高一生物教案：《基因的分離規(guī)律》教學(xué)設(shè)計(jì)(4)

　　第三課時(shí)

　　1．首先，由教師組織學(xué)生匯報(bào)上一節(jié)課布置的調(diào)查活動(dòng)的結(jié)果，學(xué)生的匯報(bào)活動(dòng)可以分成兩個(gè)部分。第一部分：由單個(gè)學(xué)生匯報(bào)自己家庭成員的表現(xiàn)型情況和對基因型的分析情況。第二部分由分組進(jìn)行調(diào)查的學(xué)生匯報(bào)本組的調(diào)查結(jié)果(這一步如果在前一課沒有布置也可不做)。在匯報(bào)開始之前，教師要明確要求，讓學(xué)生說出：“你所調(diào)查的相對性狀中顯性性狀是什么？隱性性狀是什么？你是如何進(jìn)行遺傳學(xué)分析的？結(jié)果或結(jié)論是什么？”在匯報(bào)過程中，教師一定要引導(dǎo)學(xué)生說出分析過程中的因果關(guān)系，使第一步為第二步以及后面的教學(xué)做好鋪墊，并選典型家庭情況寫在副板書的位置上。如：父母分別一個(gè)是顯性性狀、一個(gè)是隱性性狀，子女是隱性性狀；父母都是顯性性狀，子女是隱性性狀。在學(xué)生單個(gè)匯報(bào)的過程中，肯定會發(fā)現(xiàn)根據(jù)家庭成員的性狀不能確定某一成員基因型的家庭。如：父母分別一個(gè)是顯性性狀，一個(gè)是隱性性狀，子女是顯性性狀。這時(shí)便不能確定具有顯性性狀的父(或母)的基因型。對于這種情況，教師要進(jìn)一步追問一下“為什么不能確定基因型？”最好能引導(dǎo)學(xué)生說出：“因?yàn)闆Q定顯性性狀的基因型有兩種可能，而現(xiàn)在子女沒有隱性性狀，所以不能確定父(或母)是否是雜合體。”

　　2．由師生共同總結(jié)如何解遺傳題。這一階段要完成的任務(wù)有兩項(xiàng)：第一項(xiàng)，要讓學(xué)生掌握分析遺傳現(xiàn)象的關(guān)鍵點(diǎn)──對遺傳現(xiàn)象的分析要從隱性性狀入手。第二項(xiàng)，要讓學(xué)生掌握分析遺傳現(xiàn)象的基本點(diǎn)，同時(shí)還要為分析配子、合子的類型做好鋪墊。

　　(1)教師可以根據(jù)在前面的匯報(bào)中出現(xiàn)的一些家庭的成員不能確定基因型的情況給學(xué)生提出“若要在一個(gè)家系中確定某一個(gè)體的基因型必須具備什么條件？”的問題，使學(xué)生經(jīng)過思考能夠得出：“對遺傳現(xiàn)象的分析必須具備的條件是：在有親緣關(guān)系的個(gè)體中出現(xiàn)了隱性性狀”這樣的結(jié)論。家族中沒有隱性性狀就不能確定其他具有顯性性狀個(gè)體的基因型。這是因?yàn)椋?br />
　�、�“性狀是由基因決定的，基因是由配子送來的。我們在生活中或習(xí)題中見到的大多是性狀，而性狀又是由見不到的基因決定的。”

　　②“隱性基因的純合體才能表現(xiàn)隱性性狀，隱性基因是由配子送來的。抓住隱性性狀，根據(jù)其基因的來源，就可以結(jié)合親本性狀去分析親本基因型。”

　　(2)分析遺傳現(xiàn)象的基本方法是：

　�、俜赐品ǎ喝鐝淖哟�的隱性性狀結(jié)合親代的性狀分析親代的基因型。

　�、谡�推法：從親代的基因型分析配子基因型的種類，進(jìn)而分析合子的基因型種類以及后代的基因型可能性。

　　在此基礎(chǔ)上，教師就可以帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)對遺傳現(xiàn)象進(jìn)行分析時(shí)要把握的基本點(diǎn)了。

　　在分析遺傳現(xiàn)象時(shí)首先要把握的第一點(diǎn)是：成體中含有控制同一性狀的一對基因，或控制相對性狀的等位基因。

　　第二點(diǎn)是：由于合子中含有成對的基因，配子中就只含有控制某一性狀的單個(gè)基因。而且不同基因型的兩性配子結(jié)合機(jī)會均等。在此過程中，教師可以把分析合子基因型的棋盤格法介紹給學(xué)生。

　　第三點(diǎn)：由合子發(fā)育而成的純合體的配子只有一種，雜合體的配子有兩種。兩種基因型的兩性配子結(jié)合，其后代的基因型將有三種，比例為1:2:1；表現(xiàn)型有兩種，比例為3:1。

　　通過討論、總結(jié)這三點(diǎn)達(dá)到使學(xué)生加深對基因分離規(guī)律的認(rèn)識和理解。

　　3．至此，教師就可以對配子的性質(zhì)和作用做一總結(jié)了：“從上面的分析和總結(jié)可以看出：配子在有性生殖過程中的作用非常重要。它首先是有性生殖方式的生殖細(xì)胞，同時(shí)既是親體的產(chǎn)物，又是子體的根源；它把基因從親代傳給子體，是遺傳物質(zhì)傳遞的媒體，兩代之間的橋梁。由于帶有不同基因的兩性配子隨機(jī)結(jié)合，使得在合子中出現(xiàn)了新的基因組合(雜合體)，從而在雜合體的后代中出現(xiàn)了性狀分離。”

　　在解遺傳題的過程中，與雜合體的后代中出現(xiàn)性狀分離有關(guān)的問題有兩類：一類是一次繁殖過程中所有合子的總體表現(xiàn)型比例(如豌豆的雜種后代出現(xiàn)性狀分離)；另一類是一次繁殖過程中單個(gè)合子的表現(xiàn)型可能性。實(shí)際上后者是從前者計(jì)算出來的。后者多見于人類或動(dòng)物中的遺傳現(xiàn)象分析。

　　4．通過對白化病的遺傳實(shí)例討論，讓學(xué)生練習(xí)分析配子類型和合子類型，從而達(dá)到鞏固教學(xué)的目的。“一對膚色正常的夫婦生了一個(gè)患白化病的孩子。很顯然，白化病對膚色正常是什么性狀？”“從這個(gè)患白化病的孩子可以推斷這對夫婦的基因型是什么？”當(dāng)“這對夫婦的基因型都是雜合體”的結(jié)論得出來以后，“他們再生一個(gè)孩子患白化病的可能性是多少？”的問題就不難回答了。這里第一問是先確定隱性性狀──從隱性性狀入手確定隱性純合體。第二問是從患兒的基因型(隱性純合體)分析其親代的配子基因，同時(shí)結(jié)合親代的性狀分析親代的基因型，并得出結(jié)論──這對夫婦的基因型都是雜合體。第三問則是要從親代的基因型分析后代基因型的可能性，得出的答案只能是個(gè)比例數(shù)。這時(shí)教師心中要明確：做練習(xí)不是目的，要通過做練習(xí)使學(xué)生明確：“為什么要這樣做”才能真正達(dá)到鞏固教學(xué)的目的。

　　通過上面的討論使學(xué)生對常染色體上隱性單基因遺傳病的患病可能性有了明確的認(rèn)識。這時(shí)教師再問：“在社會人群當(dāng)中，具有什么樣關(guān)系的人會帶有相同的基因呢？”這個(gè)問題學(xué)生經(jīng)過思考是可以回答出來的。如果學(xué)生不能作出回答，教師可以通過列舉一個(gè)白化病基因攜帶者家族三代以內(nèi)旁系血親通婚的例子，帶領(lǐng)學(xué)生討論：“如果正常的雙親中有一人是白化病基因攜帶者，子女有多大可能性仍然是白化病基因攜帶者？”答案當(dāng)然是二分之一。“那么，如果是白化病基因攜帶者(表兄妹)之間通婚，其子女患白化病的可能性是多少呢？”“四分之一”這個(gè)答案是不難得出的。當(dāng)“具有親戚關(guān)系的人”這個(gè)答案一經(jīng)得出，教師馬上接著問：“法律為什么禁止近親結(jié)婚？”這個(gè)問題就成為不言自明的了。

　　最后，教師可以用“如果某種遺傳病是由顯性基因控制的，那么它在患者后代中的發(fā)病率又將如何呢？”“后代的患病率在百分之五十以上”的結(jié)論學(xué)生是可以得出來的。

　　本課題教學(xué)中應(yīng)注意的問題：

　　1．本課題采取了把知識還原到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的歷史過程中去的教學(xué)思路，意在給學(xué)生提供一個(gè)關(guān)于科學(xué)知識的、新的切入點(diǎn)，加強(qiáng)對學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。在教學(xué)過程中，教師要特別注意，不要在講授科學(xué)發(fā)展史的過程中顧此失彼，忽略科學(xué)知識的教學(xué)──忽略了遺傳學(xué)的基本原理和概念的教學(xué)。為要避免出現(xiàn)這一問題，在三個(gè)課時(shí)的內(nèi)容當(dāng)中都有意識地安排了方法和概念的重復(fù)：在前一課時(shí)的內(nèi)容中介紹了方法和概念，在后一課時(shí)中就安排了學(xué)生復(fù)習(xí)方法和運(yùn)用概念的活動(dòng)，以幫助學(xué)生熟悉方法和掌握概念。因此，教師在教學(xué)過程中要特別注意：在復(fù)習(xí)方法、鞏固概念時(shí)要盡量讓學(xué)生來說、來表達(dá)。不要由教師急著把方法、概念講一遍又講一遍。

　　2．這樣安排教學(xué)過程是要通過介紹孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)，一方面要對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法、科學(xué)價(jià)值觀的教育，另一方面要使學(xué)生獲得關(guān)于遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)的比較完整的整體概念，還要使學(xué)生在了解事情的來龍去脈的過程中掌握有關(guān)知識和原理。這是教師在教學(xué)過程中要始終注意把握的。

　　3．在學(xué)生掌握了基因的分離規(guī)律之后，教師要通過安排的活動(dòng)及時(shí)把學(xué)生的目光引向?qū)嶋H生活中去，盡量不要讓課本知識與實(shí)際生活脫節(jié)。要讓學(xué)生切實(shí)感到所學(xué)的知識有用、所學(xué)的知識能用。

　　4．在學(xué)生匯報(bào)自己家庭成員的表現(xiàn)型和基因型的情況時(shí)，由于教師事前并不知道學(xué)生要匯報(bào)的內(nèi)容，可能會有個(gè)別粗心的學(xué)生報(bào)告他自己的雙親為隱性性狀，而自己是顯性性狀。教師在此時(shí)一定要注意，不要讓學(xué)生把注意力集中在這上面。而要輕描淡寫地告訴學(xué)生：“有可能你的父母并沒有認(rèn)真考慮就回答了你關(guān)于性狀的調(diào)查，這樣的調(diào)查有可能不準(zhǔn)確，你可以回家再仔細(xì)調(diào)查一下。”接著馬上轉(zhuǎn)入下一個(gè)學(xué)生的匯報(bào)。即使真有學(xué)生經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)自己可能是領(lǐng)養(yǎng)的，教師也要在課下有針對性的做好工作。

　　小資料

　　一、19世紀(jì)前人類對遺傳現(xiàn)象的一些看法

　　直到19世紀(jì)以前人們對子代與親代之間相似現(xiàn)象的原因還存在著許多錯(cuò)誤的認(rèn)識。如：古希臘的希波克拉底認(rèn)為親代雙方通過血液貢獻(xiàn)出他們的胚芽，然后通過有性繁殖傳給后代。亞里士多德則認(rèn)為，雄性為胚胎提供了“藍(lán)圖”，母體為胚胎提供了物質(zhì)。柏拉圖認(rèn)為，有關(guān)孩子生下來更像父親還是更像母親，取決于受孕時(shí)父親的感情更濃烈些，還是母親的感情更濃烈些。

　　二、關(guān)于孟德爾的家庭背景、知識背景和時(shí)代背景

　　孟德爾出身于一個(gè)農(nóng)民家庭。他經(jīng)過艱苦的求學(xué)過程后，在布爾諾城修道院當(dāng)了一名修士。后來經(jīng)修道院院長的推薦，他進(jìn)入維也納大學(xué)受教于當(dāng)時(shí)著名的物理學(xué)家多普勒、數(shù)學(xué)家艾丁豪遜和植物學(xué)家翁格爾等人。為他日后的科學(xué)研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)�；氐讲紶栔Z以后，他一方面在國立高級中學(xué)教授自然科學(xué)課程，一方面在修道院的植物園中進(jìn)行了許多雜交實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過對許多種植物的反復(fù)比較，孟德爾發(fā)現(xiàn)，豌豆正是他想尋找的理想實(shí)驗(yàn)材料。他從商人那里買回34種豌豆品種，經(jīng)過幾代自花授粉，篩選出22個(gè)性狀穩(wěn)定的純系，并注意到豌豆的7對明顯的相對性狀。

　　在十九世紀(jì)，人們開始利用植物雜交實(shí)驗(yàn)研究遺傳現(xiàn)象。例如：德國的植物學(xué)家科爾羅伊德曾進(jìn)行了500個(gè)以上的雜交實(shí)驗(yàn)，并發(fā)現(xiàn)了雜交種第一代性質(zhì)比較均一，第二代、第三代性狀開始分離�？茽柫_伊德的朋友格納特則用700多種植物進(jìn)行了10 000多項(xiàng)雜交實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)生了250多個(gè)雜交種，他甚至也統(tǒng)計(jì)出了玉米雜種第二代按3：1的比例分離。法國植物學(xué)家諾丁也注意到了這種現(xiàn)象。但是他們或是不解其意，或是被大量紛繁復(fù)雜的遺傳現(xiàn)象所迷惑，都未能發(fā)現(xiàn)遺傳的規(guī)律。格納特本人就說過，產(chǎn)生雜種的方法是沒有法則的，如果有，那也是非常復(fù)雜的。

　　進(jìn)化論的奠基人達(dá)爾文也曾想建立一個(gè)把遺傳、變異、進(jìn)化都包括在內(nèi)的理論。他提出，親代的遺傳“胚芽”或單位，在生殖器官中被武裝起來，進(jìn)入到精子和卵細(xì)胞中，受精時(shí)，從雙親帶來的遺傳胚芽互相結(jié)合起來，從而使新個(gè)體與父母雙方都相似。達(dá)爾文還提出，遺傳胚芽有的優(yōu)先遺傳，有的潛伏下來，相當(dāng)于現(xiàn)在所說的顯性遺傳與隱性遺傳。達(dá)爾文的這一“暫時(shí)泛生論假說”很不完善，遠(yuǎn)不如他的進(jìn)化論那樣受到人們的重視，但有一點(diǎn)值得注意，他提出了遺傳是通過某種小顆粒來完成的。

　　1865年2月28日，孟德爾所在城市的自然科學(xué)研究會召開例會，身穿黑色修士長袍的孟德爾走上講壇，報(bào)告了他發(fā)現(xiàn)的遺傳規(guī)津。雖然與會的四十多位科學(xué)工作者對他所做的長達(dá)八年的實(shí)驗(yàn)研究和他所統(tǒng)計(jì)的多達(dá)兩萬一千多件樣本的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示欽佩，但對孟德爾的報(bào)告中那些繁雜而枯燥的數(shù)字沒有理解。所以，孟德爾只贏得了有禮貌的掌聲，既沒有人大聲喝彩，也沒有人反對�？磥�，他的理論超出了當(dāng)時(shí)人們能夠接受的水平。

　　三、孟德爾定律的再發(fā)現(xiàn)

　　1900年，在歐洲三個(gè)不同國家的科學(xué)家：荷蘭植物學(xué)家德·弗里斯、德國植物學(xué)家科倫斯、奧地利植物學(xué)家切爾馬克，在總結(jié)了他們各自的實(shí)驗(yàn)后，幾乎是同時(shí)發(fā)現(xiàn)了植物遺傳的規(guī)律。而當(dāng)他們準(zhǔn)備發(fā)表論文，去查閱文獻(xiàn)時(shí)，又不約而同地發(fā)現(xiàn)，早在35年前孟德爾就發(fā)現(xiàn)這樣的規(guī)律了。他們?nèi)齻�(gè)人在發(fā)表論文時(shí)，都提到了孟德爾的文章，稱自己的工作是證實(shí)了孟德爾的定律。這就是生物學(xué)史上的有名的“孟德爾定律的再發(fā)現(xiàn)”。

　　四、孟德爾成功的原因

　　(1)成功于對前人工作的分析。孟德爾認(rèn)為前人的雜交實(shí)驗(yàn)有三個(gè)缺點(diǎn)：①對雜種子代中不同類型的植株沒有分別進(jìn)行計(jì)數(shù)；②對雜種后代沒有明確地按各代分別統(tǒng)計(jì)；③也沒有明確肯定每一代中不同類型植株數(shù)之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，孟德爾進(jìn)行了他的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和分析。從而提出了對遺傳規(guī)律的假設(shè)，把對遺傳現(xiàn)象的單純描述推進(jìn)到正確的分析。

　　(2)孟德爾成功于他與其他實(shí)驗(yàn)者不同的思想方法：孟德爾主張“從最簡單的事物中去認(rèn)識真理”。他在最初進(jìn)行雜交時(shí)，所選用的兩個(gè)親本都只有一對相對性狀�；蛘吒�確切些說，

　　不論其它性狀的差異怎樣，他都只把注意力集中在一個(gè)清楚的性狀差異，或者說一對相對性狀上，去進(jìn)行觀察和分析。

　　(3)孟德爾成功于他的一整套實(shí)驗(yàn)方法：孟德爾對花粉混雜問題特別注意。他指出，如果忽略了這個(gè)問題，有外來花粉混雜，而實(shí)驗(yàn)者卻不知道，那就會得出錯(cuò)誤的結(jié)論。不僅如此，他還對雜交親本做了明確的區(qū)分和界定，建立了一整套雜交實(shí)驗(yàn)的方法，如：自交、測交。

　　孟德爾在他的《植物雜交實(shí)驗(yàn)》中談到兩個(gè)極端的例子：在雜交實(shí)驗(yàn)的F2代253棵植株中有一棵植株上收獲的種子是43個(gè)圓粒對2個(gè)皺粒、在另一棵植株上收獲的種子是14個(gè)圓粒對15個(gè)皺粒。因此，他指出選定的實(shí)驗(yàn)材料要容易大量獲得，以便收集足夠多的樣本進(jìn)行分析。

　　五、果蠅是遺傳學(xué)研究較理想的實(shí)驗(yàn)材料

　　果蠅具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：一個(gè)是它的體型小，飼養(yǎng)容易。另一個(gè)是它繁殖快、生命周期短(果蠅從孵化到孵化出生命的周期只有兩至三周。果蠅的胚胎發(fā)生只需l天；幼蟲在第4天化蛹，5天后羽化為成蟲，成年果蠅存活約9天)。這樣人們在較短的時(shí)間里就可以觀察到它許多代的遺傳情況。第三個(gè)特點(diǎn)是它的生活力強(qiáng)，每只雌蠅能產(chǎn)生幾百個(gè)后代。第四個(gè)特點(diǎn)是果蠅只有四對染色體，這樣少的染色體為觀察提供了便利條件。

　　六、人類常見的單基因遺傳性狀

　　雙眼皮對單眼皮為顯性；游離耳垂對附著耳垂為顯性；舌兩側(cè)能上卷對不能上卷為顯性；虹膜的顏色褐色對黑色為顯性；前額發(fā)際有美人尖對無美人尖為顯性；能后彎拇指對不能后彎拇指為顯性。除此之外，還有直發(fā)對卷發(fā)為顯性；慣用右手對慣用左手為顯性；干耳垢對濕耳垢為顯性。這當(dāng)中直發(fā)對卷發(fā)宜做家庭或班級調(diào)查；干耳垢對濕耳垢有涉及隱私之嫌在學(xué)生中恐不宜調(diào)查；慣用右手對慣用左手除受遺傳控制外，還與后天的訓(xùn)練有關(guān)，也難于調(diào)查確定。