高中生物人教版 (新课标)必修2《遗传与进化》第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）第1课时教学设计

第2节  孟德尔的豌豆杂交实验（二）

●从容说课

本小节主要讲述了控制不同性状的遗传因子的传递规律。按照从现象到本质的顺序，教材先介绍了孟德尔在两对相对性状遗传实验中发现的自由组合现象，接着讲述了孟德尔对自由组合现象的解释，以及对自由组合现象解释的验证——测交实验，最后归纳出自由组合定律的内容。这一部分内容仍然是按照孟德尔揭示分离定律时所采用的“发现问题→提出假设→实验验证→得出结论”这样一种科学思维过程来呈现的，建议在教学中以演绎推理为主线，使学生在积极的思维想象和推理过程中完成本部分的教学内容。在讲述了自由组合定律内容后，教材中以“思考和讨论”的形式来学习孟德尔获得成功的原因，以及孟德尔遗传规律的再发现，这就为学生自主学习和合作学习提供了机会，也为提高学生科学素养提供了素材。最后课本中提到，孟德尔的“遗传因子”就是现代遗传学上的“基因”，它是由丹麦生物学家约翰逊易名的，同时还提到基因型、表现型、等位基因的概念，这为后面相关内容的学习埋下了伏笔。

在本节课的教学中，应适时地将第一节的相关内容迁移到本节教学活动中，及时巩固，加深理解。如结合两对相对性状的遗传，引导学生判断显性性状、隐性性状；结合两对相对性状的测交实验，帮助学生巩固、延伸有关测交和杂合子的概念；结合课堂练习以及杂交育种的实例，说明自由组合定律在生产实际中的应用，为学习第6章中杂交育种的内容打基础。

●三维目标

1.知识与技能

（1）阐明孟德尔的两对相对性状的杂交实验及自由组合定律。

（2）分析孟德尔遗传实验获得成功的原因。

（3）说出基因型、表现型和等位基因的含义。

2.过程与方法

（1）通过自主、互动、讨论等过程式教学，培养学生自主学习、勇于思考、善于表达等能力。

（2）在对两对相对性状遗传结果进行分析时，通过演绎推理的方法，调动学生的想象力，培养学生的逻辑推理能力。

3.情感态度与价值观

（1）通过孟德尔豌豆杂交实验所揭示的自由组合定律的学习，对学生进行辩证唯物主义实践观的教育。

（2）通过对孟德尔获得成功的原因的总结，培养学生严谨求实的科学态度，培养学生的探究意识和创新精神。

●教学重点

（1）对自由组合现象的解释，阐明自由组合定律。

（2）分析孟德尔遗传实验获得成功的原因。

●教学难点

对自由组合现象的解释。

●教具准备

多媒体课件。

●课时安排

2课时

第1课时

●教学过程

［课前准备］

1.教师制作本节课的多媒体课件。

2.布置学生复习分离定律的知识，并总结孟德尔进行科学研究的基本过程。

3.学生按以下预习提纲自主学习本节课的内容，为课上的分析和讨论做好准备。

（1）孟德尔两对相对性状的遗传实验是怎样设计的？

（2）F1代的性状表现是什么？说明了什么问题？

（3）F2代的性状表现有几种？比值是多少？为什么出现了两种新的性状？

（4）分析每对相对性状的遗传是否符合分离定律。

（5）孟德尔是如何对自由组合现象进行解释的？

（6）课本P10旁栏思考题。

［情境创设］

日常生活中我们常见到这样的现象：同是一对夫妇生下的孩子存在着许多差异，有的孩子表现了父亲的特征，又有与母亲相似的性状，这是什么原因呢？原来任何生物都不止表现一种性状，后代表现的性状可以是亲本性状的组合。那么，在传宗接代的过程中，亲代的多种多样的性状又是遵循什么规律传给后代的呢？孟德尔通过豌豆两对相对性状的遗传实验，揭示出了遗传的第二个基本定律——自由组合定律。

教师导入课题：第2节  孟德尔的豌豆杂交实验（二）

［师生互动］

师：孟德尔揭示分离定律时所采用的科学研究的基本过程是怎样的？

生：发现问题→提出假设→实验验证→得出结论。

师：非常正确。今天我们学习的孟德尔自由组合定律的揭示仍然经历这一科学研究过程，同学们在学习过程中要用心体会，认真把握。孟德尔的问题是通过两对相对性状的杂交实验发现的。

1.相对性状的杂交实验（发现问题）

教师用课件分步显示杂交实验过程并仔细讲解，如何去雄，怎样传粉，正交、反交及F1自交等。

师：孟德尔是用豌豆的哪两对相对性状来进行实验的？

生：豌豆种子的粒色：黄色和绿色；豌豆种子的粒形：圆粒和皱粒。

师：F1代的性状表现是什么？说明了什么问题？

生：无论正交和反交，F1代全为黄色圆粒，说明黄色对绿色为显性，圆粒对皱粒为显性。

师：F1自交，F2代出现了几种性状表现？比例是多少？与亲代相比有什么不同？

生：F2代出现了四种性状表现：黄色圆粒315粒、黄色皱粒101粒、绿色圆粒108粒、绿色皱粒32粒，其比例接近9∶3∶3∶1。与亲代相比，F2代不仅出现了两种与亲代相同的性状，即亲本性状——黄色圆粒和绿色皱粒，而且出现了两种与亲本不同的新性状即重组性状——黄色皱粒和绿色圆粒。

师：F2代中两种新性状（重组性状）与亲本性状有什么关系？

生：刚好是两亲本不同性状的重新组合的结果，即黄色可以和圆粒拆开与皱粒组合，绿色可以和皱粒拆开与圆粒组合。

师：如果就每一对相对性状单独分析，即黄∶绿和圆∶皱分别是多少？这说明了什么？

生：粒色：黄色∶绿色=（315+101）∶（108+32）=416∶140≈3∶1

粒形：圆粒∶皱粒=（315+108）∶（101+32）=423∶133≈3∶1

上述数据说明，豌豆的粒色和粒形这两对相对性状的遗传都遵循了分离定律，并且一对相对性状的分离对其他相对性状没有影响。

师：两对相对性状实验中F2的9∶3∶3∶1数量比与一对相对性状实验中F2的3∶1数量比有什么关系？

生：从数学角度分析，9∶3∶3∶1是（3∶1）2的展开式。通过前面的分析可知，两对相对性状的遗传结果，是每对相对性状独立遗传结果3∶1的乘积——（3∶1）2，即（3黄∶1绿）（3圆∶1皱）=9黄圆∶3黄皱∶3绿圆∶1绿皱。

师：分析得很好。那么，为什么F1代只有黄色圆粒一种性状？F2代为什么会出现黄色皱粒和绿色圆粒两种新性状（重组性状）？其实质是什么？这就是孟德尔在实验中所发现的问题，孟德尔是如何解释这一现象的呢？

2.对自由组合（提出假说）现象的解释

师：孟德尔首先假设豌豆的两对相对性状分别由两对不同的遗传因子控制，且这两对遗传因子在传递过程中彼此是独立的。

根据上节课的学习我们知道，孟德尔认为性状是由遗传因子来控制的，遗传因子在体细胞中成对存在，那么黄色圆粒和绿色皱粒的体细胞中有几对遗传因子？如果用Y（y）和R（r）来表示粒色和粒形，那么纯种的黄色圆粒和纯种的绿色皱粒豌豆的遗传因子组成如何表示？

生：分别有2对遗传因子，黄色圆粒可用YYRR表示，绿色皱粒可用yyrr表示。（此处边问边画遗传图解来加强学生的理解和记忆）

师：上节课我们还学到遗传因子在配子里是成单存在的，那么上述两个亲本产生的配子的遗传因子又是如何表示的？

生：纯种黄色圆粒产生的配子可用YR表示，纯种绿色皱粒产生的配子可用yr表示。

师：两亲本杂交时产生的配子YR和yr结合，所产生F1的遗传因子组成就是YyRr。F1代体细胞中既有Y，又有y，既有R又有r，为什么F1表现出的是黄色圆粒呢？

生：因为Y对y具有显性作用，R对r具有显性作用，所以F1表现出来的是Y和R所对应的性状，即黄色圆粒。

师：根据分离定律，每对遗传因子都要彼此分离，同时孟德尔还假设，不同对的遗传因子可以自由组合。既然是自由组合，F1能产生几种配子呢？

教师用课件形象直观地展示F1在形成配子时，不同对遗传因子之间的自由组合行为，请学生认真观察后回答问题。

生：Y可以与R或r组合，y可以与R或r组合，即产生YR、Yr、yR、yr四种配子。

师：孟德尔认为，在这个过程中每对遗传因子的分离以及不同对遗传因子之间的自由组合是彼此独立、互不干扰的，且分离和组合是同时进行的。这样，F1产生的雌配子和雄配子就各有四种：YR、Yr、yR、yr，并且它们之间的数量比是1∶1∶1∶1。受精时，由于雌雄配子的结合是随机的，那么配子的结合方式有几种？F2中的性状表现和遗传因子的组成形式各有几种？

学生活动：自己画出该杂交实验的遗传图解，并归纳总结老师提出的问题。结果如下：

师生进行总结，得出以下几种规律来：

图1－2－1               图1－2－2             图1－2－3

（1）F1配子组合方式16种。

（2）F2性状表现4种，出现在各三角形中，如图1－2－1所示：

①黄色圆粒（Y_R_）出现于最大的三角形的三角和三边上（YYRR、YYRr、YyRR、YyRr），共占9/16；

②黄色皱粒（Y_rr）出现于次大三角形的三个角上（YYrr、Yyrr），共占3/16；

③绿色圆粒（yyR_）出现于小三角形的三个角上（yyRR、yyRr），共占3/16；

④绿色皱粒（yyrr）出现于一个点上（yyrr），共占1/16。

（3）F2遗传因子的组成方式9种：

①纯合子（YYRR、YYrr、yyRR、yyrr）位于一条对角线上（如图1－2－2所示），每种各占1/16，共占4/16；

②双杂合子即两对遗传因子的杂合子（YyRr）位于另一条对角线上（如图1－2－2所示），共占4/16；

③单杂合子即一对遗传因子的杂合子（YYRr、YyRR、Yyrr、yyRr）以纯合子对角线为轴而呈对称分布（如图1－2－3所示），每种各占2/16，共占8/16。

（4）9种遗传因子组合形式可作如下规律性的排列（用F2中每对遗传因子组合形式及比例相乘的方法得出如下结果），每种遗传因子组合形式前的系数即为其比例数，见下表：

［教师精讲］

1.利用分离定律结合数学概率来分析两对相对性状的杂交实验的几个关键性结论。

第一步：利用分离定律分别分析各对相对性状F2的基因型、表现型及比例。

第二步：利用数学概率——乘法原理进行计算。子代基因型的数量比应该是各对基因型相应比值的乘积；子代表现型的数量比也应该是各对表现型相应比值的乘积。

我们以F2代中的黄色皱粒为例：黄色和皱粒是两个相对独立的事件，它们单独出现的概率分别是3/4和1/4，在后代中出现了黄色皱粒个体，就表明黄色和皱粒这两个事件，能在同一个体上同时出现，既然是同时出现，那么我们就应用乘法原理，黄色皱粒豌豆的概率为3/4×1/4=3/16。依次类推：

黄色圆粒：3/4×3/4=9/16

绿色圆粒：1/4×3/4=3/16

绿色皱粒：1/4×1/4=1/16

同理，F2中各种遗传因子组成的概率也可用此法计算出来。

这几个结论和前面孟德尔用棋盘法分析所得到的结论完全一致，表明这种数学解法是正确的（这种方法也叫逐对分析法）。

［评价反馈］

1.具有两对相对性状的纯种个体杂交，在F2出现的性状中：

（1）双显性性状的个体占总数的_____________。

（2）能够稳定遗传的个体占总数的_____________。

（3）与F1性状不同的个体占总数的_____________。

（4）与亲本性状不同的个体占总数的_____________。

答案：（1）9/16  （2）1/4  （3）7/16  （4）3/8或5/8

2.假定某一个体的遗传因子组成为AaBbCcDdEEFf，此个体能产生配子的类型为

A.5种    B.8种    C.16种    D.32种

解析：此个体共考虑了六对遗传因子，先考虑每对遗传因子产生的配子种类，然后根据乘法原理，该个体产生的配子种类就是每对遗传因子产生的配子种类的乘积，即2×2×2×2×1×2=32。

答案：D

3.若遗传因子组成AaBbCCDDee与AABbCcDDEe交配，在子代中，纯合子的比例是

A.1/4    B.1/8    C.1/16    D.1/32

解析：如果一个个体是纯合子，那么它的每一对遗传因子都必须纯合。本题采用逐对分析法。首先逐对分析每一对遗传因子产生纯合子的概率：AA×Aa→1AA∶1Aa，产生纯合子的几率是1/2；Bb×Bb→1BB∶2Bb∶1bb，产生纯合子的几率是1/2；CC×Cc→1CC∶1Cc，产生纯合子的几率是1/2；DD×DD→DD，产生纯合子的几率为1；ee×Ee→1Ee∶1ee，产生纯合子的几率是1/2。再将这些几率相乘，即得出子代纯合子的几率为：1/2×1/2×1/2×1×1/2=1/16。

答案：C

4.白色盘状南瓜和黄色球状南瓜杂交，F1全为白色盘状南瓜，若F2中纯合白色球状南瓜有1 000个，从理论上计算，F2中杂合黄色盘状南瓜的数目是

A.1 000个   B.2 000个   C.3 000个   D.4 000个

解析：根据题意，白色盘状×黄色球状→白色盘状，说明白色和盘状均为显性，分别用A、B表示其遗传因子。黄色与球状的遗传因子分别用a、b表示，列出遗传图解：

F2中的组合数16，表现型4种，遗传因子组成9种。其中纯合白色盘状南瓜（AABB）占1/4×1/4=1/16，共有1 000个。而杂合黄色盘状南瓜（aaBb）占1/4×1/2=1/8=2/16，其数量应该是2×1 000=2 000个。

答案：B

 ［课堂小结］

本节课我们主要学习了孟德尔两对相对性状的遗传实验及对实验现象的解释，重点掌握子二代（F2）出现新性状是由于遗传过程中控制不同性状的遗传因子发生了自由组合；此外还应该对子二代（F2）中9种基因型和4种表现型的规律进行理解记忆，以便在以后的解题过程中直接应用。

［布置作业］

P12基础题2，P12拓展题。

［课后拓展］

尝试用当地某种生物（如豌豆、玉米、番茄、果蝇、豚鼠等）做有性杂交实验，分析该生物的两对相对性状的遗传情况并写成小论文。

●板书设计

第2节  孟德尔的豌豆杂交实验（二）

一、两对相对性状的遗传遗传实验

二、对自由组合现象的解释

F2代中结合方式16种，遗传因子组合形式9种，性状表现4种，比例为9∶3∶3∶1。

●习题详解

见第2课时相应内容。

●备课资料

见第2课时相应内容。