事例说明了基因分离定律在杂交育种和医学实践中的广泛运用。
高中生物课本上主要介绍分离定律在农业和医学上的应用。这部分内容的教学应联系生产实际和学生的生活实际进行。譬如可组织和安排学生对人类某些遗传现象的调查活动，使学生感到所学的理论知识有用，又能调动学生学习生物学的积极性，同时，培养学生的生物科学价值观。
本节课从性状分离比的模拟实验引入，唤起学生探究分离定律的热情，同时复习巩固前几节课众多易混淆的知识要点，为本课时的探究做好伏笔；之后创设一连串的育种的问题情境，理解分离定律在农业育种中的应用；再通过分析遗传病的遗传规律，概率计算，探讨何为近亲，为何禁止近亲结婚的讨论，水到渠成得归纳出分离定律在医学中的应用；最后介绍遗传病系谱图及初步解遗传系谱图题目，让学生感到意犹未尽，激发继续学习的热情。
通过前两课时的探讨，学生已经掌握了遗传定律中的相关概念及一对相对性状分离比，为本节的探究活动打下坚实的基础。教师在教学设计过程中，充分挖掘教材内容，创设挑战学生智力的一个接一个的问题，尽可能地让学生主动参与，积极探究，有效地交流合作，不仅顺利完成教学任务，掌握遗传题的解题思路和方法，还更好地促进了学生的发展。
课时安排：1课时
● 教材分析
▍教学目标（第2课时）
知识目标：
1．应用前面所学知识解决育种和遗传病中相关问题,并总结解题的方法。
2．能根据遗传图谱所示信息会预测计算后代的发病率。
3．能总结说出禁止近亲结婚的原因。
能力目标：
根据遗传图谱所示信息分析、推理、预测后代的发病率，提高根据信息分析、推理、判断的能力。
情感态度与价值观目标：
体验生物科学的应用价值,增强宣传近亲结婚对后代影响的意识；体验生物科学与社会之间的关系，初步形成科学的世界观和人生观。
▍教学重、难点
教学重点：
1．应用前面所学知识解决育种和遗传病中相关问题,并总结解题的方法。
2．能根据遗传图谱所示信息会预测计算后代的发病率。
教学难点：
能根据遗传图谱所示信息会预测计算后代的发病率。
▍课前准备
学生：
课前预习，了解分离定律在育种和遗传病方面的应用。
教师：
制作课件 ，精心准备遗传系谱图题目。
● 教学流程及分析
▍流程一：导入新课
教师：上节课学习了孟德尔的分离定律的实质，以及对分离现象的解释和验证。
提问：纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆杂交，F2出现几种基因组合，出现哪些性状，性状分离比分别是多少？
（三种； DD、Dd、dd； 1：2：1； 高、矮； 3：1）
下面我们来做一个模拟小实验，来认识和理解孟德尔假设推论出的上述几种基因的分离和随机组合与生物性状之间的数量关系。
▍流程二：新课学习
一、性状分离比的模拟实验
将事先准备好的两个小塑料桶放在讲桌上，向甲桶里分别放入两种颜色（并分别标有Ｄ和d的小球各10个（代表雌配子）。向乙桶里分别放入另两种颜色（分别标有Ｄ和d
的小球各10个（代表雄配子）。分别摇动甲、乙小桶，使桶内小球充分混合。
请一位学生上讲台来抽取。第一次从甲桶中取出Ｄ，从乙桶中取出ｄ，给合为Ｄｄ，请同学们记录。第二次抓取组合为ｄｄ，第三次组合为Ｄｄ，第四次……第10次为Ｄｄ。
随机抓取10次，请同学们统计结果，是否出现三种基因组合，并且性状分离比是否为1：2：1？
（不是）
如果连续抓取100次或更多欢，情况又会怎样呢？
（会越来越接近孟德尔的假设推论）
由这一模拟试验我们知道，随机事件的概率是在数据越大的情况下越接近，所以孟德尔在统计豌豆杂交分离比时是统计了上千株的豌豆。如果只统计10株足得不出这一结论的。同时，通过这一试验，也证明了孟德尔的假设推论是成立的。
教师提问，与学生讨论答案：
1.两个小桶代表什么？两个小桶中的D小球和d小球代表什么？
（两个小桶分别代表生物体的精巢和卵巢；D小球和d小球分别代表含有显性遗传因子和隐性遗传因子的配子。）
2.为什么每个小桶内的d小球和D小球数目都是10个？
（每个小桶内的d小球和D小球数目都是10个，确保雌、雄配子数目相等。）
3.分别从两个小桶内抓取一个小球组合在一起的含义是什么？
（分别从两个小桶内抓取一个小球组合在一起的含义是：模拟雌、雄配子的随机结合。）
4.将抓取的小球放回原来的小桶内，摇匀，按步骤（3）重复做50～100次的含义是什么？
（将抓取的小球放回原来的小桶内，摇匀，按步骤（3）重复做50～100次，是为了确保观察样本数目足够多。雌、雄配子结合的机会相等。）
5.在一对相对性状的遗传试验中，孟德尔应用了什么方法对实验结果进行了分析？
（孟德尔不仅注意到杂交试验中出现的性状变化情况，而且对出现的各种遗传性状的个体用统计学的方法进行了数量上大量的统计和分析。）
设计思想 性状分离比模拟实验，操作简单，学生兴趣浓厚，如果课时允许，教师可以在班级集体开展这个实验，也可以让学生课前完成实验、记录数据，课上公布数据。这个实验可以很好的帮助学生理解基因的分离定律的实质、子二代的基因型及其比例等内容。
二、孟德尔成功的原因
学生阅读课本，师生一起总结孟德尔成功的原因：
1、选材准确——自花传粉中闭花传粉的自然纯种豌豆；
2、研究方法恰当——从一对到多对相对性状进行研究
3、利用统计学进行分析；
4、科学地设计了实验的程序，设计测交实验进行验证
设计思想 这部分内容难度不大，可以让学生自学，除了书本上的几点，也可以分析其他成功的原因。通过学生对孟德尔取得成功原因的总结，说明了正确实验选材、科学的研究方法和严谨的科学态度对于科学研究的重要性，这是对学生进行情感态度价值观教育的极好例子。
三、基因的分离定律的运用
分离定律是遗传学中最基本的规律，能正确解释生物界的某些遗传现象，而且能够预测杂交后代的类型和各种类型出现的概率，这对于动植物育种实践和医学实践都具有重要的意义。
1、指导育种方面
杂交育种就是人们按照育种目标，选配亲本杂交，对杂交后代再进行选育，最终培养出具有稳定遗传性状的品种。
（1）培育显性性状
如培育纯合的抗锈病小麦，由于抗锈病是显性性状，所以子代出现抗锈病可能是纯合子，也可能是杂合子，只有让子代连续自交至后代不发生性状分离，才是我们所要的稳定遗传的抗锈病品种。
（2）培育隐性性状
后代中一旦出现此性状，便可推广。
2、医学实践方面——遗传病预防
人类遗传病有白化病，先天性聋哑，并指，色盲等。
（1）隐性遗传病——禁止近亲结婚
白化病是大家较熟悉的一种遗传病，其控制患病的基因是隐性基因，所以称为隐性遗传病。如果双亲表现正常（均为杂合子），耶么后代患白化病的概率是多少？（1/4）
（2） 显性遗传病——尽量控制患者生育
而有些人类遗传病如并指其患病基因是显性基因，所以称为显性遗传病。如果双亲均患并指（均为杂合子），那么后代患并指的概率是多少？（3／4）
由以上两例，我们可以看出，在医学实践中，人们利用分离定律对遗传病的基因型和发病概率可以做出科学的推断。
讨论：在社会人群中，具有什么关系的人带有相同的隐性致病基因的可能性大呢？法律为什么禁止近亲结婚？
同一个家族中携带相同的隐性致病基因可能性较大，如果近亲结婚，后代的隐性致病基因结合的几率就大，出现遗传病的机会大大增加。
我国婚姻法规定：“直系血亲和三代以内的旁系血亲禁止结婚。”
设计思想 本环节的探究内容实质是对旧知识的总结、深入与提升的过程。结合所学知识，通过课前的调查与分析，学生已明确了显性性状、隐性性状的基因型的表示方法、配子的产生、子代的形成等一系列的一个个知识点。课上通过对“白化病”、“禁止近亲结婚”“农业上的育种”等问题的探讨把一个个零散的知识点串起来，形成新知识，理解分离定律在实践中的应用，同时总结出解决遗传问题的基本思路和方法。
▍流程三：课堂反馈
反馈的设计
1.基因型为Aa的豌豆连续自交。在下图中，能正确表示其自交代数和纯种占第n代个体比例关系的是（ ）
分析：杂合体自交，其子代中纯合体和杂合体各占1/2，逐代自交，杂合体的比例越来越低1/2n，纯合子比例越来越高1-1/2n，答案 D。
2．将具有1对等位基因的杂合子，逐代自交3次。在F3代中杂合子占总数的（ ）
A．1/8 B．7/8 C．7/16 D．9/16
分析：杂合体自交，其子代中纯合体和杂合体各占1/2，逐代自交3次，杂合体的比例为1/23，即1/8，答案 A。
3. 在孟德尔进行的一对相对性状的实验中，具有l ：1比例的是……（ ）
①杂种自交后代的性状分离比 ②杂种产生配子类型的比例 ③杂种测交后代的性状分离比 ④杂种自交后代的基因型比例 ⑤杂种测交后代的基因型组成比例
A.①②④ B．④⑤ C.①③⑤ D．②③⑤
答案 D。
1 2
4.白化病是人类的一种隐性遗传病，控制基因为a，分析下图,求：
（1）Ⅰ1，Ⅰ2，Ⅱ2 的基因型。
Aa Aa AA 或 Aa
（2）该夫妇再生1个孩子患白化病的概率有多大？
答案：1/4
（3）Ⅱ2是杂合子的概率是？
答案：2/3
5.下图表示一家族中多指症发病情况的图解（用B表示显性基因，b表示隐性基因），问：
（1）Ⅱ1 的基因型是_______；Ⅰ1的基因型是_____ 。
（2）Ⅱ2的基因型是__________，它是纯合子的概率是 _______。
（3）Ⅱ2与一正常人婚配生一多指孩子的概率是______，生一多指女孩的概率是______。
bb Bb BB或Bb 1/3 2/3 1/3
●课堂板书
板书
一、性状分离比的模拟实验
二、孟德尔成功的原因
1、选材准确——自花传粉中闭花传粉的自然纯种豌豆；
2、研究方法恰当——从一对到多对相对性状进行研究
3、利用统计学进行分析；
4、科学地设计了实验的程序，设计测交实验进行验证
三、基因分离定律在实践中的应用
1、指导育种方面
（1）培育显性性状
（2）培育隐性性状
2、医学实践方面——遗传病预防
（1）隐性遗传病——禁止近亲结婚
（2）显性遗传病——尽量控制患者生育
●教学感悟（反思）
现代教学论指出，学习动力产生的根本原因是问题。没有问题就难以诱发和激起求知欲或感觉不到问题的存在，学生也就不会去深入思考，那么，学习也就是表层和形式的。所以问题是学习的动力、起点和贯串学习过程的主线，是科学研究的出发点，是生长新思想、新方法、新知识的种子。教学中，常用的创设问题情境是：教师根据教材选取背景材料设计一个问题或一串问题。本节课开始，利用学生完成性状分离比模拟实验，引人入胜。不仅激发了学生的学习热情、复习了相关知识，而且渗透了生物教学来源于实践又服务于实践的观点，使学生能用所学知识分析现实生活中的相关生物学现象，体会成功。
通过创设问题情境，使学生心理上形成一种悬而未决的求知状态，是课堂教学成功与否的关键一环。如果备课时没有经过精心推敲或深思熟虑，草率地提出一些思维含量很低地问题，或是没有经过情境创设，生硬地拉出一些问题来讨论，学生没有兴趣，导致探究活动失败。因此每一节课的情境创设都要精心准备，引导学习活动的问题一定要具体明确，有思考的价值。
本节中除包含丰富的知识外，对学生能力的培养也有很大的帮助，分析问题能力的提高，推理能力的加强，创新精神的树立，运用知识解决问题能力的养成，都是在教学中应关注的。本节课课件上涉及了几道遗传系谱图的题，有小部分学生可能现在不能听懂，有一部分听懂了，以后联系伴性遗传，题目会更复杂些，要不要给接受能力非常快的学生拔高，怎么拔高都是教师要反思的问题。
（本案例由扬州市树人学校王源老师提供）
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