第一章 遗传因子的发现
第1节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）[1]
【教学目标】
（一） 知识与技能:
1. 阐明孟德尔的一对相对性状的杂交实验及分离定律。
2.通过实验性模拟小游戏，提高学生分析处理数据的能力。
3.运用分离定律解释一些遗传现象。 4. 通过本堂课的学习，能够利用多种媒体搜集生物学的信息，学会鉴别、选择、运用和分享信息。
（二）过程与方法：
1.通过孟德尔发现遗传规律的过程简介，使学生明确孟德尔的成功离不开坚实的知识基础、持之以恒的实验探究以及科学创新的实验方法。
2．结合分离定律的发现过程，引领学生分析孟德尔豌豆杂交实验的科学方法。
（三）情感态度和价值观：
（1）体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维。
（2）通过疑问探究式，培养学生的探究精神以及积极思考问题的科学态度。
【重点难点】
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教育。
（3）运用分离定律解释一些遗传现象。
难点：（1）对分离现象的解释。
（2）假说—演绎法。
【教具准备】1.教学课件。
【课时安排】 2课时
第一课时
【新知导学】
一、豌豆作为遗传材料的优点及方法
1. 优点：
（1）________传粉和________受粉。在自然条件下一般是___________。
（2）具有易于区分的____________，且能_________地遗传给后代。
2.方法：人工异花传粉的一般步骤是：___________→套袋→_________→套袋。
二、一对相对性状的杂交实验
1.过程： 亲本（P） 高茎 × 矮茎
↓
子一代（F1） 高茎
↓
子二代（F2） 高茎 ______
比例 ___ : _____
2. 特点：
（1） F1全部表现为_______________。
（2） F2出现________________现象，分离比为_____________。
三、对分离现象的解释
1.孟德尔对分离现象提出的假说
（1）生物的性状是由__________________决定的。
（2）体细胞中遗传因子是____________存在的。
（3）配子中遗传因子是____________存在的。
（4）受精时，雌雄配子的结合是____________的。
2.性状分离比的模拟实验
（1）模拟内容：用甲、乙两个小桶分别代表_____________________，甲、乙内的彩球分别代表_______________，用不同彩球随机组合模拟___________________________。
（2）分析结果得出结论：彩球组合类型数量比DD:Dd:dd≈________，彩球代表的显隐性的数值比为______________。
【教学过程】
情景导入：八年耕耘源于对科学的痴迷，一畦畦豌豆蕴藏遗传的秘密。实验设计开辟了研究的新路，数学统计揭示出一串的规律。
同学们，谁知道这首小诗写的是我们生物学史上的哪一位科学家？
师：对。这首诗里所说的遗传规律大家也应该都知道了。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辛曲折，又那么精彩绝伦！刚才大家都猜出来是孟德尔，140多年前，孟德尔通过植物杂交实验揭示出了遗传的两个规律，奠定了遗传学的理论基础。今天我们就循着科学家的足迹，去探索遗传的奥秘。
师：课件展示《孟德尔生平简介》
一、 课前三分钟：
检查【新知导学】
二、师生互动
探究点（一）：为什么用豌豆做遗传实验容易取得成功（重点）
1. 豌豆是一种严格的自花传粉植物，而且是闭花受粉，受粉时无外来花粉的干扰，所以豌豆在自然状态下一般都是纯种。
（1）两性花和单性花：一朵花中只有雌蕊或只有雄蕊，这样的花称为单性花。同一朵花中既有雌蕊又有雄蕊，这样的花称为两性花。如豌豆花（课件展示豌豆花的结构）
（2）自花传粉和异花传粉：两性花的花粉，落到同一朵花的雌蕊柱头上的过程叫做自花传粉。如豌豆；两朵花之间的传粉过程，叫做异花传粉。如黄瓜。
（3）闭花传粉：花在未开放前，因雌蕊和雄蕊都紧紧被花瓣包裹着，雄蕊花药中的花粉传到雌蕊的柱头上，传粉后花瓣才展开。
2. 豌豆植株具有易于区分的性状。
性状：生物体的形态结构特征、生理特性和行为方式等。
相对性状：一种生物的同一种性状的不同表现类型。
师：展示豌豆的七对相对性状。人体存在哪些相对性状？
生：单眼皮和双眼皮、蓝眼和褐眼
3. 豌豆成熟后籽粒都留在豆荚中，便于观察和计数，而且其产生的籽粒也较多，用数学统计来分析结果更为可靠。
4. 豌豆是一年生植物，生长周期短，易于栽培，几个月就可以得出实验结果。
5. 豌豆的花较大，易于做人工杂交实验。
师：自然状态下的豌豆是严格的自花传粉，而且是闭花授粉。也就是说在花还没有开放之前，就已经进行了授粉过程。要进行豌豆的杂交试验，如何进行异花传粉？
生：人工进行异花传粉
师：杂交实验的一般步骤：
（1） 选择亲本：父本——供应花粉的植株（♂）；母本——接受花粉的植株（♀）。
（2） 去雄：在花粉未成熟前，去掉母本花的雄蕊，并套袋以防雌蕊受粉。
（3） 受粉：取下母本花上的套袋，将父本花的成熟花粉撒在母本花的雌蕊的柱头上。
（4） 套袋：将纸袋再套上，以防外来花粉混杂，保证杂交结果的可靠性和结论的准确性。
（5） 挂牌、标记：注明杂交亲本的类型（基因型、表现型），受粉日期等。
典例1：下面为豌豆的一对相对性状遗传实验过程图解，请仔细阅读图后回答下列问题：
 |
（1）该实验的亲本中，父本是__________植株，母本是___________植株。
（2）操作①叫做________________，操作②叫做______________；为了确保杂交实验成功，①的操作过程中应注意，时间上_____________，操作过程中__________________，操作后___________________。
答案：（1）矮茎 高茎 （2）去雄 受粉 要在花粉未成熟之前进行 要干净、全部、彻底 要外套袋子
【达标训练1】1-1：下列各组生物性状中属于相对性状的是()
A.番茄的红果和圆果B.水稻的早熟和晚熟C.绵羊的长毛和细毛D.棉花的短绒和粗绒
问题：不同品种的豌豆之间同时具有多对相对性状，如何进行杂交试验，才能便于研究和分析呢？
师：孟德尔为了便于分析试验结果，他首先只是对每一对性状分别进行研究。分析它在后代中的表现，进而揭示了一条重要的遗传规律----分离定律。
探究点（二）：一对相对性状的杂交实验（重、难点）——（杂交实验，发现问题）
师：边板图边叙述一对相对性状的遗传实验。
P 纯种高茎豌豆×纯种矮茎豌豆
（♀或♂）↓（♂或♀）
F1 高茎豌豆
↓自交
F2 高茎豌豆 矮茎豌豆
787 277
3 ： 1
师：什么是正交、反交？正、反交是为了避免其他因素的干扰。杂交后的第一代简称子一代，用F1表示，是指母本所结的豌豆，种植下去长出的叫F1植株，全是高茎豌豆。矮茎性状哪里去啦？没有遗传下来吗？
师：孟德尔让F1代豌豆自交（在植物体就是自花传粉或同株异花传粉），结果怎样？
师：F2代两种性状都表现出来了。这说明矮茎在子一代并没有消失，只是没有表达出来。孟德尔把杂种子一代中显现出来的性状，叫做显性性状，如高茎；把未显现出来的性状，叫隐性性状，如矮茎。这种在子二代中同时显现显性性状和隐性性状的现象，在遗传学上叫做性状分离。孟德尔还发现，在F2中，705株开紫花，224株开白花，两者的比例大致为3：1。
问题：豌豆的F1自交后，是否对豌豆的花进行套袋处理？
（不需要。因为豌豆是自花传粉闭花受粉植物，在开花前已经完成了受粉）
师：课件展示一对相对性状的杂交实验
师：高茎和矮茎亲本杂交的实验现象并不是偶然的，孟德尔花了更多的时间和精力致力于豌豆的其他相对性状的研究，都得出了一致的结果。
师：课件展示孟德尔做的其它六对相对性状的杂交实验结果
探究点（三）：对分离现象的解释（重点）——（分析问题，提出假说）
1、生物的性状是由遗传因子决定的。
师：显性遗传因子（大写字母）→显性性状；隐性遗传因子（小写字母）→隐性性状
现代遗传学中把遗传因子叫做基因，控制显性性状的基因叫显性基因，控制隐性性状的基因叫隐性基因
2、体细胞中遗传因子是成对存在的。
师：纯合子——遗传因子组成相同的个体。如：纯种高茎豌豆DD，纯种矮茎豌豆dd
杂合子——遗传因子组成不同的个体。如：杂合高茎豌豆Dd
纯合子自交后代仍为纯合子，即纯合子能稳定遗传；杂合子自交，后代发生性状分离，后代中既有纯合子，也有杂合子，即杂合子不能稳定遗传。
3、生物体在形成生殖细胞－配子时，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。
师：纯合子只产生一种配子。如：纯合高茎豌豆DD只产生一种含D基因的配子，矮茎豌豆dd只产生一种含基因d的配子。杂合子产生数量相等的不同配子，如杂合高茎豌豆Dd产生两种配子，即含D基因和含d基因，且D：d＝1︰1
4、受精时，雌雄配子的结合是随机的。
探究点（四）：性状分离比模拟实验
师：性状分离比模拟实验是对孟德尔假说的间接的具体的体验。孟德尔遗传实验需要满足以下条件：（1）子一代个体形成的配子数目相等且生活力相同；（2）雌、雄配子结合的机会相等；（3）子二代不同基因型的个体存活率相等；（4）遗传因子间的显隐关系完全相等；（5）观察的子代样本数目足够多。模拟实验的条件与实际的实验条件越接近，其结果越能准确地体现实际实验的结果。所以性状分离比模拟实验亦应满足上述条件。
1. 实验目的：通过模拟实验，认识和理解遗传因子的分离和随机组合与生物性状之间的数量关系，以及理论值与实际值之间的差别，体验孟德尔的假说。
2. 实验原理：（1）进行有性生殖的生物，在形成配子时，成对的遗传因子会发生分离，杂合子会产生两种配子，比例为1︰1。
（2）受精时，雌雄配子随机结合为合子。
（3） 杂合子自交后代发育成的个体会发生性状分离，理论上其比例为显性︰隐性＝3︰1，实际上统计数越多越接近此比例。
3. 方法步骤：
取两小桶编号→分装小球→混合小球→随机取球→重复实验→统计结果→分析结果
4. 实验成功的关键：（1）模拟实验的重复次数越多，实验越准确。（2）每次抓球之前，必须摇动小桶内的小球，使两色彩球充分混合，每次抓出的小球记录完毕后必须放回小桶中，不能将两小桶中的小球相混。
典例2：下列几组杂交中，哪组属于纯合子之间的杂交
Ａ.ＤＤ×Ｄｄ Ｂ.ＤＤ×ｄｄ Ｃ.Ｄｄ×Ｄｄ Ｄ.Ｄｄ×ｄｄ
【达标训练2】2-1：基因型为ＡＡ的个体与基因型为aa的个体杂交产生的Ｆ１进行自交，那么Ｆ２中的纯合子占Ｆ２中个体数的
Ａ.２５％ Ｂ.５０％ Ｃ.７５％ Ｄ.１００％
【评价反馈】
1．属于相对性状的是 （ ）
A．人的卷头发和直头发 B．玉米的黄粒和圆粒
C．鼠的白毛和狗的黑毛 D．兔的细毛和长毛
2．下列个体中属于纯合体的是 （ ）
A．aaBB B．AABb C．aaBb D．AaBb
3.在育种工作中，将纸袋套在花上是为了 （ ）
A．防止降温 B． 防止花粉被风带走 C． 防止自花授粉 D． 防止外来花粉干扰
4.下列关于基因与相对性状关系的叙述中正确的是 （ ）
①当显性基因与隐性基因在一起时，个体表现显性基因控制的性状
②当显性基因与隐性基因在一起时，显性基因对隐性基因有转化作用
③当一对基因均为显性时，生物个体只表现出显性性状
④当一对基因均为隐性时，生物个体仍表现出显性性状
A ①② B ③④ C ①③ D ②④
5.下列叙述中，对性状分离的说法中正确的是 （ ）
A．F2中，有时出现父本性状，有时出现母本性状的现象
B．F2中，有的个体显现一个亲本的性状，有的个体显现另一个亲本的性状的现象
C．杂交后代中，只显现父本性状或只显现母本性状的现象
D．杂交后代中，两亲本的性状在各个个体中同时显现出来的现象
6．在生命科学发展史上，孟德尔在总结了前人失败原因的基础上，运用科学的研究方法，经8年观察研究，成功地总结出豌豆的性状遗传规律，从而成为遗传学的奠基人。请回答：
（1）孟德尔选用豌豆作为实验材料，首先是因为豌豆是严格的 植物，不受 的干扰，其次，豌豆花大，容易 ，更重要的是豌豆具有 。
（2）在研究性状遗传时，由简到繁，孟德尔从 相对性状的研究入手，然后再研究 相对性状，以减少干扰。
（3）在处理观察到的数据时，孟德尔成功运用了 的方法，得到了前人未注意到的子代比例关系。
（4）孟德尔根据实验中得到的材料提出了假说，合理解释了实验中的现象，并对此作出了实验验证，从而发现了 。
（5）孟德尔提出的遗传规律是 。
答案：1—5 AADCB 6（1）自花传粉且闭花授粉 外来花粉 操作 明显的相对性状
（2）一对 二对以至多对（3）统计学（数据统计） （4）遗传规律
（5）基因的分离规律和自由组合规律
【布置作业】完成本节课的课后作业（包括丛书和小结）
【板书设计】
第一章 遗传因子的发现
第1节 孟德尔的豌豆杂交实验
1、为什么用豌豆做遗传实验容易取得成功
2、一对相对性状的杂交实验
3、对分离现象的解释
4、性状分离比模拟实验