在遺傳學(xué)第一定律教學(xué)中

1、在遺傳學(xué)第一定律教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的推理能力及應(yīng)用思維長沙縣一中 周荃在生物教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,就是要求學(xué)生能把生命現(xiàn)象及生命活動(dòng)規(guī)律加以分析綜合、比較、概括,得出生物概念和生物原理并能加以運(yùn)用。而在新課程標(biāo)準(zhǔn)中的遺傳與進(jìn)化模塊更注重科學(xué)思維、推理能力、和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，在教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的這種思維和能力，如何落實(shí)教學(xué)的有效性？以下幾點(diǎn)是在教學(xué)中的體會(huì)，希望和大家一起分享。一、以孟德爾的豌豆的一對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)分析為支點(diǎn)區(qū)分性狀的顯、隱性和性狀分離現(xiàn)象。1、一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及其分析：P 高莖豌豆 × 矮莖豌豆F1 _豌豆（此性狀為_性狀）互稱為_F2 性狀 比例

2、 _ 1 _豌豆 ： _豌豆此現(xiàn)象為_相對(duì)性狀顯性高莖高莖矮莖性狀分離3推理及應(yīng)用：相對(duì)性狀中顯、隱性的判斷A、根據(jù)顯性與隱性的概念判斷：雜交：相對(duì)性狀的純種親本交配，子代表現(xiàn)出來的親本性狀為顯性，子代未表現(xiàn)出來的親本性狀為隱性性狀。也就是相對(duì)性狀的親本交配，后代若只表現(xiàn)一種性狀，則后代所表現(xiàn)的性狀為顯性性狀。即：高 X 矮 高 高為顯性 ，矮為隱性 紅 X 白 白 白為顯性，紅為隱性B、根據(jù)性狀分離來判斷：自交：相同性狀的親本交配，子代出現(xiàn)性狀分離，則親本的性狀為顯性性狀，子代中出現(xiàn)的新性狀為隱性性狀即：高 X 高 高 + 矮 則矮為隱性 雙眼皮 X 雙眼皮 單眼皮 則單眼皮為隱性拓展：遺傳

3、病的判斷：即無中生有，有為隱性；有中生無，無為隱性。（無：指無病，有：指有遺傳?。o X 無 無 + 有 有病為隱性遺傳病有 X 有 無 + 有 有病為顯性遺傳病2、示例：（1）、下列四組雜交實(shí)驗(yàn)中能判斷能判斷顯、隱性關(guān)系的有（ ） A、紫 X 紫 紫 B、紫 X 紫 紫+白 C、紫 X 白 紫 D、紫 X 白 紫 +白分析：A與B屬于同種性狀交配，看子代是否出現(xiàn)性狀分離。出現(xiàn)性狀分離的則親本為顯性，子代中出現(xiàn)的新性狀為隱性，故答案B可以。C與D屬于相對(duì)性狀的個(gè)體交配，看子代是否只有一種性狀。子代無性狀分離的只表現(xiàn)出一種性狀的，則子代所表現(xiàn)的性狀為顯性，故答案C也可以。（2）、已知牛的有角和無

4、角為一對(duì)相對(duì)性狀，由常染色體上的等位基因A、a控制。在自由放養(yǎng)多年的一群牛中（無角的基因頻率與有角的基因頻率相等），隨機(jī)選出1頭無角公牛與6頭有角母牛，分別交配，每頭母牛只產(chǎn)了1頭小牛。在6頭小牛中，3頭有角，3頭無角。根據(jù)上述結(jié)果能否確定這對(duì)相對(duì)性狀的顯性性狀？簡要說明推斷過程。為了確定有角和無角這對(duì)相對(duì)性狀的顯隱性關(guān)系，用上述自由放養(yǎng)的牛群（假設(shè)無突變的發(fā)生）為實(shí)驗(yàn)材料，再進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)。應(yīng)怎樣進(jìn)行？分析：根據(jù)這對(duì)相對(duì)性狀雜交的交配結(jié)果分析，可得知這對(duì)相對(duì)性狀不符合顯、隱性的概念的情況，無法判斷顯隱性。要想確定顯隱性，可根據(jù)自交的情況來分析。即可選用多對(duì)有角牛（或無角牛）雜交，若后代出現(xiàn)性狀

5、分離（既有有角，又有無角出現(xiàn)）或出現(xiàn)無角，則可以確定所選的牛角為顯性。答案： 不能確定。假設(shè)無角為顯性，則公牛的的基因?yàn)锳a,6條母牛的基因?yàn)閍a，每個(gè)交配組合的后代或?yàn)闊o角或?yàn)橛薪?，概率各?/2；假設(shè)有角為顯性，則公?；?yàn)閍a,母?；蚩赡転锳A或Aa， 只要母牛中具有Aa的數(shù)目大于3，仍能出現(xiàn)上述情況。從該牛群中選出多對(duì)有角牛與有角牛雜交，如果后代出現(xiàn)無角牛，則有角為顯性；若后代全為有角，則有角為隱性。二、以孟德爾對(duì)一對(duì)相對(duì)性狀分離現(xiàn)象的解釋為突破口，正確書寫遺傳圖解，并利用圖解正確理解和應(yīng)用隱性個(gè)體純合子的方法來分析問題（即隱性純合子突破法）：孟德爾以試驗(yàn)為基礎(chǔ)，對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果的分

6、析，并質(zhì)疑這一現(xiàn)象和結(jié)果的原因，在嚴(yán)謹(jǐn)周密的推理下，提出了自己的看法和解釋。這不能不說是科學(xué)規(guī)律發(fā)現(xiàn)的核心和關(guān)鍵所在。1、一對(duì)相對(duì)性狀實(shí)驗(yàn)的解析（假說）：（1）生物的性狀由遺傳因子控制。控制顯性性狀的遺傳因子用大寫字母（如D），控制隱性狀性狀的遺傳因子用小寫字母（如d），遺傳因子具有獨(dú)立性。(2)生物體細(xì)胞中的遺傳因子是成對(duì)存在的。那么，顯性個(gè)體的遺傳因子（基因）組成有DD/Dd，隱性個(gè)體的基因組成只有dd其中遺傳因子組成相同的個(gè)體為純合子（如DD/dd），遺傳因子組成不同的個(gè)體為雜合子（如Dd）。從上述分析不難看出顯性個(gè)體的遺傳組成還不能確定，但隱性個(gè)體的遺傳組成一定為隱性純合子：dd（3）

7、配子中只含有每對(duì)遺傳因子中的一個(gè)。生物體形成生殖細(xì)胞配子時(shí)，成對(duì)的遺傳因子分離，分別進(jìn)入不同的配子中。由此不難得出純合子只能產(chǎn)生一種配子，雜合子能產(chǎn)生兩種配子。（4）受精、時(shí)，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的。 由此得知純合子只有一種受精方式，而雜合子可能有兩種受精方式應(yīng)用：假說能合理地解釋試驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果說明假說的合理性。（1）根據(jù)假說正確書寫并分析高莖豌豆與矮莖豌豆的雜交實(shí)驗(yàn)遺傳圖解：P 高莖 X 矮莖 DD dd配子 D dF1 Dd (高莖)F1 高莖 x 高莖 Dd D d 配子 D d D dF2 DD Dd Dd dd遺傳組成 1DD 2Dd 1dd性狀分離比 3高莖 ： 1矮莖強(qiáng)調(diào)：注意書

8、寫遺傳圖解的規(guī)范與完整。第一，要注明P、F1、F2、或者親代、子一代、子二代；第二、寫明各代的基因型、表現(xiàn)型，各代之間用 連接；第三、注意圖解中的各種類型的比例。（2）推理與應(yīng)用：隱性純合子突破法確定親本遺傳因子的組成。隱性純合子突破法：即子代出現(xiàn)的隱性性狀其基因組成一定為隱性純合子(aa)，其中一個(gè)a來自父本，一個(gè)a來自母本.即親代基因組成必然都含有一個(gè)a基因，然后在根據(jù)親代的表現(xiàn)型做進(jìn)一步的判斷，確定親本的基因組成。（3）推理與應(yīng)用：純合子與雜合子的判斷純合子：純合子自交，其子代性狀與親本一樣，不會(huì)出現(xiàn)性狀分離。雜合子：雜合子自交，其子代往往會(huì)出現(xiàn)性狀分離說明：這一規(guī)律對(duì)于自花受粉的植株是

9、判斷純合子與雜合子最好的方法。2、示例：（1）牛的毛色有黑色和棕色，如果兩頭黑牛交配，產(chǎn)生了一條棕色牛。請(qǐng)回答： 黑色和棕色哪種毛色是顯性？若用B、b表示控制毛色的顯性與隱性遺傳因子，寫出上述兩頭黑牛及子代棕牛的遺傳因子組成分析：根據(jù)題意:黑 X 黑 棕 ，可以判斷出牛的毛色的顯、隱性，即黑為顯性，棕為隱性。根據(jù)棕色是隱性個(gè)體，隱性個(gè)體為隱性純合子這一規(guī)律，從而確定親本的顯性黑色個(gè)體均為攜帶隱性遺傳因子的雜合子。答案：黑色為顯性，棕色為隱性。兩頭黑牛的遺傳因子組成均為Bb,子代棕牛的遺傳因子組成為bb。三、以假說-演繹法來推理，并科學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證假說為核心，探求規(guī)律,并將這一規(guī)律加以靈活運(yùn)用

10、。1、孟德爾應(yīng)用自己的解釋合理分析了一對(duì)相對(duì)性狀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，又根據(jù)解釋推理，設(shè)計(jì)了檢測F1遺傳因子組成的實(shí)驗(yàn)測交實(shí)驗(yàn)：即用顯性個(gè)體F1與隱性個(gè)體交配。那么孟德爾是如何推導(dǎo)的呢？按照解釋，F(xiàn)1遺傳組成為Dd，它可以與親本DD、或dd回交，也可以與Dd自交。若F1與顯性親本DD交配，子代全為顯性高莖，無法檢測F1的遺傳組成；若F1與Dd交配，又是原來的自交結(jié)果，仍為假設(shè)情況，也不能說明F1的遺傳組成；而F1與隱性親本dd交配，按照解釋F1應(yīng)為雜合子，會(huì)有如下遺傳圖解結(jié)果： 高 矮F1測交： Dd X dd配子 D d d 測交后代 Dd (高) dd（矮） 比例 1 ： 1這一測交實(shí)驗(yàn)妙就妙在利用

11、隱性個(gè)體為隱性純合子，不僅只能產(chǎn)生一種配子，且并不影響F1產(chǎn)生的配子其遺傳因子在子代中對(duì)性狀控制，同時(shí)也正好說明在生物體遺傳因子在形成生殖細(xì)胞時(shí)遺傳因子的的獨(dú)立性與分離性，即雜合子Dd可產(chǎn)生D和d兩種配子。孟德爾的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與假設(shè)完全吻合，也就說明了原來的假設(shè)與解釋的正確性，從而也就得出了遺傳第一定律分離定律：在生物的體細(xì)胞中，控制同一性狀的遺傳因子成對(duì)存在，不相融合（即獨(dú)立性）。在形成配子時(shí)，成對(duì)的遺傳因子分離，分離后的遺傳因子分別進(jìn)入不同的配子中，隨配子遺傳給后代（即分離性）。推理及應(yīng)用：在確定了顯、隱性的情況下，根據(jù)孟德爾這一測交實(shí)驗(yàn)，我們經(jīng)常利用測交實(shí)驗(yàn)來檢測顯性個(gè)體是否為雜合子，尤其對(duì)

12、于動(dòng)物個(gè)體較為方便。根據(jù)子代性狀分離比1：1，也可以確定親本是測交交配2、示例：（1）研究表明，有一種基因型會(huì)導(dǎo)致某種鼠類的死亡。下面是對(duì)該鼠類黃毛和黑毛這對(duì)性狀的觀察結(jié)果：黃毛鼠之間的交配產(chǎn)生的后代中黃毛鼠與黑毛鼠之比為2：1黃毛鼠與黑毛鼠交配，后代中黃毛鼠與黑毛鼠之比為1：1黑毛鼠間的交配后代只出現(xiàn)黑毛鼠請(qǐng)確定這對(duì)性狀的顯隱性，哪種遺傳因子組成致死，并寫出上述交配的遺傳圖解。分析：要確定顯隱性看需分析這三種交配情況：黃X黃 2黃 + 1黑 黃 X 黑 1黃 + 1黑 黑X黑 黑 只有符合性狀分離現(xiàn)象，根據(jù)可確定黃為顯性，黑為隱性。且根據(jù)隱性純合子突破法確定中親本為雜合子。符合測交，可確定其

13、中的黃為雜合子。則為隱性純合子自交。那么到底哪種遺傳因子組成致死？其實(shí)只要寫出圖解便可初步確定顯性純合子為致死遺傳因子組成。答案：黃毛為顯性，黑毛為隱性。顯性純合子致死。遺傳圖解如下：顯性遺傳因子A ，隱性遺傳因子a P Aa X A a P Aa X aa 黃 黃 黃 黑 F1 1AA ：2Aa ：1aa F1 Aa ： aa (致死) 黃 黑 黃 黑性狀分離比 2 ： 1 性狀分離比 1 ： 1 P aa X aa 黑 黑 F1 aa 黑四、借鑒孟德爾的科學(xué)思維方法，以設(shè)計(jì)試驗(yàn)，提升推理和分析應(yīng)用能力為目的，解決實(shí)際問題。遺傳規(guī)律是指在有性生殖過程中，遺傳因子在親代與子代之間傳遞規(guī)律。由于

14、遺傳因子和它的行為變化難以觀察，而它控制的性狀在親子代中的具體表現(xiàn)就容易觀察，因此，我們通?？筛鶕?jù)性狀表現(xiàn)來推知遺傳因子在傳種接代過程中的遺傳行為。遺傳規(guī)律是孟德爾通過不斷的試驗(yàn)分析而得到。那么在具體的環(huán)境和條件下，還是具體問題具體分析，但雜交方法、性狀分析方法、配子形成規(guī)律等是可以通用的。也就基于此，我們便可以按要求來操作。另外，孟德爾遺傳第一規(guī)律在實(shí)踐中的一個(gè)重要應(yīng)用就是在雜交育種上，如何設(shè)計(jì)雜交實(shí)驗(yàn)來培育所需性狀的純種？示例：1、已知純種的粳稻與糯稻雜交，F(xiàn)1全為粳稻。粳稻中含直鏈淀粉遇碘呈藍(lán)黑色（其花粉粒的顏色反應(yīng)也相同），糯稻含支鏈淀粉，遇碘呈紅褐色（其花粉粒的顏色反應(yīng)也相同）。現(xiàn)有

15、一批純種粳稻和糯稻，以及一些碘液。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)不同方案來驗(yàn)證遺傳第一定律：分離規(guī)律。（實(shí)驗(yàn)過程中可自由取用必要實(shí)驗(yàn)器材。遺傳因子用M和m表示）。實(shí)驗(yàn)方法：方案一實(shí)驗(yàn)步驟： 實(shí)驗(yàn)預(yù)期現(xiàn)象： 對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋： 實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 方案二實(shí)驗(yàn)步驟： 實(shí)驗(yàn)預(yù)期現(xiàn)象： 對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋： 實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 分析：遺傳第一定律控制同一性狀的遺傳因子成對(duì)存在，不相融合。在形成配子時(shí)，成對(duì)的遺傳因子分離，分離后的遺傳因子分別進(jìn)入不同的配子中，隨配子遺傳給后代。即成對(duì)遺傳因子在生物體形成生殖細(xì)胞時(shí)必然分離。要驗(yàn)證這一規(guī)律，即要說明F1為雜合子，在形成配子時(shí)產(chǎn)生兩種不同配子。那么根據(jù)題意一種是利用花粉的顏色反應(yīng)直接鑒定F1產(chǎn)生的花

16、粉粒，直接檢查花粉粒即配子的種類；另外可運(yùn)用孟德爾創(chuàng)造的測交法來檢測F1的遺傳因子組成及形成配子的情況。此外也可以運(yùn)用孟德爾的一對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)方法來檢測F1的遺傳因子組成及形成配子的情況。答案：方案一：運(yùn)用F1花粉鑒定法。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）首先讓純種粳稻和糯稻雜交，獲取F1雜合粳稻。（2）F1開花時(shí)取其一個(gè)成熟花藥，擠出花粉，置于載玻片上，滴一滴碘液并用顯微鏡觀察）。實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象為：花粉粒中一半呈藍(lán)黑色，一半呈紅褐色。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋：F1在產(chǎn)生配子的過程中產(chǎn)生了一種含M基因的配子（藍(lán)黑色）和一種含m基因的配子（呈紅褐色）。結(jié)論：F1產(chǎn)生配子的過程中所含遺傳因子M和m分離，并最終形成了兩種不同的

17、配子，從而直接驗(yàn)證了基因的分離規(guī)律。方案二：采用測交法加以驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）首先讓純合的粳稻與糯稻雜交，獲取F1雜合粳稻。（2）讓F1雜合粳稻與糯稻測交，觀察后代性狀分離現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)預(yù)期現(xiàn)象為：測交后代應(yīng)出現(xiàn)兩種不同表現(xiàn)類型且比例為11。解釋：依據(jù)測交使用的糯稻為純合體只產(chǎn)生一種含糯性基因的配子，后代既然出現(xiàn)兩種表現(xiàn)型，粳稻（含M）和糯稻（含m，且為mm純合），則F1必然產(chǎn)生兩種類型配子，即M和m）。結(jié)論：F1中必然含有遺傳因子M和m，且M和m這對(duì)遺傳因子在Fl產(chǎn)生配子的過程中必定彼此分離，最終產(chǎn)生了兩種不同的配子，從而驗(yàn)證了基因的分離規(guī)律）。方案三：運(yùn)用自交法加以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)步驟：（1）首先讓

18、純合的粳稻與糯稻雜交，獲取F1雜合粳稻。（2）讓F1雜合粳稻自交，觀察后代性狀分離現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)預(yù)期現(xiàn)象為：F2代應(yīng)出現(xiàn)兩種不同表現(xiàn)類型且比例為31。解釋：F1為雜合的粳稻，后代既然出現(xiàn)兩種表現(xiàn)型，粳稻（含M）和糯稻（含m，且為mm純合），則F1必然產(chǎn)生兩種類型配子，即M和m）。結(jié)論：F1中必然含有遺傳因子M和m，且M和m這對(duì)遺傳因子在Fl產(chǎn)生配子的過程中必定彼此分離，最終產(chǎn)生了兩種不同的配子，從而驗(yàn)證了基因的分離規(guī)律）2、云南昆明研究所在野生獼猴中發(fā)現(xiàn)了一只極為罕見的白色雄性獼猴。為了盡快利用這只白色獼猴繁殖一種白色獼猴群，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出交配實(shí)驗(yàn)方案。分析：常色的野生獼猴與罕見的白色獼猴是一對(duì)相對(duì)性狀。想要繁殖白色獼猴群，最好要繁殖出白色的雌性、白色的雄性獼猴純種。要實(shí)現(xiàn)這一目的，可以先讓該只白色雄性獼猴與常色野生雌性獼猴交配，看子代獼猴的毛色情況。若子代出現(xiàn)白色獼猴則選出進(jìn)行交配；若子代都為常色猴，則讓子代的雌性獼猴與白色獼猴親本交配。答案：首先讓這只白色獼猴與多只野生獼猴交配，