人教版（2019）必修二

遺傳與進化

第1章

遺傳因子的發現

第2節

孟德爾的豌豆雜交實驗（二）

一、教學目標的確定

課程標準與本節對應的“內容要求”是：“闡明有性生殖中基因的分離和自由組合使得子代的基因型和表型有多種可能，并可由此預測子代的遺傳性狀”。結合教材內容，確定本節的教學目標如下：

1.闡明孟德爾的兩對相對性狀的雜交實驗及自由組合定律。

2.分析孟德爾遺傳實驗獲得成功的原因。

3.說出基因型、表型和等位基因的含義。二、教學重難點

教學重點

1.兩對相對性狀雜交實驗的分析。

2.孟德爾獲得成功的原因。

教學難點

1.兩對相對性狀雜交實驗的分析。

2.孟德爾獲得成功的原因。

三、教學設計思路

首先以問題探討中的豌豆照片為背景，激發學生的學習興趣，通過展示兩對性狀的雜交實驗講解每一對相對性狀的遺傳都遵循了分離定律。分析黃色圓粒和綠色皺粒的雜交實驗，并講解測交試驗，得出自由組合定律。再通過課本展示資料，講解孟德爾取得成功的原因。最后講解孟德爾遺傳規律在育種和醫學實踐中的應用。

四、教學步驟

1.新課導入

教師活動：展示形狀不同的豌豆的圖片，教師引導學生思考問題探討中的問題。

學生活動：觀察課件，獨立思考并進行小組討論。

活動意圖：產生認知沖突，引領學生進入新的學習情境。

教師活動：講解以上問題，講解要點為：

1.要點：不影響。決定子葉顏色的遺傳因子和決定種子形狀的遺傳因子具有一定的獨立性，二者的分離和組合是互不干擾的，因此它們之間不會相互影響。

2.要點：不一定。在生活中，也可以看到黃色皺縮的豌豆及綠色飽滿的豌豆。

教師活動：那么一對相對性狀的分離對其他相對性狀有沒有影響呢？在發現了一對相對性狀遺傳規律的基礎上，孟德爾又對豌豆兩對相對性狀的遺傳進行了研究。

2.新課講授

一、兩對相對性狀的雜交實驗

教師活動：展示孟德爾兩對相對雜交實驗的過程以及結果。并組織學生對比實驗和預測實驗結果。

學生活動：閱讀教材第9頁，對比預測結果，初步分析思考兩對相對性狀雜交實驗F2中出現的性狀類型及比例。

教師活動：教師在講解中提出以下問題引導學生思考：

（1）孟德爾以豌豆的哪兩對相對性狀進行實驗的？

（2）F1代的表現型是什么？說明了什么問題？

（3）F2代的表現型是什么？比值是多少？

（4）每對性狀的遺傳是否遵循基因的分離定律？

教師活動：針對以上問題進行講解，講解要點為：

（1）黃與綠、圓與皺。

（2）F1代全為黃色圓粒，說明黃色對綠色為顯性，圓粒對皺粒為顯性。

（3）F2代有四種表現型：黃色圓粒、黃色皺粒、綠色圓粒、綠色皺粒，前后代比較發現，出現了親代不曾有的新性狀——黃色皺粒和綠色圓粒，這又恰恰是兩親本不同性狀的重新組合類型。這四種表現型比為9：3：3：1，恰是（3：1）2的展開，表明不同性狀的組合是自由的、隨機的。

（4）每對性狀的遺傳都遵循基因的分離定律。

教師活動：那么，為什么出現了兩對新性狀，孟德爾是如何解釋這一現象的呢？

二、對自由組合現象的解釋和驗證

教師活動：孟德爾首先假設豌豆的兩對相對性狀分別由兩對不同的遺傳因子控制，且這兩對遺傳因子在傳遞過程中彼此是獨立的。

教師活動：根據上節課的學習我們知道，孟德爾認為性狀是由遺傳因子來控制的，遺傳因子在體細胞中成對存在，那么黃色圓粒和綠色皺粒的體細胞中有幾對遺傳因子？如果用Y（y）和R（r）來表示顏色和粒形，那么純種的黃色圓粒和純種的綠色皺粒豌豆的遺傳因子組成如何表示？

學生活動：回答：分別有2對遺傳因子，黃色圓粒可用YYRR表示，綠色皺粒可用yyrr表示。

教師活動：上節課我們還學到遺傳因子在配子里是成單存在的，那么上述兩個親本產生的配子的遺傳因子又是如何表示的？

教師活動：純種黃色圓粒產生的配子可用YR表示，純種綠色皺粒產生的配子可用yr表示。

教師活動：兩親本雜交時產生的配子YR和yr結合，所產生F1的遺傳因子組成就是YyRr。F1代體細胞中既有Y，又有y，既有R又有r，為什么F1表現出的是黃色圓粒呢？因為Y對y具有顯性作用，R對r具有顯性作用，所以F表現出來的是Y和R所對應的性狀，即黃色圓粒。

教師活動：講解根據分離定律，每對遺傳因子都要彼此分離，F1中Y可以與R或r組合，y可以與R或r組合，即產生YR、Yr、yR、yr四種配子。

教師活動：孟德爾認為，在這個過程中每對遺傳因子的分離以及不同對遺傳因子之間的自由組合是彼此獨立互不干擾的，且分離和組合是同時進行的。這樣，F1產生的雌配子和雄配子就各有四種：YR、Yr、yR、yr，并且它們之間的數量比是1：1：1：1。受精時，由于雌雄配子的結合是隨機的，那么配子的結合方式有幾種？F2中的性狀表現和遺傳因子的組成形式各有幾種？

教師活動：展示遺傳圖解，并講解F1配子組合方式為16種，F2遺傳因子組成為9種，F2表現型為四種。

教師活動：提問：什么叫測交？

學生活動：是用F1代與親本的隱性純合子雜交。目的是測定F1的基因型。

教師活動：展示F1作父本和母本的測交及其結果的遺傳圖解。

教師活動：講解兩種情況是相同的，說明F1在形成配子時，不同對的基因是自由組合的。

教師活動：

三、自由組合定律

教師活動：講解自由組合定律的含義，控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的；在形成配子時，決定同一性狀的成對的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。

教師活動：課件展示分離定律和自由組合定律的比較表，并進行講解。

四、孟德爾實驗方法的啟示

教師活動：展示課本思考討論中的內容，并針對其中的問題進行講解。講解要點為：

1.豌豆適于作雜交實驗材料的優點有：（1）具有穩定的易于區分的相對性狀，如高莖和矮莖，高莖高度為1.5~2.0m，矮莖高度僅為0.3

m左右，易于觀察和區分；（2）豌豆嚴格自花傳粉，在自然狀態下可以獲得純種，純種雜交可獲得雜合子；（3）豌豆花比較大，易于做人工雜交實驗。孟德爾正是因為選用了豌豆做雜交實驗，才能有效地從單一性狀到多對性狀研究生物遺傳的基本規律，才能對遺傳實驗結果進行量化統計。若孟德爾一味地用山柳菊做實驗，就很可能揭示不了生物遺傳的規律，所以科學地選擇實驗材料是科學研究取得成功的重要保障之一。

2.如果孟德爾沒有對實驗結果進行統計學分析，他很難對分離現象作出解釋。因為通過數學統計，孟德爾發現了生物性狀的遺傳在數量上呈現一定的數學比例，這引發他揭示其實質的興趣。同時這也使孟德爾意識到數學概率也適用于生物遺傳的研究，從而將數學方法引入對遺傳實驗結果的處理和分析中。

3.一種正確的假說，僅能解釋已有的實驗結果是不夠的，還應該能夠預測另外一些實驗的結果，并通過實驗來驗證。如果實驗結果與預測相符，就可以認為假說是正確的；反之，則認為假說是錯誤的。孟德爾基于他對豌豆雜交實驗作出的假說，設計測交實驗，其實驗結果與預測相符，由此證明自己提出的假說是正確的。

4.有關系。數學包含許多符號，數學符號也被普遍應用于概括、表述和研究數學的過程中。孟德爾創造性地應用符號體系，并用于表達抽象的科學概念，和應用數學符號研究數學有異曲同工之妙，這與他曾在大學進修過數學有關。

數學符號能簡潔、準確地反映數學概念的本質。孟德爾用這種方法，也更加簡潔、準確地反映抽象的遺傳過程，使他的邏輯推理更加順暢。

5.（1）扎實的知識基礎和對科學的熱愛。孟德爾在維也納大學進修時，通過對自然科學的學習，使他具有生物類型是可變的、可以通過雜交產生新的生物類型等進化思想。同時孟德爾還學習數學，使他受到“數學方法可以應用于各門自然科學之中”的思想影響，產生應用數學方法解決遺傳學問題的想法，使孟德爾成為第一個認識到概率原理能用于預測遺傳雜交實驗結果的科學家。

（2）嚴謹的科學態度。孟德爾對雜交實驗的研究是從觀察遺傳現象出發，提出問題，作出假設，然后設計實驗驗證假設的研究方法。這在當時是一種新的研究思路，光是豌豆的雜交實驗，他就沒有局限于對實驗結果的簡單描述和歸納。

（3）創造性地應用科學符號體系。科學符號體系能夠更簡潔、準確地反映抽象的遺傳過程。

（4）勤于實踐。孟德爾在豌豆雜交實驗中，連續進行了8年的研究，并且對每次實驗的結果進行統計分析，從中發現了前人沒有發現的問題和規律。

（5）敢于向傳統挑戰。孟德爾通過實驗研究，提出了“顆粒遺傳”的思想，這是對傳統遺傳觀念的挑戰。

五、孟德爾遺傳規律的再發現

教師活動：講解孟德爾論文發表的過程。

教師活動：講解表型和基因型的概念。

六、孟德爾遺傳規律的應用

教師活動：講解基因的分離定律和自由組合定律在雜交育種和醫學實踐中的應用的實例。

五、板書設計

第一章

第2節

孟德爾的豌豆雜交實驗（二）

一、兩對相對性狀的雜交實驗

二、對自由組合現象的解釋和驗證

三、自由組合定律

四、孟德爾實驗方法的啟示

五、孟德爾遺傳規律的再發現

六、孟德爾遺傳規律的應用