遺傳因子的發現(通用3篇)
遺傳因子的發現 篇1
教學目標
(一)知識目標
掌握證明dna是遺傳物質的兩個實驗的過程和原理,以及從實驗中得出的結論(dna是遺傳物質)。
(二)能力目標
通過重演科學家發現dna是主要遺傳物質的過程,學會科學研究的方法和實驗設計的基本步驟。
(三)情感目標
1、概述人類對遺傳物質的探索過程,認同科學認識是不斷深化、不斷完善的過程。
2、通過學生自己設計驗證性實驗,培養分析問題、解決問題的能力,發展科學思維和創新的能力。
(四)重點難點
1、重點:肺炎雙球菌轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的原理和過程。
2、難點:肺炎雙球菌轉化實驗的原理和過程。
課時說明
本節內容1課時,授課過程(包括與學生的互動)大約用時30 min,例題解析以隨堂練習的方式完成,課后練習可作為作業。對于例題解析和課后練習可根據時間情況靈活選用。
導入:有趣的生物遺傳現象
1、種瓜得瓜,種豆得豆。
2、龍生龍,鳳生鳳,老鼠的兒子會打洞。
另外,“老子英雄兒好漢”“將門生虎子”也在一定程度上說明了遺傳的作用(這兩句俗語還要考慮家庭教養環境的影響,與本文無關,不再贅述)。
概括:生物親代與子代之間,在形態、結構和生理功能上常常相似,這就是遺傳現象。
一、人類對遺傳本質的探究
19世紀中葉,孟德爾通過植物的雜交實驗提出生物的每一個性狀都是通過遺傳因子(后稱基因)來傳遞的。遺傳因子在體細胞中成對存在,在減數分裂形成的配子中成單存在,配子結合(受精作用)后,遺傳因子又恢復到成對狀態。
19世紀末,科學家研究了生物生殖過程中細胞的有絲分裂、減數分裂和受精過程,了解到染色體的活動有一定的規律:體細胞(2n);配子(n);受精卵(2n)。
據此,有人設想:莫非遺傳因子就是染色體,一條染色體就是一個遺傳因子?這不可能,因為生物的性狀很多,而染色體的數目有限。那么,一定是一個染色體上有許多個遺傳因子(基因)。基于這樣的認識,19xx年薩頓和鮑維里提出遺傳因子存在于染色體上的假說。后來事實證明了這一點。
仲老師語錄:
在人類前行的文明史上,每一個偉大的假設都跟隨著一個偉大的發現。:)
在證明dna是遺傳物質還是蛋白質是遺傳物質的實驗中最關鍵的設計思路是什么?
(必須將蛋白質與dna分開,單獨、直接地觀察它們的作用,才能確定究竟誰是遺傳物質。)
二、dna作為遺傳物質具備的條件
1、分子結構具有相對的穩定性,但在特殊情況下又能產生可遺傳的變異;
2、能自我復制,前后代保持一定的(連續性);
3、能指導蛋白質的合成,從而控制生物的新陳代謝和性狀;
4、具有存儲巨大數量遺傳信息的能力。
什么結構或物質具備這些條件呢?
三、核酸(dna、rna)是遺傳物質的實驗證據
證據一:肺炎雙球菌的轉化實驗——dna是遺傳物質
(一) 格里菲思細菌轉化實驗
1、兩種菌落的比較
菌落
莢膜
毒性
r型細菌菌落
粗糙
無莢膜
無毒
s型細菌菌落
光滑
有莢膜
有毒
2、實驗過程
3、小結
步驟
方 法
現 象
結 論
1
r菌活菌注射
小白鼠正常
r菌無毒性
2
s菌活菌注射
小白鼠死亡
s菌能使小白鼠致病
3
s菌高溫滅活
小白鼠正常
加熱殺死的s菌不使小白鼠致死
4
高溫滅活:s菌+r菌
小白鼠死亡
死亡的s菌中可能有使r菌轉化因子
5
提取4實驗死鼠
發現s活菌
死亡的s菌能使r菌轉化為s菌
為什么第四組實驗將r型活細菌和加熱殺死后的s型細菌混合后注射到小鼠體內,導致小鼠死亡?(因為r型細菌轉化成了s型細菌,使小鼠患敗血癥而死亡.)
格里菲思實驗的結論是什么?
實驗結論:已經被加熱殺死的s型細菌中,必然含有某種促成這一轉化的活性物質(轉化因子)。
(二)艾弗里dna轉化實驗(圖解)
艾弗里的思路
1.實驗材料:選用肺炎雙球菌。
2.假 設:dna是遺傳物質。
3.實驗操作:將s型細菌中的多糖、 蛋白質、脂類和dna等提取出來,分別與r 型細菌進行混合。
4.預期結果:只有dna與r型細菌進行混合,才能使r型細菌轉化成s型細菌。
5.實驗結果:與預期結果吻合。
6.分析結論:dna是遺傳物質。
由此可見,科學家是設法把dna與蛋白質分開,從而單獨地、直接地去觀察dna的作用。
但是,艾弗里轉化實驗所使用的dna中仍然含有極少量的蛋白質。因此人們認為不能完全排除蛋白質的作用。那么,還有沒有更具有說服力的方法來證明dna是遺傳物質呢?
證據二:噬菌體侵染細菌的實驗——dna是遺傳物質
實驗過程及結果:
親代噬菌體
寄主細胞內
子代噬菌體
實驗結論
第一組實驗
32p標記dna
有32p標記dna
dna有32p標記
dna分子具有連續性,是遺傳物質
第二組實驗
35s標記蛋白質
無35s標記蛋白質
外殼蛋白質無35s
:某些不含有dna的病毒,其遺傳物質又是什么呢?
證據三:煙草花葉病毒侵染煙草的實驗——rna也是遺傳物質
結論:rna也是遺傳物質,蛋白質不是遺傳物質。
四、“千淘萬漉雖辛苦,吹盡黃沙始到金”:結論
想一想:
為什么說:“dna是主要的遺傳物質,染色體是遺傳物質的主要載體?”
dna(脫氧核糖核酸)
核酸(一切生物的遺傳物質)
rna(核糖核酸)
五、“欲窮千里目,更上一層樓”(超越科學家):自主探究
艾弗里的實驗雖然得到了大多數科學家的認可,但仍然有人提出了異議。你能分析一下這個實驗存在哪些不足嗎?應該怎樣改進呢?
六、“黃沙百戰穿金甲,不破樓蘭終不還”:例題解析
【例1】將分離后的s型有莢膜肺炎雙球菌的蛋白質外殼與r型無莢膜的肺炎雙球菌混合注入小白鼠體內,小白鼠不死亡,從其體內分離出來的仍是r型肺炎雙球菌。將分離后的s型肺炎雙球菌的dna與r型肺炎雙球菌混合注入小白鼠體內,則小白鼠死亡,并從體內分離出來了s型有莢膜的肺炎雙球菌。以上實驗說明 ( )
a、r型和s型肺炎雙球菌可以互相轉化
b、s型的蛋白質外殼可誘導r型轉化為s型
c、s型的dna可誘導r型轉化為s型,說明了dna是遺傳物質
d、r型的dna可使小鼠致死
【答案】c
【解析】將分離后的s型有莢膜肺炎雙球菌的蛋白質外殼與r型無莢膜的肺炎雙球菌混合注入小白鼠體內,小白鼠不死亡,說明s型有莢膜肺炎雙球菌的蛋白質不能控制產生出能致死的s型的肺炎雙球菌。將分離后的s型肺炎雙球菌的dna與r型肺炎雙球菌混合注入小白鼠體內則小白鼠死亡,并從體內分離出來了s型有莢膜的肺炎雙球菌,說明s型肺炎雙球菌的dna能控制形成新的s型有莢膜肺炎雙球菌,使生物致死。說明dna是遺傳物質。
【例2】用dna酶處理過的s型細菌不能使r型細菌發生轉化。下列關于這一實驗的敘述,不正確的是( )
a、這個實驗是為了證實dna的分解產物不是遺傳物質。
b、這個實驗是為了從反面證明dna是遺傳物質。
c、這個實驗證實dna的分解產物不是“轉化因子”。
d、這個實驗是艾弗里關于遺傳物質研究的重要工作之一。
【答案】a
【解析】這是艾弗里在證明dna是遺傳物質的過程中,為了進一步從反面證明dna是遺傳物質而做的一個實驗,它是關于遺傳物質研究的一個重要組成部分,其主要目的在于從反面證明dna是遺傳物質,而不是為了證明dna的分解產物是不是遺傳物質。
【例3】噬菌體侵染細菌的實驗中,子代噬菌體的蛋白質外殼是( )
a、在噬菌體dna的指導下,用細菌的物質合成的
b、在細菌dna的指導下,用細菌的物質合成的
c、在噬菌體dna的指導下,用噬菌體的物質合成的
d、在細菌dna的指導下,用噬菌體的物質合成的
【答案】a
【解析】當噬菌體侵染細菌時,注入到細菌細胞內的只有噬菌體dna,子代噬菌體的蛋白質外殼和dna都是在噬菌體dna的指導下,用細菌的氨基酸和脫氧核苷酸合成的。
【例4】下列能通過噬菌體侵染細菌實驗過程證實的是( )
a、dna能產生可遺傳的變異 b、dna是遺傳物質
c、dna能自我復制 d、dna能控制蛋白質合成
【答案】b、c、d
【解析】此實驗產生的子代噬菌體與親代噬菌體相似,無可遺傳變異產生。因親代噬菌體的dna進入細菌體內,蛋白質外殼留在外面,所以完成dna復制、指導子代噬菌體蛋白質外殼的形成等過程都是親代噬菌體dna分子的作用,同時證明了dna是遺傳物質。
噬菌體成分
細菌成分
核苷酸標記
32p
31p
氨基酸標記
32s
35s
【例5】某科學家做“噬菌體侵染細菌實驗”時,分別用同位素32p和35s做了標記(見下表):此實驗所得結果是子噬菌體和母噬菌體的外形及侵染細菌的特性均相同。請分析:
(1)子噬菌體的dna分子中含有的上述元素是;
(2)子噬菌體的蛋白質分子中含有的上述元素是;
(3)此實驗說明了 。
【答案】 (1) 32p、31p;(2) 35s; (3)dna是遺傳物質。
【解析】在噬菌體侵染細菌的實驗中,噬菌體的dna被注入細菌細胞內,并在細菌內以細菌的核苷酸為原料,以噬菌體的dna分子為模板合成許多和親代噬菌體一樣的dna。這樣在細菌內新形成的子代噬菌體的dna既有以細菌內的核苷酸為原料新合成的dna鏈,又有原來注入到細菌體內的親代噬菌體dna鏈。所以子噬菌體的dna分子中含有的上述元素是31p與32p。在噬菌體侵染細菌的過程中,在噬菌體dna注入細菌內時,噬菌體的蛋白質外殼留在細菌細胞外面。而子代噬菌體的蛋白質外殼則是以細菌內的氨基酸為原料合成的。所以子噬菌體的蛋白質外殼含35s元素。從上述分析得知子代噬菌體的dna含親代噬菌體dna中核苷酸的32p,說明親代噬菌體的dna傳遞到了子代,保持了遺傳物質的連續性,因此dna是遺傳物質。同樣分析能說明蛋白質不是遺傳物質。
【例6】下圖中,煙草花葉病毒(tmv)與車前草病毒(hrv) 的結構如a、b,侵染作物葉片的癥狀如c、d。
(1)用e去侵染葉片f時,葉片f患病的病狀與 相同。
(2)f上的病毒的蛋白質外殼是以 為模板,以 為場所合成的,所需的氨基酸來自 。
(3)e的子代病毒的各項特性都是由 決定的。
(4)本實驗證明 。
【答案】
(1)車前草病毒致病癥狀;(2)hrv的rna;作物葉片f細胞的核糖體;作物葉片f細胞內的氨基酸;(3)hrv的rna;(4)rna是遺傳物質。
【解析】 tmv與hrv兩種病毒都是由rna和蛋白質外殼組成,當以hrv的rna和tmv的蛋白質組成新的病毒,侵染煙草后,煙草表現為hrv的患病癥狀,說明遺傳物質是rna而不是蛋白質。
七、“紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行”:課后練習
(一)選擇題
1、下列①、②、③、④均是遺傳物質應具有的特點。噬菌體侵染細菌實驗能夠直接證實dna作為遺傳物質具有的特點是( )
①分子結構具有相對的穩定性 ②能夠自我復制,保持前后代的連續性
③能通過指導蛋白質合成,控制生物性狀 ④能產生可遺傳的變異
a.①② b.③④ c.①④ d.②③
2、下列只含一種核酸的生物是( )
a.病毒 b.酵母菌 c.小麥 d.變形蟲
3、 (1997年上海高考試題)關于病毒遺傳物質的敘述中,正確的是( )
a、都是脫氧核糖核酸 b、都是核糖核酸
c、同時存在脫氧核糖核酸和核糖核酸 d、有的是脫氧核糖核酸,有的是核糖核酸
4、染色體和dna的關系是( )
(1)dna位于染色體上, (2)染色體就是dna, (3)dna是染色體的主要成分,
(4)染色體和dna都是遺傳物質, (5)每條染色體上含有一個dna分子
a、(1)(3)(5) b 、(1)(2)(3) c、(2)(3)(4) d、(3)(4)(5)
5、噬菌體侵染細菌過程中合成的dna屬于( )
a、細菌的 b、噬菌體的 c、細菌或噬菌體的 d、細菌和噬菌體的
6、生物界形形色色、豐富多彩的根本原因在于( )
a、蛋白質的多種多樣 b、dna分子的復雜多樣
c、自然環境的多種多樣 d、非同源染色體組合形式多樣
7、用噬菌體去感染體內含32p的細菌,在細菌解體后含32p的是( )
a、子代噬菌體dna b、子代噬菌體蛋白質外殼 c、子代噬菌體所有部分 d、子代噬菌體不含32p
8、注射后能使小白鼠因患敗血病而死亡的是( )
a、r型肺炎雙球菌 b、加熱殺死后的r型肺炎雙球菌
c、加熱殺死后的s型肺炎雙球菌 d、加熱殺死后的s型肺炎雙球菌與r型細菌混合
9、蛋白質不是遺傳物質的原因之一是 ( )
a、它的含量很少 b、它不能自我復制 c、它與新陳代謝無關 d、它的種類很多
10、肺炎雙球菌轉化實驗中,發現無毒r型和被加熱殺死的有毒s型細菌混合后,在小鼠體內找到了下列類型的細菌 ( )
a、無毒r型、有毒s型 b、有毒r型、無毒s型 c、有毒r型、有毒s型 d、無毒r型、無毒s型
二、填空題
1、通過對生殖過程中,細胞的 、 和 過程進行研究,發現 在此過程中具有一定 性和 性。
2、作為遺傳物質必須具備哪些特點:① ; ② ;③ ; ④ ;
3、通過哪些實驗能證明核酸是遺傳物質?① ; ② ;③
4. 將有莢膜的s型肺炎鏈球菌注入到小白鼠體內會導致小白鼠因 而死亡,而無莢膜的r型細菌_____,但如果將r型細菌與加熱殺死后的s型細菌混合再注入到小白鼠體內則________,此實驗說明s型細菌體內存在著能使r型細菌轉化成s型細菌的________,經實驗證明這種物質是______。
5、科學家做了如下實驗:先用含放射性同位素35s的培養基培養細菌,使寄生在其體內的噬菌體被標記,然后用被標記的噬菌體去感染細菌,結果是在細菌和子代噬菌體內均未找到35s;又用放射性同位素32p標記噬菌體并讓它去感染細菌,結果發現,少數子代噬菌體中帶有32p。
(1)這個實驗證明了噬菌體感染細菌時,進入細菌中的物質是_________,而不是________。
(2)這個實驗說明起遺傳作用的物質是__________。
6、分析噬菌體侵染細菌的示意圖(見左圖),回答下列問題:
(1)圖c表明噬菌體侵染細菌時,留在細菌體外的物質是 ,注入細菌體內的物質是 。
(2)合成d、e、f中子代噬菌體的蛋白質外殼的原料是由 提供的,其合成場所是 。
(3)圖中的噬菌體在形態、大小等方面都完全相同。這說明噬菌體的性狀是由 傳給后代的,也證明 是遺傳物質。
(4)圖a→b→c表示細菌體內的(即dna)逐漸消失,這是因為 。
練習題參考答案:
一、選擇題
1、d 2、a 3、d 4、a 5、b 6、b 7、a 8、d 9、b 10、a
二、填空題
1、有絲分裂;減數分裂;受精作用;染色體;穩定性;連續性
2、略 3、略
4、患敗血病;小鼠正常;小鼠死亡;轉化因子;dna 5、(1)dna;蛋白質 (2)dna
6、(1)蛋白質;dna (2)細菌;細菌的核糖體 (3)dna;dan (4)dna復制是半保留復制
遺傳因子的發現 篇2
關于“肺炎雙球菌轉化實驗”中一個難點的分析
在格里菲斯的實驗中,單獨注射加熱殺死的s型細菌,小鼠不死亡,而將其與活的r型細菌混合后注射則小鼠死亡。于是格里菲斯由此得出結論:被加熱殺死的s型細菌中含有某種能將無毒性的r型細菌轉化成有毒性的s型活細菌的活性物質(后來證實該活性物質是dna)。
那么,我們不禁要問,既然s型細菌已經被加熱殺死,為什么還會含有“活性物質”?要弄清這個問題,首先要了解蛋白質和核酸(dna)的性質。
一、蛋白質的性質
蛋白質是一類具有生物活性的重要的大分子有機化合物,它具有非常復雜的結構。早在上世紀30年代,我國生物化學家吳憲就已提出,天然蛋白質分子因環境的種種關系,從有秩序而緊密的構造,變為無秩序而松散的構造,這就是變性作用。
能引起蛋白質變性的因素很多,物理因素有高溫、高壓、劇烈振蕩;化學因素有強酸、強堿、重金屬鹽等。
蛋白質變性的主要特征就是生物活性的喪失。蛋白質的生物活性是指蛋白質所具有的酶、激素、毒素等的生物學功能。我們從人教版高中生物必修1《分子與細胞》中已經知道,“一切生命活動都離不開蛋白質,蛋白質是生命活動的主要承擔者。”
由于加熱(60 ℃~100 ℃)處理使s型細菌的蛋白質外殼因變性而喪失生物活性,從而導致s型細菌死亡。如前所述,蛋白質的“毒素”功能也同時喪失。因此,單獨注射被殺死的s型細菌對小鼠沒有毒性,因而小鼠也就不會死亡。
蛋白質變性作用有許多實際應用。如豆腐是大豆蛋白質的濃溶液加熱加鹽而成的變性蛋白質凝固體;臨床上急救誤服重金屬鹽的病人可進食大量乳品或蛋清,使蛋白質與該重金屬結合成變性的不能為消化道吸收的蛋白質,從而達到解毒的目的;用紫外線或酒精進行消毒滅菌是使微生物體內蛋白質變性而殺滅微生物。
二、核酸(dna)的性質
變性作用同樣也是核酸重要的理化性質。核酸的變性指核酸雙螺旋區的氫鍵斷裂,變成單鏈,并不涉及共價鍵的斷裂。溫度升高是引起核酸變性的一個重要因素。通常在70℃~85℃之間即可使核酸50﹪變性。
由于核酸變性只是氫鍵斷開,雙螺旋解體,所以當溫度逐漸降低時,在堿基互補的作用下,分離的核酸單鏈會重新聚合,雙螺旋結構得以恢復(必須逐漸降溫。如果驟然冷卻,可以防止核酸復性。但逐漸降溫不能使蛋白質復性)。
因此,只要我們控制適當的溫度,就可以僅僅使蛋白質變性,而dna仍然保持生物活性。事實上,在格里菲斯實驗中,格里菲斯是用65℃溫度對s型細菌進行加熱處理的。
當與r型細菌混合培養時,具有活性的s型細菌dna進入r型細菌體內,并利用r型細菌體內的化學成分進行dna復制,合成s型細菌的蛋白質,從而組成了具有毒性的s型細菌,使小鼠患病死亡
遺傳因子的發現 篇3
一、教學目標的確定
“分析孟德爾遺傳實驗的科學方法,闡明分離定律”是課程標準對本節內容提出的基本要求。本節教材的編寫特點也適于進行科學方法的教育,并且高中生具備一定的生物學基礎和較強的理性思維能力。基于以上考慮,制定了本節課的教學目標。
二、--思路
三、教學實施的程序
學生活動
教師的組織和引導
教學意圖
交流、探討身邊的生物遺傳現象是否符合“融合遺傳”的觀點。
第1課時
組織學生討論:哪些遺傳現象符合“融合遺傳”的觀點?哪些遺傳現象與“融合遺傳”相矛盾?
講述:列舉典型的實例,如不同顏色的牡丹花、桃花,黑毛羊與白毛羊等,說明生物的遺傳不遵循“融合遺傳”的客觀事實。
設疑:在140多年前孟德爾通過雜交實驗揭示了生物遺傳的基本規律。孟德爾為什么能揭示這一科學奧秘?組織學生交流對孟德爾的初步了解。
激發學生的探究欲望和學習興趣。 根據自己已有的知識,交流對孟德爾的初步認識。
講述:結合學生的匯報,主要對孟德爾做以下簡介。①孟德爾自幼酷愛自然科學,通過對自然科學和數學的學習,孟德爾具有了雜交可使生物產生變異的進化思想,以及應用數學方法分析遺傳學問題的意識。②在實踐中孟德爾選用豌豆、玉米、山柳菊等植物,連續進行了多年的雜交實驗研究,其中最成功的是豌豆實驗。③當時科學界開展對多種動植物的雜交實驗,孟德爾總結了前人的經驗,創新研究方法,如從單一性狀入手觀察分析遺傳結果;用前人從未在生物學研究領域用過的數學統計方法進行分析研究;敢于挑戰傳統的觀點,提出了顆粒遺傳的思想等。
設疑:豌豆具有哪些特點?為什么說孟德爾最成功的雜交實驗是豌豆雜交實驗?孟德爾是如何揭示生物遺傳奧秘的?
初步了解孟德爾在遺傳實驗研究中方法的創新、思維方式的創新、敢于沖破原有觀念的精神。
結合圖解,分析總結
1.為什么用豌豆作實驗材料,結果會可靠?
2.雜交實驗的含義是什么?
3.如何通過純種間的雜交獲得雜種后代?
概述自交、雜交的概念。
通過實例分析,辨析相對性狀的概念。
結合板圖,觀察分析一對相對性狀的遺傳實驗過程,總結顯性性狀、隱性性狀與相對性狀之間的關系。
講述:結合掛圖或幻燈片、課件講述豌豆的結構特點:①豌豆自花傳粉(且閉花受粉),結果是:自花傳粉(自交),產生純種;②豌豆花大,易于進行人工雜交;即去雄—套袋(防止其他花粉的干擾)—授粉(采集另一種豌豆的花粉,授到去掉雄蕊的花的柱頭上),獲得真正的雜種;③具有穩定遺傳的、易于區分的性狀,如豌豆莖的高度有懸殊的差異,通過觀察很容易區分,進行數據統計。
講述:結合上述內容,給出相對性狀、自交、雜交、正交和反交等概念。
設疑:孟德爾是如何通過豌豆雜交實驗來揭示分離定律的?
講述:邊板圖邊敘述一對相對性狀的遺傳實驗。
師生共同解決問題,為學生闡明“一對相對性狀的遺傳實驗”做鋪墊。培養學生的概括能力和理解能力。
在教師的引導下提出問題。
1.為什么子一代表現高莖?矮莖性狀消失了沒有?
2.為什么子二代又出現了矮莖?如果不用數學統計的方法分析遺傳結果,會發現f2呈現3∶1的數量比嗎?
3.在規律性的遺傳結果中,內含的實質規律是什么?
圍繞這些問題,進行短時間的討論。
給出顯性性狀、隱性性狀、性狀分離的概念。
培養學生的問題意識,給予學生發散思維、啟動已有知識的空間。使學生理解孟德爾的科學研究方法。
邊聽講邊掌握遺傳圖解的繪制要點,概述顯性遺傳因子與顯性性狀、隱性遺傳因子與隱性性狀之間的關系;說明純合子、雜合子的概念;概述孟德爾對性狀分離的解釋要點。 在學生討論的基礎上,結合一對相對性狀的遺傳圖解,引導學生分析:孟德爾是如何解釋子一代只出現顯性性狀的?為什么子二代會出現性狀分離,且分離比為3∶1? 師生共同解決疑惑的問題,強化對概念的學習。
結合圖解閱讀教科書,闡明孟德爾假說的內涵,概括孟德爾假說的要點。
(1)生物體的性狀是由遺傳因子決定的,遺傳因子之間既不會相互融合,也不會在傳遞中消失。
(2)體細胞中遺傳因子是成對存在的。
(3)生物體在形成配子時,成對的遺傳因子彼此分離,分別進入不同的配子中。
(4)受精時,雌雄配子的結合是隨機的。
遺傳圖解1 一對相對性狀雜交實驗圖解
在講解的基礎上,引導學生閱讀教科書,進一步理解孟德爾假說的含義。
培養自學能力,使學生在反饋、思考中進一步突破難點。 課下思考與討論,有可能的話繼續查閱相關的資料。
設疑引導學生課后思考:孟德爾假說與“融合遺傳”觀點的本質區別是什么?在人們還沒有認識到配子的形成和受精過程中染色體的行為變化時,你如何認識孟德爾假說的深刻意義?
遺傳因子分離、配子隨機組合真的能出現3∶1的結果嗎?
將課堂教學延伸到課外,開闊學生的思維,體會孟德爾假說的創新性。培養學生的思維能力。為下一節課教學做鋪墊。
依據自己已有的知識,講述自己的看法。
第2課時
針對上節課提出的問題組織學生交流自己的見解。
設疑:孟德爾在不知道遺傳因子是什么的情況下,用抽象的遺傳因子來分析雜交實驗結果。提出了遺傳因子在體細胞中成對存在,在配子中單個出現的假說,是超越自己時代的一種非凡的設想。生物體在進行有性生殖時,遺傳因子分離,配子隨機組合真能出現3∶1的性狀分離現象嗎?讓我們通過模擬實驗來體驗孟德爾的假說。
激發探究心理,明確模擬實驗的目的。
理解遺傳因子分離與配子隨機組合的意義。
學生閱讀性狀分離比的模擬實驗,思考以下問題。
1.兩個小桶代表什么?兩個小桶中的d小球和d小球代表什么?
2.為什么每個小桶內的d小球和d小球數目都是10個?
3.分別從兩個小桶內抓取一個小球組合在一起的含義是什么?
4.將抓取的小球放回原來的小桶內,搖勻,按步驟(3)重復做50~100次的含義是什么?
指導學生閱讀實驗的目的要求,明確相關的問題。
在學生閱讀的基礎上,幫助學生明確實驗要求。
1.兩個小桶分別代表生物體的精巢和卵巢;d小球和d小球分別代表含有顯性遺傳因子和隱性遺傳因子的配子。
2.每個小桶內的d小球和d小球數目都是10個,確保雌、雄配子數目相等。
3.分別從兩個小桶內抓取一個小球組合在一起的含義是:模擬雌、雄配子的隨機結合。
4.將抓取的小球放回原來的小桶內,搖勻,按步驟(3)重復做50~100次,是為了確保觀察樣本數目足夠多。雌、雄配子結合的機會相等。
準備實驗材料用具。巡回檢查、指導學生做實驗。
培養學生的閱讀能力、思維能力。
將模擬實驗與遺傳實驗相結合,明確每一實驗步驟的真正意義。
理解模擬實驗是進行科學研究的一種方法。
培養學生的實驗記錄能力、合作能力。
兩人一組,進行實驗記錄,統計結果。
各小組匯報實驗結果。
思考:為什么全班的實驗結果與預期的結果更接近?如果孟德爾在研究遺傳實驗時,只統計10株豌豆雜交結果,他還能正確解釋性狀分離現象嗎?
組織學生匯報,統計全班的實驗結果,引導學生將每個小組的實驗結果與全班總的實驗結果作比較,比較的結果說明了什么? 體驗用數學統計方法分析實驗結果的必要性。 理解遺傳因子分離、配子隨機組合的意義。體會孟德爾提出的假說的含義。
將實驗結果與孟德爾的雜交實驗結果作比較,幫助學生理解“實驗樣本數量足夠大,是滿足統計學規律的必要條件之一。”討論孟德爾的假說是否合理。
設疑:孟德爾假說合理地解釋了豌豆一對相對性狀雜交實驗。但是作為一種正確的假說,僅能解釋已有的實驗結果是不夠的,還應該能預測另一些實驗結果。孟德爾是如何實現這一目的的呢?
講述:孟德爾的測交實驗,給出測交概念,指導學生通過繪制遺傳圖解,預測測交實驗的結果。巡視檢查學生習作的情況。
對學生進行科學方法教育。
使學生在習作中鞏固繪制遺傳圖解的基本方法。
繪制遺傳圖解,進一步掌握繪制遺傳圖解的方法,理解測交實驗的過程,預測實驗結果。
自查、糾正錯誤。
通過課件或板圖,展示規范的測交遺傳圖解,對學生出現的錯誤給予及時的糾正。
遺傳圖解2 一對相對性狀測交實驗圖解
思考討論:預測結果與實際結果完全符合。從而驗證了孟德爾的假說。
孟德爾通過測交實驗不僅證明了自己的假說,而且用可見的測交實驗的結果,來體現了生物在形成配子時,遺傳因子的行為變化規律。
展示孟德爾的測交實驗結果,即用子一代高莖豌豆(dd)與矮莖豌豆(dd)測交,在得到的64株后代中,30株是高莖,34株是矮莖,兩種性狀之比接近1∶1。
設疑:引導學生分析:實驗結果與預測結果是否相同,這一結果說明了什么?孟德爾設計測交試驗的巧妙之處是什么?
介紹假說—演繹法。
體驗孟德爾實驗方法的創新之處。
依據一對相對性狀的遺傳實驗,歸納分離定律。引導學生歸納分離定律。練習繪制概念圖。
進行技能訓練中的實驗設計。
歸納本節的相關概念,繪制雜合子、性狀分離、相對性狀、顯性性狀、隱性性狀等概念圖。
結合教材中的技能訓練,讓學生運用遺傳規律進行育種的實驗設計。
梳理、建構相關知識網絡,培養應用相關原理、概念解決問題以及設計實驗的能力。