“遺傳學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”復(fù)習(xí)課的教學(xué)設(shè)計(jì)

通過對(duì)“遺傳學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”一節(jié)的市級(jí)高三教學(xué)研討課教學(xué)全程回憶與總結(jié)，發(fā)現(xiàn)在高三生物二輪復(fù)習(xí)時(shí)，教師要對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行整理形成專題，目的是更好地對(duì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)法指導(dǎo)，以便輕松應(yīng)對(duì)高考，下面對(duì)遺傳學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一節(jié)課教學(xué)介紹。

1 考綱解讀

1.1考綱要求

(1)孟德爾遺傳實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法Ⅱ；

(2)基因的分離定律和自由組合定律Ⅱ；

(3)基因與性狀的關(guān)系Ⅱ；

(4)伴性遺傳Ⅱ。

2010年與2011年對(duì)比，考綱要求相同。即要求學(xué)生能在較復(fù)雜的情境中綜合運(yùn)用其進(jìn)行分析、判斷、推理和評(píng)價(jià)，屬于理解、應(yīng)用水平。

1.2能力要求

(1)理解與綜合運(yùn)用能力：能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋、推理，作出合理的判斷或得出正確的結(jié)論。

(2)實(shí)驗(yàn)與探究能力：具備驗(yàn)證簡(jiǎn)單生物學(xué)事實(shí)的能力并能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理，能對(duì)一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案作出恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)和修訂。

2 教學(xué)目的

遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類習(xí)題高考的頻率比較高，而且分值還比較大，但部分學(xué)生總是把握不好。本節(jié)課針對(duì)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的相關(guān)類型進(jìn)行解法指導(dǎo)及例題來展開教學(xué)復(fù)習(xí)，以便使學(xué)生更好地解決遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題，增加得分率。

3 教學(xué)重點(diǎn)

(1)熟悉相對(duì)性狀中顯、隱性關(guān)系判斷的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

(2)探究某性狀的遺傳是細(xì)胞核遺傳還是細(xì)胞質(zhì)遺傳。

(3)掌握基因在常染色體還是x染色體上判定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

(4)了解環(huán)境因素和遺傳因素對(duì)生物性狀影響的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

4 教學(xué)難點(diǎn)

相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的解題方法及例題分析。

5 教學(xué)用具

多媒體課件。

6 教學(xué)流程

6.1探究一：相對(duì)性狀中顯、隱性關(guān)系判斷的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

6.1.1解題方法

方案一：自交。

(1)若自交后代出現(xiàn)性狀分離，則親本性狀為顯性，新出現(xiàn)性狀為隱性；

(2)若子代全部表現(xiàn)為親本性狀，可認(rèn)定它們都是純合子，再讓它們進(jìn)行雜交，其后代表現(xiàn)出的性狀為顯性，未表現(xiàn)出的性狀為隱性。

方案二：雜交。

(1)若后代出現(xiàn)某一親本性狀，則該性狀為顯性性狀，另一性狀為隱性性狀；

(2)若后代表現(xiàn)出兩種親本性狀，可再進(jìn)行自交，出現(xiàn)性狀分離的為顯性性狀，未出現(xiàn)性狀分離的為隱性性狀。

6.1.2例題

經(jīng)鑒定，玉米的紅粒與黃粒是一對(duì)相對(duì)性狀，且為常染色體完全顯性遺傳。請(qǐng)你用某株玉米果穗上的紅粒與黃粒為實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，以鑒定這一相對(duì)性狀的顯隱性關(guān)系。

解題環(huán)節(jié)：__________________。

確定方法或思路：_________________。

預(yù)期結(jié)果、得出結(jié)論：_________________。

解析：

方案一：自交。若子代全部表現(xiàn)為黃粒或紅粒，可認(rèn)定黃粒或紅粒為純種；若讓子代的黃粒和紅粒雜交，其后代表現(xiàn)出的性狀為顯性，未表現(xiàn)出的性狀為隱性；若自交后代出現(xiàn)性狀分離，則親本性狀為顯性，新出現(xiàn)的性狀為隱性。

方案二：雜交。若子代表現(xiàn)出某一親本性狀，則該性狀為顯性性狀，另一性狀為隱性性狀；若后代表現(xiàn)出兩種親本性狀，可再進(jìn)行自交，出現(xiàn)性狀分離的為顯性性狀，未出現(xiàn)的性狀為隱性性狀。

設(shè)問：根據(jù)所學(xué)知識(shí)，還有沒有其他方法來解決該題?

提示：采用單倍體育種后，再雜交即可。

6.1.3學(xué)生感悟

顯性性狀和隱性性狀的判斷方法：

(1)自交：讓具有相對(duì)性狀親本分別自交，看其后代有無性狀分離，若有則親本的性狀為顯性性狀。

(2)雜交：讓具有相對(duì)性狀的兩親本雜交，觀察后代的表現(xiàn)型，若后代只表現(xiàn)一種親本性狀，則此性狀為顯性性狀。

(3)隱性性狀的親本自交后代都是隱性性狀。

6.2探究二：判定細(xì)胞核遺傳與細(xì)胞質(zhì)遺傳的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

6.2.1細(xì)胞質(zhì)遺傳與細(xì)胞核遺傳的區(qū)別(表1)

6.2.2區(qū)別細(xì)胞質(zhì)遺傳與細(xì)胞核遺傳的方法(正交和反交)

(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：隱性的雌性×顯性的純合雄性；

顯性的純合雌性×隱性的雄性。

(2)結(jié)果預(yù)測(cè)及結(jié)論：

①若兩組雜交結(jié)果相同，則該基因位于細(xì)胞核內(nèi)的常染色體上：

正交：♀aa×♂AA－Aa；

反交：♀AA×♂aa－Aa。

②若兩組雜交結(jié)果不同，且子代性狀表現(xiàn)都與相應(yīng)母本性狀相同，則該基因位于細(xì)胞質(zhì)中：

正交：♀H×♂L－H；

反交：♀L×♂H－L。

③若兩組雜交結(jié)果不同，且子代性狀的表現(xiàn)與性別相關(guān)，一種情況子代與母本性狀一致，另一種情況子代雌性與父本性狀一致，子代雄性與母本性狀一致，則該基因位于細(xì)胞核內(nèi)的x染色體上：

正交：♀X^aX^a×♂X^AY－X^AX^a、X^aY；

反交：♀X^AX^A×♂X^aY－X^AX^a、X^AY。

6.2.3例題

如圖1所示系譜的陰影部分表示患者家族性疾病的個(gè)體。據(jù)圖可知Ⅳ1攜帶致病基因的概率以及與Ⅲ4個(gè)體既非直系血親，又非三代以內(nèi)旁系血親的異性個(gè)體分別是( )

A 1／2和Ⅱ1，Ⅱ3

B 0和Ⅱ1，Ⅲ3

C 2／3和Ⅲ2，Ⅲ3

D 1／8和Ⅲ8，Ⅱ6

答案：B。

6.2.4學(xué)生感悟

判定細(xì)胞核遺傳與細(xì)胞質(zhì)遺傳的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

正交、反交法。

6.3探究三：判斷基因位于常染色體上還是位于X染色體上的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

6.3.1解題方法

(1)方法一：

①實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：隱性的雌性×顯性的純合雄性，

顯性的純合雌性×隱性的雄性。

②結(jié)果預(yù)測(cè)及結(jié)論：

A 若兩組雜交結(jié)果相同，則該基因位于細(xì)胞核內(nèi)的常染色體上：

正交：♀aa×♂AA－Aa；

反交：♀AA×♂aa－Aa。

B 若兩組雜交結(jié)果不同，且子代性狀的表現(xiàn)與性別相關(guān)，一種情況子代與母本性狀一致，另一種情況子代雌性與父本性狀一致，子代雄性與母本性狀一致，則該基因位于細(xì)胞核內(nèi)的x染色體上：

正交：♀X^aX^a×♂X^AY－X^AX^a、X^aY；

反交：♀X^AX^A×♂X^aY－X^AX^a、X^Ay。

(2)方法二：

①實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：隱性的雌性×顯性的雄性(使用條件：知道顯隱性關(guān)系時(shí))。

②結(jié)果預(yù)測(cè)及結(jié)論：

A 若子代中的雄性個(gè)體全為隱性性狀，雌性個(gè)體全為顯性性狀，則基因位于X染色體上：

♀X^aX^a×♂X^AY－X^AX^a、X^aY。

B 若子代中的雌雄個(gè)體中既有顯性性狀又有隱性性狀且各占1／2，則基因位于常染色體上：

♀aa×♂ Aa－Aa、aa。

(3)方法三：

①實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：選多組顯性的雌性×顯性的雄性(使用條件：知道顯隱性關(guān)系且顯隱性基因的基因頻率相等)。

②結(jié)果預(yù)測(cè)及給論：

A 若子代中的隱性性狀只出現(xiàn)在雄性中，則基因位于X染色體上：

♀X^AX^A×♂X^AY－X^AX^A、X^AY；

♀X^AX^a×♂X^AY－X^AX^A、X^AX^a、X^AY、X^aY。

B 若子代中的隱性性狀同時(shí)出現(xiàn)在雌性與雄性中，則基因位于常染色體上：

♀AA×♂AA－AA；

♀AA×♂Aa－AA、Aa；

♀Aa×♂Aa－AA、Aa、aa；

♀Aa×♂ AA－AA、Aa。

3.2例題

(2006年全國卷I)從一個(gè)自然果蠅種群中選出一部分未交配過的灰色和黃色兩種體色的果蠅，這兩種體色的果蠅數(shù)量相等，兩種體色的果蠅雌、雄各半。已知灰色和黃色這對(duì)相對(duì)性狀受一對(duì)等位基因控制，所有果蠅均能正常生活，性狀的分離符合遺傳基本規(guī)律。現(xiàn)用兩個(gè)雜交組合：灰色雌蠅×黃色雄蠅、黃色雌蠅×灰色雄蠅，只做一代雜交試驗(yàn)，每個(gè)雜交組合選用多對(duì)果蠅。推測(cè)兩個(gè)雜交組合的子一代可能出現(xiàn)的性狀，并以此為依據(jù)，對(duì)哪一種體色為顯性性狀，以及控制體色的基因位于X染色體還是常染色體上這兩個(gè)問題，做出相應(yīng)的推斷(要求：只寫出子一代的性狀表現(xiàn)和相應(yīng)推斷的結(jié)論)。

解析：題目所列兩個(gè)雜交組合為正交、反交，若正交、反交子代中體色遺傳與性別無關(guān)，且黃色個(gè)體多或灰色個(gè)體多，則說明黃色或灰色為顯性，此基因位于常染色體上；若正交、反交子代中體色與性別有關(guān)，即雌性個(gè)體某體色或雄性個(gè)體某體色多，則此體色基因位于X染色體上，然后根據(jù)不同體色個(gè)體的多少來推斷哪種體色為顯性。

答案：①如果兩個(gè)雜交組合的子一代都是黃色個(gè)體多于灰色個(gè)體，并且體色的遺傳與性別無關(guān)，則黃色為顯性，基因位于常染色體上。

②如果兩個(gè)雜交組合的子一代都是灰色個(gè)體多于黃色個(gè)體，并且體色的遺傳與性別無關(guān)，則灰色為顯性，基因位于常染色體上。

③如果在雜交組合灰色雌蠅×黃色雄蠅中，子一代中的雄性全部表現(xiàn)灰色，雌性全部表現(xiàn)黃色；在雜交組合黃色雌蠅×灰色雄蠅中，子一代的黃色個(gè)體多于灰色個(gè)體，則黃色為顯性，基因位于x染色體上。

④如果在雜交組合黃色雌蠅×灰色雄蠅中，子一代中的雄性全部表現(xiàn)為黃色，雌性全部表現(xiàn)為灰色；在雜交組合灰色雌蠅×黃色雄蠅中，子一代中的灰色個(gè)體多于黃色個(gè)體，則灰色為顯性，基因位于x染色體上。

設(shè)問：拓展延伸：

1 探究基因位于XY的同源區(qū)段還是僅位于X染色體上的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：隱性的純合雌性×顯性的純合雄性。

(2)結(jié)果預(yù)測(cè)及結(jié)論：

A 若子代中的個(gè)體全表現(xiàn)為顯性性狀，則基因位于XY的同源區(qū)段：

♀X^aX^a×♂X^AAA－X^AX^a、X^aY^A。

B 若子代中雌性全表現(xiàn)為顯性性狀，雄性全表現(xiàn)為隱性性狀，則基因位于X染色體上：

♀X^aX^a×♂X^AY－X^AX^a、X^aY。

2 探究基因位于常染色體上還是位于XY染色體上的同源區(qū)段的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：隱性的純合雌性與顯性的純合雄性雜交獲得的F¹全表現(xiàn)為顯性性狀，再選子代中的雌雄個(gè)體雜交獲得F²，觀察F²表現(xiàn)型情況。

(2)結(jié)果預(yù)測(cè)及結(jié)論：

A 若F²雌雄個(gè)體中都有顯性性狀和隱性性狀出現(xiàn)，則該基因位于常染色體：

P：♀aax♂AA－F¹：Aa；

F¹：♀Aa×♂Aa－F²：AA、Aa、aa。

B 若F²雄性個(gè)體中都是顯性性狀，雌雄個(gè)體中都有顯性性狀和隱性性狀出現(xiàn)，則該基因位于XY的同源區(qū)段：

P：♀X^aX^a×♂X^AY^A－X^AX^a、X^aY^A；

F¹：X^AX^a×X^aY^A－X^AX^a、X^aX^a、X^AY^A、X^aY^A。

6.3.3感悟

不論基因位于常染色體上或x染色體上或Y染色體上，還是在XY染色體的同源區(qū)段，均可按如下方法解決：

①根據(jù)題意確定雜交親本組合；

②作出假設(shè)，草稿紙上書寫簡(jiǎn)要圖解，找到區(qū)別；

③如果只在雄性中出現(xiàn)，則在Y染色體上；

如果性狀的遺傳號(hào)性別無關(guān)，則在常染色體上；

如果性狀的遺傳與性別有關(guān)，則可能在X染色體上。

如果性狀的遺傳與性別有關(guān)，則可能在XY染色體同源區(qū)段。

6.4探究四：環(huán)境因素和遺傳因素對(duì)生物性狀影響的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

環(huán)境因素——外因；遺傳因素——內(nèi)因。

6.4.1例題

一種以地下莖繁殖為主的多年生野菊花，分別生長(zhǎng)在海拔10m、500m、1000m處的同一山坡上。在相應(yīng)生長(zhǎng)發(fā)育階段，同一海拔的野菊株高無顯著差異，但不同海拔的野菊株高隨海拔的增高而顯著變矮。為檢驗(yàn)環(huán)境和遺傳因素對(duì)野菊株高的影響，請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

(1)實(shí)驗(yàn)處理：春天，將海拔500m、1000m處的野菊幼苗同時(shí)移栽于10m處。

(2)實(shí)驗(yàn)對(duì)照：生長(zhǎng)于10m、500m、1000m處的野菊。

(3)收集數(shù)據(jù)：第2年秋天測(cè)量株高，記錄數(shù)據(jù)。

(4)預(yù)測(cè)支持下列假設(shè)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

假設(shè)一：野菊株高的變化只受環(huán)境因素的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：移栽至10m處野菊株高與10m處野菊株高無顯著差異。

假設(shè)

野菊株高的變化只受遺傳因素的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：移栽至10m處野菊株高與原海拔處(500m、1000m)野菊株高無顯著差異。

假設(shè)三：野菊株高的變化受遺傳和環(huán)境因素的共同影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：移栽至10m處野菊株高比10m處矮，比原海拔處高。

6.4.2學(xué)生感悟

要求掌握表現(xiàn)型是基因型和環(huán)境因素共同作用的結(jié)果。

7 教學(xué)總結(jié)

本節(jié)課主要介紹了以下四個(gè)方面的解題方法，以便應(yīng)對(duì)相關(guān)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)問題。

(1)探究一：相對(duì)性狀中顯、隱性關(guān)系確定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

(2)探究二：探究某性狀的遺傳是細(xì)胞質(zhì)遺傳還是細(xì)胞核遺傳。

(3)探究三：基因在常染色體還是x染色體上的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

(4)探究四：環(huán)境因素(外因)和遺傳因素(內(nèi)因)對(duì)生物性狀影響的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

8 教學(xué)感悟

本節(jié)市級(jí)教學(xué)研討課盡管贏得了與會(huì)師生的好評(píng)，但教學(xué)壓力也相應(yīng)增大，尤其復(fù)習(xí)課教學(xué)更是對(duì)，教師本身提出了更高的要求。在以后的教學(xué)中教師只有不斷總結(jié)創(chuàng)新，才能適應(yīng)高三復(fù)習(xí)教學(xué)的需要。