人教版高一年級(jí)上冊(cè)教學(xué)設(shè)計(jì)
時(shí)間:2019-11-08 14:41:00 來(lái)源:無(wú)憂(yōu)考網(wǎng) [字體:小 中 大]一、對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)(閱讀教材P42~43)
20世紀(jì)20年代,大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì);20世紀(jì)30年代,雖然對(duì)DNA已有一定的認(rèn)識(shí),但蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點(diǎn)仍占主導(dǎo)地位。
二、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)(閱讀教材P43~44)
1.實(shí)驗(yàn)材料:肺炎雙球菌。
2.體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)(格里菲思)
(1)過(guò)程與現(xiàn)象
(2)結(jié)論:加熱殺死的S型細(xì)菌中含有某種轉(zhuǎn)化因子。
3.體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)(艾弗里)
(1)過(guò)程和現(xiàn)象
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:DNA是遺傳物質(zhì)。
三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)(閱讀教材P44~46)
1.實(shí)驗(yàn)過(guò)程和現(xiàn)象
2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:DNA是真正的遺傳物質(zhì)。
四、生物的遺傳物質(zhì)(閱讀教材P46)
遺傳物質(zhì)生物種類(lèi)結(jié)果結(jié)論
DNA所有細(xì)胞生物及部分病毒絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNADNA是主要的遺傳物質(zhì)
RNA部分病毒
重點(diǎn)聚焦
1.肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是如何進(jìn)行的?結(jié)果說(shuō)明了什么?
2.赫爾希和蔡斯是如何對(duì)噬菌體進(jìn)行標(biāo)記的?噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么?
3.為什么說(shuō)DNA是主要的遺傳物質(zhì)?
[共研探究]
肺炎雙球菌又稱(chēng)肺炎鏈球菌,直徑0.5~1.5微米,可以分為S型和R型兩種類(lèi)型。結(jié)合教材P43圖3-2、P44圖3-3,回答下列問(wèn)題:
1.由教材P43圖3-2格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)得出
(1)R型活細(xì)菌與加熱殺死的S型細(xì)菌混合注射到小鼠體內(nèi)后,從死亡小鼠中分離出S型活細(xì)菌和R型活細(xì)菌,且R型活細(xì)菌數(shù)量多。
(2)格里菲思實(shí)驗(yàn)沒(méi)有將細(xì)菌中各組分分開(kāi),因此,該實(shí)驗(yàn)只能證明S型細(xì)菌體內(nèi)含有轉(zhuǎn)化因子,不能證明轉(zhuǎn)化因子是哪種物質(zhì)。
(3)格里菲思的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,對(duì)照組是第一至三組,即分別向健康小鼠體內(nèi)注射R型活細(xì)菌、S型活細(xì)菌、加熱殺死的S型細(xì)菌。實(shí)驗(yàn)組是第四組,即向健康小鼠體內(nèi)注射R型活細(xì)菌和加熱殺死的S型細(xì)菌的混合液。
2.由教材P44圖3-3艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)得出
(1)在艾弗里第一組(S型細(xì)菌DNA和R型活細(xì)菌混合培養(yǎng))實(shí)驗(yàn)中,大多數(shù)是R型細(xì)菌,只有少數(shù)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌,轉(zhuǎn)化效率很低。
(2)艾弗里實(shí)驗(yàn)第三組,設(shè)計(jì)了R型細(xì)菌與S型細(xì)菌DNA加DNA酶混合培養(yǎng),目的是:DNA酶將DNA水解為脫氧核苷酸,分解后的產(chǎn)物不能(填“能”或“不能”)使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌,說(shuō)明DNA必須保持完整性,才能完成其功能。同時(shí)證明了DNA是遺傳物質(zhì)。
3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
(1)艾弗里實(shí)驗(yàn)的單一變量是:向R型細(xì)菌培養(yǎng)基中加入從S型細(xì)菌中提取的不同物質(zhì)。
(2)將可能作為“轉(zhuǎn)化因子”的各種物質(zhì)分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn),目的是:進(jìn)行相互對(duì)照,可對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,得出結(jié)論,同時(shí)避免其他物質(zhì)的干擾。
(3)在肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,能夠證明DNA是遺傳物質(zhì)的關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是將DNA與蛋白質(zhì)、多糖等其他物質(zhì)分開(kāi),單獨(dú)地、直接地觀察每種物質(zhì)的作用。
4.請(qǐng)分析格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和艾弗里轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的關(guān)系。
提示:肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)包括格里菲思和艾弗里的實(shí)驗(yàn),其中格里菲思的實(shí)驗(yàn)證明了S型細(xì)菌體內(nèi)含有某種轉(zhuǎn)化因子,但并沒(méi)有證明轉(zhuǎn)化因子是哪種物質(zhì)。艾弗里的實(shí)驗(yàn)則證明了轉(zhuǎn)化因子是S型細(xì)菌體內(nèi)的DNA。
學(xué)習(xí)目標(biāo):
1.遺傳學(xué)中一些基本概念的含義
2.用豌豆做遺傳實(shí)驗(yàn)容易成功的原因
3.基因與性狀的關(guān)系
4.基因分離定律的實(shí)質(zhì)和內(nèi)容
5.孟德?tīng)柕囊粚?duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)
6.分析孟德?tīng)栠z傳實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法
7.運(yùn)用分離定律解釋一些遺傳現(xiàn)象
[教材梳理]
一、遺傳、變異與性狀
1.遺傳:子代與親代個(gè)體之間相似的現(xiàn)象。
2.變異:親代與子代之間,以及子代的不同個(gè)體之間出現(xiàn)差異的現(xiàn)象。
3.性狀:生物個(gè)體所表現(xiàn)出來(lái)的形態(tài)特征或生理特征,是遺傳與環(huán)境相互作用的結(jié)果。
二、基因的分離定律
1.孟德?tīng)栆粚?duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)
(1)相關(guān)概念及符號(hào):
①顯性性狀:F1表現(xiàn)出來(lái)的親本性狀。
、陔[性性狀:F1沒(méi)有表現(xiàn)出來(lái)的親本性狀。
③性狀分離:在雜種后代中出現(xiàn)不同親本性狀的現(xiàn)象。
④常見(jiàn)的遺傳學(xué)符號(hào)及含義
符號(hào)PF1F2×⊗♀♂
含義親本子一代子二代雜交自交母本父本
(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程:
2.孟德?tīng)枌?duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋
(1)在卵細(xì)胞和花粉細(xì)胞中存在著控制性狀的遺傳因子。
(2)遺傳因子在親本體細(xì)胞中成對(duì)存在,在F1體細(xì)胞內(nèi)各自獨(dú)立,互不混雜。
(3)F1可以產(chǎn)生數(shù)量相等的含有不同遺傳因子的配子。
(4)F1自交時(shí),不同類(lèi)型的配子(花粉和卵細(xì)胞)結(jié)合的機(jī)會(huì)均等。
(5)決定一對(duì)相對(duì)性狀的兩個(gè)基因稱(chēng)為等位基因,它們位于一對(duì)同源染色體上。
(6)遺傳圖解:
3.性狀分離比的模擬實(shí)驗(yàn)
模擬實(shí)驗(yàn)中,1號(hào)罐中小球代表2種雌配子,2號(hào)罐中小球代表2種雄配子,紅球代表基因A,綠球代表基因a。
4.分離假設(shè)的驗(yàn)證
(1)方法:測(cè)交,即讓F1與隱性純合子雜交。
(2)測(cè)交實(shí)驗(yàn)圖解:
(3)結(jié)論:測(cè)交后代分離比接近1∶1,符合預(yù)期的設(shè)想,從而證實(shí)F1是雜合子,產(chǎn)生A和a兩種配子,這兩種配子的比例是1∶1。
5.基因分離定律的實(shí)質(zhì)
成對(duì)的等位基因位于一對(duì)同源染色體上,當(dāng)細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí),等位基因會(huì)隨著同源染色體的分開(kāi)而分離,分別進(jìn)入到兩個(gè)配子中,獨(dú)立地隨配子遺傳給后代。
三、孟德?tīng)柅@得成功的原因
1.恰當(dāng)?shù)剡x擇實(shí)驗(yàn)材料。
2.由單因子到多因子的研究方法。
3.應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
4.科學(xué)地設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)的程序。
四、分離定律的應(yīng)用
1.有助于正確地解釋生物界的某些遺傳現(xiàn)象。
2.預(yù)測(cè)雜交后代的類(lèi)型和各種類(lèi)型出現(xiàn)的概率。
3.指導(dǎo)動(dòng)植物育種實(shí)踐和醫(yī)學(xué)實(shí)踐。
[牛刀小試]
一、相關(guān)概念辨析[判斷正誤]
1.凡子代表現(xiàn)出來(lái)的性狀即顯性性狀,子代不能表現(xiàn)的性狀即隱性性狀。(×)
2.在雜種后代中出現(xiàn)不同親本性狀的現(xiàn)象稱(chēng)為性狀分離。(√)
3.同源染色體上控制同一性狀的兩個(gè)基因稱(chēng)為等位基因。(×)
4.基因型相同時(shí)表現(xiàn)型一定相同,表現(xiàn)型相同時(shí)基因型也一定相同。(×)
二、一對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)
1.舉例說(shuō)明性狀和相對(duì)性狀的關(guān)系,如何判斷兩性狀是否為相對(duì)性狀?
提示:例如:身高是性狀,高和矮是相對(duì)性狀。相對(duì)性狀是一種生物的同一種性狀的不同表現(xiàn)類(lèi)型,可以根據(jù)此定義來(lái)判斷兩性狀是否為相對(duì)性狀。
2.根據(jù)相對(duì)性狀的概念,對(duì)下列實(shí)例進(jìn)行分析判斷,并說(shuō)明理由。
(1)狗的長(zhǎng)毛與兔的短毛。
提示:不是。狗與兔不屬于同一種生物。
(2)玉米的早熟與晚熟。
提示:是。早熟與晚熟是玉米成熟這一性狀的不同表現(xiàn)類(lèi)型。
3.結(jié)合教材P27圖3-1豌豆1對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn),請(qǐng)思考:
(1)在自然狀態(tài)下,圖3-1中的紫花和白花兩親本能實(shí)現(xiàn)雜交嗎?
提示:不能,因?yàn)橥愣故菄?yán)格的自花受粉植物。
(2)在雜交過(guò)程中,若選紫花作為父本(提供花粉),白花作為母本(接受花粉),請(qǐng)討論應(yīng)如何操作。
提示:開(kāi)花前(花蕾期)剪去白花的雄蕊→套袋→待雌蕊成熟后,授以紫花的花粉→套袋,防止其他花粉的干擾。
(3)若F2共獲得20株豌豆,白花個(gè)體一定是5株嗎?說(shuō)明原因。
提示:不一定。樣本數(shù)量太少,不一定完全符合3∶1分離比,孟德?tīng)枌?shí)驗(yàn)中的比例是在實(shí)驗(yàn)材料足夠多的情況下得出的。
(4)紫花和白花豌豆雜交,后代出現(xiàn)了紫花和白花,該現(xiàn)象屬于性狀分離嗎?為什么?
提示:不屬于。因?yàn)樾誀罘蛛x是雜種后代中出現(xiàn)不同親本性狀的現(xiàn)象。
三、對(duì)分離現(xiàn)象的解釋
1.根據(jù)純合子、雜合子的概念判斷下列說(shuō)法是否正確,說(shuō)明理由。
(1)純合子自交后代一定是純合子。
提示:正確。純合子只能產(chǎn)生一種類(lèi)型的配子,相同類(lèi)型的雌雄配子結(jié)合,形成合子發(fā)育成的個(gè)體一定是純合子。
(2)純合子雜交后代一定是純合子。
提示:錯(cuò)誤。顯性純合子與隱性純合子雜交,后代全為雜合子。
(3)雜合子自交后代一定是雜合子。
提示:錯(cuò)誤。雜合子自交,后代中既有純合子也有雜合子,各占1/2。
2.假如雌雄配子的結(jié)合不是隨機(jī)的,F(xiàn)2中還會(huì)出現(xiàn)3∶1的性狀分離比嗎?
提示:不會(huì)。因?yàn)闈M(mǎn)足孟德?tīng)枌?shí)驗(yàn)的條件之一是雌、雄配子結(jié)合機(jī)會(huì)相等,即任何一個(gè)雄配子(或雌配子)與任何一個(gè)雌配子(或雄配子)的結(jié)合機(jī)會(huì)均相等,這樣才能出現(xiàn)3∶1的性狀分離比。
四、對(duì)分離現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證、分離定律的實(shí)質(zhì)及應(yīng)用
1.結(jié)合教材,思考下列問(wèn)題:
(1)為什么用測(cè)交的方法能證明F1產(chǎn)生配子的類(lèi)型及比例?
提示:因?yàn)殡[性個(gè)體所產(chǎn)生的配子中的遺傳因子為隱性,它不會(huì)影響F1產(chǎn)生的配子中所含遺傳因子的表達(dá),所以測(cè)交后代決定于F1所產(chǎn)生的配子的類(lèi)型及比例。根據(jù)測(cè)交后代就可反映出F1產(chǎn)生配子的情況。
(2)測(cè)交實(shí)驗(yàn)除測(cè)定F1的遺傳因子組成外,能否測(cè)定其他個(gè)體的遺傳因子組成?
提示:能。
2.結(jié)合教材中自交、測(cè)交、雜交等方法的描述,完成下表。
目的方法
確定個(gè)體的遺傳因子組成
判斷顯隱性
提高純合度
判斷純合子和雜合子
提示:測(cè)交雜交、自交自交測(cè)交、自交
3.連線(xiàn)
4.農(nóng)戶(hù)種植的玉米和小麥,能否自行留種用于來(lái)年種植?
提示:農(nóng)戶(hù)種的小麥?zhǔn)羌兎N,子代不會(huì)發(fā)生性狀分離,所以可以連年留種。而玉米是雜種,子代會(huì)發(fā)生性狀分離,所以不能留種。
5.某多指患者為防止生出多指患兒,婚前特意做了多指切除手術(shù),他(她)能否達(dá)到目的?
提示:不能,切除多指并不能改變其基因型,后代仍有患病可能。
[重難突破]
一、分離定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)及適用范圍
1.細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ):減數(shù)分裂中隨同源染色體分離,等位基因分開(kāi),如圖所示:
2.適用范圍:
(1)真核生物有性生殖的細(xì)胞核遺傳。
(2)一對(duì)等位基因控制的一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳。
二、遺傳規(guī)律相關(guān)概念辨析
1.性狀類(lèi)
(1)相對(duì)性狀:同種生物同一性狀的不同表現(xiàn)類(lèi)型。
(2)顯性性狀:雜種F1中表現(xiàn)出來(lái)的親本的性狀。
(3)隱性性狀:雜種F1中未表現(xiàn)出來(lái)的親本的性狀。
(4)性狀分離:雜種后代中出現(xiàn)不同親本性狀的現(xiàn)象。
2.基因類(lèi)
(1)相同基因:同源染色體相同位置上控制相同性狀的基因。在純合子中由兩個(gè)相同基因組成,控制著相同性狀,如圖中A和A就叫相同基因。
(2)等位基因:生物雜合子中在一對(duì)同源染色體的相同位置上,控制著相對(duì)性狀的基因。如圖中B和b、C和c、D和d就是等位基因。
(3)非等位基因:非等位基因有兩種,即一種是位于非同源染色體上的基因,符合自由組合定律,如圖中A和D;還有一種是位于同源染色體上的非等位基因,如圖中A和b。
3.個(gè)體類(lèi)
(1)純合子:含有相同基因的配子結(jié)合成的合子發(fā)育而成的個(gè)體。如DD、dd、AABBCC、ddeerr。
(2)雜合子:含有不同基因的配子結(jié)合成的合子發(fā)育而成的個(gè)體。如Dd、AaBb、DdEeRr。
(3)基因型:與表現(xiàn)型有關(guān)的基因組成。
(4)表現(xiàn)型:生物個(gè)體所表現(xiàn)出來(lái)的性狀。
4.交配類(lèi)
(1)雜交將不同優(yōu)良性狀集中在一起,得到新品種顯隱性性狀的判斷
(2)自交連續(xù)自交可提高種群中純合子的比例可用于植物純合子、雜合子的鑒定
(3)測(cè)交驗(yàn)證遺傳基本定律理論解釋的正確性高等動(dòng)物純合子、雜合子的鑒定
[特別提醒]
在相同的環(huán)境條件下,基因型相同,表現(xiàn)型一定相同;在不同環(huán)境中,即使基因型相同,表現(xiàn)型也未必相同。表現(xiàn)型是基因型與環(huán)境共同作用的結(jié)果。
三、基因分離定律常用解題方法歸納
1.由親代推斷子代基因型、子代表現(xiàn)型(正推型)
親本子代基因型子代表現(xiàn)型
AA×AAAA全為顯性
AA×AaAA∶Aa=1∶1全為顯性
AA×aaAa全為顯性
Aa×AaAA∶Aa∶aa=1∶2∶1顯性∶隱性=3∶1
Aa×aaAa∶aa=1∶1顯性∶隱性=1∶1
aa×aaaa全為隱性
2.由子代推斷親代的基因型(逆推型)
方法一:基因填充法。先根據(jù)親代表現(xiàn)型寫(xiě)出能確定的基因,如顯性性狀的基因型可用A_來(lái)表示,那么隱性性狀的基因型只有一種aa,根據(jù)子代中一對(duì)基因分別來(lái)自?xún)蓚(gè)親本,可推出親代中未知的基因。
方法二:隱性純合突破法。如果子代中有隱性個(gè)體存在,則親代基因型中必然都有一個(gè)a基因,然后再根據(jù)親代的表現(xiàn)型做進(jìn)一步的判斷。
方法三:根據(jù)分離定律中規(guī)律性比值來(lái)直接判斷(用B,b表示相關(guān)基因):
(1)若后代性狀分離比為顯性∶隱性=3∶1,則雙親一定是雜合子(Bb)。即Bb×Bb→3B_∶1bb。
(2)若后代性狀分離比為顯性∶隱性=1∶1,則雙親一定是測(cè)交類(lèi)型。即Bb×bb→1Bb∶1bb。
(3)若后代只有顯性性狀,則雙親至少有一方為顯性純合子。即BB×BB或BB×Bb或BB×bb。
(4)若后代只有隱性性狀,則雙親一定都是隱性純合子(bb)。即bb×bb→bb。
四、雜合子Aa連續(xù)多代自交問(wèn)題分析
1.雜合子Aa連續(xù)自交,第n代的比例情況如下表:
Fn雜合子純合子顯(隱)性
純合子顯性性
狀個(gè)體隱性性
狀個(gè)體
所占
比例12n
1-12n
12-12n+1
12+12n+1
12-12n+1
2.根據(jù)上表比例,繪制出的純合子、雜合子所占比例坐標(biāo)曲線(xiàn)圖為:
五、區(qū)分自由交配與自交
自交是指相同基因型個(gè)體的交配;而自由交配是指一個(gè)群體中的雄性和雌性個(gè)體隨機(jī)交配的方式,兩種交配方式中概率求解方法不同,如:同樣為13AA、23Aa的群體,自交時(shí)隱性類(lèi)型所占比例為23×(14AA、24Aa、14aa)得23×14aa=16aa。而自由交配時(shí)隱性類(lèi)型應(yīng)為23Aa×23Aa×14aa=19aa。