高一生物教案：《基因的分離規律》教學(xué)設計(4)

　　第三課時(shí)

　　1．首先，由教師組織學(xué)生匯報上一節課布置的調查活動(dòng)的結果，學(xué)生的匯報活動(dòng)可以分成兩個(gè)部分。第一部分：由單個(gè)學(xué)生匯報自己家庭成員的表現型情況和對基因型的分析情況。第二部分由分組進(jìn)行調查的學(xué)生匯報本組的調查結果(這一步如果在前一課沒(méi)有布置也可不做)。在匯報開(kāi)始之前，教師要明確要求，讓學(xué)生說(shuō)出：“你所調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？結果或結論是什么？”在匯報過(guò)程中，教師一定要引導學(xué)生說(shuō)出分析過(guò)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(xiě)在副板書(shū)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)匯報的過(guò)程中，肯定會(huì )發(fā)現根據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(wèn)一下“為什么不能確定基因型？”最好能引導學(xué)生說(shuō)出：“因為決定顯性性狀的基因型有兩種可能，而現在子女沒(méi)有隱性性狀，所以不能確定父(或母)是否是雜合體。”

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

　　(1)教師可以根據在前面的匯報中出現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(wèn)題，使學(xué)生經(jīng)過(guò)思考能夠得出：“對遺傳現象的分析必須具備的條件是：在有親緣關(guān)系的個(gè)體中出現了隱性性狀”這樣的結論。家族中沒(méi)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。這是因為：

　�、�“性狀是由基因決定的，基因是由配子送來(lái)的。我們在生活中或習題中見(jiàn)到的大多是性狀，而性狀又是由見(jiàn)不到的基因決定的。”

　�、�“隱性基因的純合體才能表現隱性性狀，隱性基因是由配子送來(lái)的。抓住隱性性狀，根據其基因的來(lái)源，就可以結合親本性狀去分析親本基因型。”

　　(2)分析遺傳現象的基本方法是：

　�、俜赐品ǎ喝鐝淖哟�的隱性性狀結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(lèi)，進(jìn)而分析合子的基因型種類(lèi)以及后代的基因型可能性。

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

　　在分析遺傳現象時(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合機會(huì )均等。在此過(guò)程中，教師可以把分析合子基因型的棋盤(pán)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合，其后代的基因型將有三種，比例為1:2:1；表現型有兩種，比例為3:1。

　　通過(guò)討論、總結這三點(diǎn)達到使學(xué)生加深對基因分離規律的認識和理解。

　　3．至此，教師就可以對配子的性質(zhì)和作用做一總結了：“從上面的分析和總結可以看出：配子在有性生殖過(guò)程中的作用非常重要。它首先是有性生殖方式的生殖細胞，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結合，使得在合子中出現了新的基因組合(雜合體)，從而在雜合體的后代中出現了性狀分離。”

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

　　4．通過(guò)對白化病的遺傳實(shí)例討論，讓學(xué)生練習分析配子類(lèi)型和合子類(lèi)型，從而達到鞏固教學(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“這對夫婦的基因型都是雜合體”的結論得出來(lái)以后，“他們再生一個(gè)孩子患白化病的可能性是多少？”的問(wèn)題就不難回答了。這里第一問(wèn)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(wèn)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)結合親代的性狀分析親代的基因型，并得出結論──這對夫婦的基因型都是雜合體。第三問(wèn)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。這時(shí)教師心中要明確：做練習不是目的，要通過(guò)做練習使學(xué)生明確：“為什么要這樣做”才能真正達到鞏固教學(xué)的目的。

　　通過(guò)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識。這時(shí)教師再問(wèn)：“在社會(huì )人群當中，具有什么樣關(guān)系的人會(huì )帶有相同的基因呢？”這個(gè)問(wèn)題學(xué)生經(jīng)過(guò)思考是可以回答出來(lái)的。如果學(xué)生不能作出回答，教師可以通過(guò)列舉一個(gè)白化病基因攜帶者家族三代以?xún)扰韵笛�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“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(zhù)問(wèn)：“法律為什么禁止近親結婚？”這個(gè)問(wèn)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”的結論學(xué)生是可以得出來(lái)的。

　　本課題教學(xué)中應注意的問(wèn)題：

　　1．本課題采取了把知識還原到科學(xué)發(fā)現的歷史過(guò)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)，加強對學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)的培養。在教學(xué)過(guò)程中，教師要特別注意，不要在講授科學(xué)發(fā)展史的過(guò)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)。為要避免出現這一問(wèn)題，在三個(gè)課時(shí)的內容當中都有意識地安排了方法和概念的重復：在前一課時(shí)的內容中介紹了方法和概念，在后一課時(shí)中就安排了學(xué)生復習方法和運用概念的活動(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(guò)程中要特別注意：在復習方法、鞏固概念時(shí)要盡量讓學(xué)生來(lái)說(shuō)、來(lái)表達。不要由教師急著(zhù)把方法、概念講一遍又講一遍。

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

　　3．在學(xué)生掌握了基因的分離規律之后，教師要通過(guò)安排的活動(dòng)及時(shí)把學(xué)生的目光引向實(shí)際生活中去，盡量不要讓課本知識與實(shí)際生活脫節。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)生匯報自己家庭成員的表現型和基因型的情況時(shí)，由于教師事前并不知道學(xué)生要匯報的內容，可能會(huì )有個(gè)別粗心的學(xué)生報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(xiě)地告訴學(xué)生：“有可能你的父母并沒(méi)有認真考慮就回答了你關(guān)于性狀的調查，這樣的調查有可能不準確，你可以回家再仔細調查一下。”接著(zhù)馬上轉入下一個(gè)學(xué)生的匯報。即使真有學(xué)生經(jīng)過(guò)調查發(fā)現自己可能是領(lǐng)養的，教師也要在課下有針對性的做好工作。

　　小資料

　　一、19世紀前人類(lèi)對遺傳現象的一些看法

　　直到19世紀以前人們對子代與親代之間相似現象的原因還存在著(zhù)許多錯誤的認識。如：古希臘的希波克拉底認為親代雙方通過(guò)血液貢獻出他們的胚芽，然后通過(guò)有性繁殖傳給后代。亞里士多德則認為，雄性為胚胎提供了“藍圖”，母體為胚胎提供了物質(zhì)。柏拉圖認為，有關(guān)孩子生下來(lái)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?tīng)柕募彝ケ尘�、知識背景和時(shí)代背景

　　孟德?tīng)柍錾碛谝粋�(gè)農民家庭。他經(jīng)過(guò)艱苦的求學(xué)過(guò)程后，在布爾諾城修道院當了一名修士。后來(lái)經(jīng)修道院院長(cháng)的推薦，他進(jìn)入維也納大學(xué)受教于當時(shí)著(zhù)名的物理學(xué)家多普勒、數學(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)研究打下了堅實(shí)的基礎�；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。經(jīng)過(guò)對許多種植物的反復比較，孟德?tīng)柊l(fā)現，豌豆正是他想尋找的理想實(shí)驗材料。他從商人那里買(mǎi)回34種豌豆品種，經(jīng)過(guò)幾代自花授粉，篩選出22個(gè)性狀穩定的純系，并注意到豌豆的7對明顯的相對性狀。

　　在十九世紀，人們開(kāi)始利用植物雜交實(shí)驗研究遺傳現象。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，并發(fā)現了雜交種第一代性質(zhì)比較均一，第二代、第三代性狀開(kāi)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多項雜交實(shí)驗，產(chǎn)生了250多個(gè)雜交種，他甚至也統計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象。但是他們或是不解其意，或是被大量紛繁復雜的遺傳現象所迷惑，都未能發(fā)現遺傳的規律。格納特本人就說(shuō)過(guò)，產(chǎn)生雜種的方法是沒(méi)有法則的，如果有，那也是非常復雜的。

　　進(jìn)化論的奠基人達爾文也曾想建立一個(gè)把遺傳、變異、進(jìn)化都包括在內的理論。他提出，親代的遺傳“胚芽”或單位，在生殖器官中被武裝起來(lái)，進(jìn)入到精子和卵細胞中，受精時(shí)，從雙親帶來(lái)的遺傳胚芽互相結合起來(lái)，從而使新個(gè)體與父母雙方都相似。達爾文還提出，遺傳胚芽有的優(yōu)先遺傳，有的潛伏下來(lái)，相當于現在所說(shuō)的顯性遺傳與隱性遺傳。達爾文的這一“暫時(shí)泛生論假說(shuō)”很不完善，遠不如他的進(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(guò)某種小顆粒來(lái)完成的。

　　1865年2月28日，孟德?tīng)査�在城市的自然科學(xué)研究會(huì )召開(kāi)例會(huì )，身穿黑色修士長(cháng)袍的孟德?tīng)栕呱现v壇，報告了他發(fā)現的遺傳規津。雖然與會(huì )的四十多位科學(xué)工作者對他所做的長(cháng)達八年的實(shí)驗研究和他所統計的多達兩萬(wàn)一千多件樣本的實(shí)驗結果表示欽佩，但對孟德?tīng)柕膱蟾嬷心切┓彪s而枯燥的數字沒(méi)有理解。所以，孟德?tīng)栔悔A(yíng)得了有禮貌的掌聲，既沒(méi)有人大聲喝彩，也沒(méi)有人反對�？磥�(lái)，他的理論超出了當時(shí)人們能夠接受的水平。

　　三、孟德?tīng)柖�律的再發(fā)現

　　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，在總結了他們各自的實(shí)驗后，幾乎是同時(shí)發(fā)現了植物遺傳的規律。而當他們準備發(fā)表論文，去查閱文獻時(shí)，又不約而同地發(fā)現，早在35年前孟德?tīng)柧桶l(fā)現這樣的規律了。他們三個(gè)人在發(fā)表論文時(shí)，都提到了孟德?tīng)柕奈恼�，稱(chēng)自己的工作是證實(shí)了孟德?tīng)柕亩�律。這就是生物學(xué)史上的有名的“孟德?tīng)柖�律的再發(fā)現”。

　　四、孟德?tīng)柍晒Φ脑��?/strong>

　　(1)成功于對前人工作的分析。孟德?tīng)栒J為前人的雜交實(shí)驗有三個(gè)缺點(diǎn)：①對雜種子代中不同類(lèi)型的植株沒(méi)有分別進(jìn)行計數；②對雜種后代沒(méi)有明確地按各代分別統計；③也沒(méi)有明確肯定每一代中不同類(lèi)型植株數之間的統計關(guān)系。在此基礎上，孟德?tīng)栠M(jìn)行了他的豌豆雜交實(shí)驗，并對實(shí)驗結果進(jìn)行了統計和分析。從而提出了對遺傳規律的假設，把對遺傳現象的單純描述推進(jìn)到正確的分析。

　　(2)孟德?tīng)柍晒τ谒�與其他實(shí)驗者不同的思想方法：孟德?tīng)栔鲝?ldquo;從最簡(jiǎn)單的事物中去認識真理”。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(shuō)，

　　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(shuō)一對相對性狀上，去進(jìn)行觀(guān)察和分析。

　　(3)孟德?tīng)柍晒τ谒�的一整套�?shí)驗方法：孟德?tīng)枌�花粉混雜問(wèn)題特別注意。他指出，如果忽略了這個(gè)問(wèn)題，有外來(lái)花粉混雜，而實(shí)驗者卻不知道，那就會(huì )得出錯誤的結論。不僅如此，他還對雜交親本做了明確的區分和界定，建立了一整套雜交實(shí)驗的方法，如：自交、測交。

　　孟德?tīng)栐谒�的《植物雜交實(shí)驗》中談到兩個(gè)極端的例子：在雜交實(shí)驗的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(chóng)在第4天化蛹，5天后羽化為成蟲(chóng)，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(guān)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，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(guān)察提供了便利條件。

　　六、人類(lèi)常見(jiàn)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(zhù)耳垂為顯性；舌兩側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(wú)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。這當中直發(fā)對卷發(fā)宜做家庭或班級調查；干耳垢對濕耳垢有涉及隱私之嫌在學(xué)生中恐不宜調查；慣用右手對慣用左手除受遺傳控制外，還與后天的訓練有關(guān)，也難于調查確定。