哭求:基因的自由组合定律说课稿
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春晖中学生物教研组 王娟英
一、说教材
1、 教材的地位和作用
《基因的分离定律》这一课题是高中生物必修本第六章第二节第一部分的内容,是第五章《减数分裂与有性生殖细胞的形成》这节知识的延续,又是学生学习基因的自由组合定律的重要基础,并为后续学习生物变异与生物进化奠基,所以在教材中起到承上启下的作用。因此从这个地位来看,这部分内容不仅是本章的重点,更是整个必修本的重点内容。
2、 教学目标
根据教学大纲对知识传授、能力培养、思想教育三者统一以及生物知识分层次掌握的要求,我将本块重点内容的教学目标定为以下三大方面:
1、知识目标
(1)知道杂交的含义及杂交的基本方法。
(2)会写遗传学的各种基本符号。
(3)能够辨别相对性状、纯合体、杂合体的实际例子。
(4)能够理解并表达等位基因的含义、基因型与表现型的关系以及测交的概念与意义。
(5)理解孟德尔对性状分离的解释,理解基因的分离规律的实质。
2、能力目标
(1)通过分离定律到实践的应用,从遗传现象上升为对分离定律的认识,训练学生演绎、归纳的思维能力。
(2)通过遗传习题的训练,使学生掌握应用分离定律解答遗传问题的技能技巧。
(3)了解一般的科学研究方法:试验结果——假说——试验验证——理论。
(4)理解基因型和表现型的关系,初步掌握在遗传学中运用符号说明遗传规律的形式化方法。
3、情感目标
(1)孟德尔从小喜欢自然科学,进行了整整8年的研究试验,通过科学家的事迹,对学生进行热爱科学、献身科学的教育。
(2)通过分离定律在实践中的应用,对学生进行科学价值观的教育。
3、教学的重点难点
本课题教学的重点是①有关遗传定律的基本概念和术语,等位基因、显性基因、隐性基因, 纯合子,杂合子,基因型,表现型②对性状分离现象的解释,③测交实验及分析,④基因分离定律的实质。
教学的难点是对分离现象的解释。
二、说学生
学生是教学的对象,更是教学活动的参与者,人本主义认为,教学是一种人与人的情意交流活动,所以我对学生的情况做了如下两个方面的分析:
1、知识掌握上,本课题知识和第五章《减数分裂和有性生殖细胞的形成》关系密切,但时间已过去两个月,且那部分知识本身比较抽象,掌握情况不是很好,许多学生对减数分裂过程中的一些染色体行为的规律性变化已经很模糊,所以课前需发一些针对性练习来回忆减数分裂。
2、心理上,学生对生物课感兴趣,但由于已经学习了减数分裂,学生通过预习已经清楚分离定律的学习是难上加难,对本块内容的学习从心理上有了一定的障碍,同时也使自己更加提高听课的注意力,以防对一些概念和过程的不理解。所以教学中应注意生动性和浅显性,充分预测学生在理解掌握本章本节教材时易出现的问题,深入浅出的分析,逐步完善学生对知识的理解。
三、说教法
本节课为新课教学,虽然学生已经学习了减数分裂,对基因的结构、复制和表达也有了深刻的认识,但染色体的行为变化等毕竟是学生看不见、摸不着的知识现象,所以要把它同生物的性状遗传结合起来有很大困难,再加上本节课涉及的基本概念和术语特别多,同时考虑到教学大纲对教材重难点的要求是最高层次D:应用,因此这部分内容我安排3课时,第一课时学习孟德尔的豌豆杂交试验,一对相对性状的遗传试验以及对分离现象的解释;第二课时进行性状分离比的模拟实验,学习对分离现象解释的验证和基因分离定律的实质;第三课时学习基因型和表现型,基因分离定律在实践中的应用以及基因分离定律的事例分析。这里主要说明第一课时的总体教学指导思想:
一是以激发学生学习动机为主线,充分动用现代化的教学手段和提问、讨论等多种形式,激发学生的学习兴趣,调动学生的非智力因素;
二是以知识结构为基础,本节科学思维严密,教学过程中教师可以依托一对相对性状遗传实验过程、解释,引导学生观察、推测、归纳来活化学生的思维,即进行过程性教学,来保障学生学习的主体地位,达到对知识的理解的目标,再把知识运用于实践。
四、说过程
导入:上几节课我们学习了遗传的物质基础,知道了生物界主要的遗传物质是什么?(DNA)而DNA上有遗传效应的片段又是什么?(基因)我们还知道亲代的全套基因在生殖过程中可以传给子代,而且能控制子代在发育中表现与亲代相似的性状。那么,如果双亲都是双眼皮,其子女一定双眼皮吗?如果一对肤色正常的夫妇生了一个白化病的儿子,这是前世造孽、现世报应吗?要科学地回答这些问题,需要我们继续学习遗传的第二部分——遗传的基本规律。这段导言在复习中运用趣例引出总课题。既承上启下,又激发学生的学习兴趣,唤起了学生的注意力,师生迅速进入新课。
讲解:穿插有关孟德尔及杂交实验法简介,既渗透热爱科学的思想教育,又为理解下面的杂交内容打下必要的基础。首先引导学生自学教材中相关的文字及插图,同时列出三个思考题:
(1)为什么用豌豆作试验材料,结果会可靠,而且易于分析?
(2)豌豆人工杂交试验是如何做的?
(3)遗传物质肉眼看不到,孟德尔是如何将所要研究的遗传物质变化规律变为可推测的?
让学生带着问题去阅读,之后师生共同解决问题,提高了学生的自学能力、思维能力。在解决第三个问题的时候,顺理成章地解释重要概念“相对性状”,这可以陪养学生思维的变通性,也为孟德尔“一对相对性状的遗传试验”作铺垫。
讲“一对相对性状的遗传试验”时,利用挂图、插图形象化述说杂交过程,同时还应指出孟德尔之所以能发现问题是由于研究方法上的创新,加强对学生进行创新观念的教育。再要求学生观察表6-2,真切感悟其他性状也存在这样的分离比,使学生认识到实验结果重复出现,其中必蕴含着规律性。板书的同时指明P、♀、♂、×等符号的含义,在学习到子一代为高茎一种性状时,引出“显性性状”及“隐性性状”等概念。
讲述对分离现象的解释时,先引导学生阅读自学,同时出示一些思考题:
(1)孟德尔假说的要点是什么?
(2)孟德尔三如何解释子一代只出现显性性状的?
(3)孟德尔又如何解释子二代会出现性状分离,且分离比3:1的?
阅读思考的同时体会孟德尔所表现的思维的深刻性,之后边板书,边总结说明假说要点:
a、生物的性状都是由遗传因子控制的。
b、控制显性性状的基因是显性基因(用英文大写字母表示,控制隐性性状的基因是隐性基因(用英文小写字母表示)。
c、在生物体细胞中,控制性状的基因是成对存在的,生物体在形成生殖细胞—配子时,成对基因彼此分离,分别进入不同配子。
d、受精时,雌雄配子结合,且机会均等,于是基因又恢复成对。
e、在成对基因存在时,显性基因对隐性基因显性起作用。
在整个教学过程中,要注意概念形成的渐进性和逻辑性。 在一对相对性状的遗传实验的过程、现象和解释的教学中出现许多新名词(概念)且属理解范围,一下子和盘托出,学生消化不良甚至有后遗症;按教科书按部就班,逻辑性又不强,可以分三步操作:
1)学生阅读教材, 自读过程中初步接触相关概念。
2)教师图解板书过程,引导学生依次再认相关概念和符号。(教师绘图学生叙述 P F1 F2♀♂×等符号的含义)
3)创设情景深入理解重要的概念:相对性状、性状分离。掌握由P-F1,F1-F2判断显性性状、隐性性状的方法和规律。借助多媒体辅助教学理解人工异花传粉的步骤和方法,理解好自交和杂交。在学生字面理解了概念后,例题巩固和运用。最后达到概念牢固地建立。
小结:这是完成一项教学任务终了阶段的教学行为。鉴于本节课涉及的概念多,知识相对冗杂的特点,我采取的是比较传统的方法,对照板书,将所讲的内容再和学生一起做整理,同时进一步完善板书。这样可以使学生有完整的全局的概念,进一步领悟主题。
五、说板书
精心设计的板书,是完成课堂教学任务,增强教学效果必不可少的辅助手段。我根据教学的需要,把板书贯穿在整个教学过程中,由师生共同完成,来揭示教学内容,体现教材结构和教学程序;展现知识的系统性与层次的逻辑性;由于有学生的积极参与,更能帮助学生激发兴趣、凝聚注意、启发思维、增强记忆,从而提高教学效率。
第二节 遗传的基本规律
(一)基因的分离规律
1.一对相对性状的遗传试验
(1)试验过程
(2)试验结果
2.对分离现象的解释
配子
D
D
D
DD(高茎)
Dd(高茎)
D
Dd
Dd(矮茎)
基因型 DD:Dd:dd
表现型 高茎:矮茎
六、说巩固
为加强学生对所学知识和技能的及时理解和应用,符合教学大纲的要求学以致用,使新知识有效地纳入学生的认知结构中,我设计了三题课堂练习:
1、下列属于相对性状的是
A、狗的长毛和卷毛 B、豌豆种子的黄色和绿色
C、人的近视和色盲 D、兔的白毛和狗的黑毛
2、性状分离时指
A、同源染色体的分离 B、同源染色体同一位置上基因的分离
C、显性基因和隐性基因的分离 D、杂种后代表现出相对性状的不同类型
3、用纯种高茎与矮茎豌豆做杂交试验时,需要
A、以高茎作母本,矮茎作父本 B、以矮茎作母本,高茎作父本
C、对母本去雄,授以父本花粉 D、对父本去雄,授以母本花粉。
因为是第一课时的教学,所以习题设计比较简单,主要考查学生对一些概念的掌握情况,通过训练,及时反馈教学效果。
基因的自由组合定律
孟德尔在完成了对豌豆一对相对性状的研究后,并没有满足已经取得的成绩,而是进一步探索两对相对性状的遗传规律。他在基因的分离定律的基础上,又揭示出了遗传的第二个基本规律——基因的自由组合定律。
两对相对性状的遗传实验孟德尔在做两对相对性状的杂交试验时,用纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆作亲本进行杂交,无论正交还是反交,结出的种子(F1)都是黄色圆粒的(如图)。这一结果表明,黄色对绿色是显性,圆粒对皱粒也是显性。孟德尔又让F1植株进行自交,在产生的F2中,不仅出现了亲代原有的性状——黄色圆粒和绿色皱粒,还出现了新的性状——绿色圆粒和黄色皱粒。试验结果显示出不同对的性状之间发生了自由组合。孟德尔对试验的结果也进行了统计学分析:在总共得到的556粒种子中,黄色圆粒、绿色圆粒、黄色皱粒和绿色皱粒的数量依次是315、108、101和32。即这4种表现型的数量比接近于9:3:3:1。怎样解释这一结果呢?
对自由组合现象的解释
如果对每一对性状单独进行分析,其结果是:圆粒:皱粒 接近于3:1黄色:绿色 接近于3:1以上数据表明,豌豆的粒形和粒色的遗传都遵循了基因的分离定律。孟德尔假设豌豆的粒形和粒色分别由一对基因控制,即黄色和绿色分别是由Y和y控制;圆粒和皱粒分别是由R和r控制。这样,纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆的基因型就分别是YYRR和yyrr,它们的配子则分别是YR和yr。受精后,F1的基因型就是YyRr。Y对 y、R对r都具有显性作用,因此,F1的表现型是黄色圆粒(如图)。
F1自交产生配子时,根据基因的分离定律,每对基因都要彼此分离,所以,Y与y分离、R与r分离。孟德尔认为,与此同时,不同对的基因之间可以自由组合,也就是Y可以与R或r组合;y可以与R或r组合,这里等位基因的分离和不同对基因之间的组合是彼此独立相互不干扰的。这样,F1产生的雌配子和雄配子就各有4种,它们是YR、Yr、yR和yr,并且它们之间的数量比接近于1:1:l:l。
用结白色扁形果实(基因型是WwDd)的南瓜植株自交,是否能够培育出只有一种显性性状的南瓜?你能推算出具有一种显性性状南瓜的概率是多少吗?答案:用结白色扁形果实的南瓜植株自交,能够培育出只有一种显性性状的南瓜(黄色扁形或白色圆形);出现只有一种显性性状南瓜的概率是6/16(或3/8)。具有杂种优势的品种不能代代遗传,因为这类品种的基因型是杂合的,它们的后代必定会出现性状分离和重组,从而产生出新的性状。
由于受精时雌雄配子的结合是随机的,因此,结合的方式可以有16种。在这16种方式中,共有9种基因型和4种表现型。9种基因型是:YYRR,YYRr,YyRR,YyRr,YYrr,Yyrr,yyRR,yyRr和yyrr;4种表现型是:黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒和绿色皱粒,并且4种表现型之间的数量比接近于9:3:3:1。
对自由组合现象解释的验证
孟德尔为了验证对自由组合现象的解释是否正确,还做了测交试验,也就是让子一代植株F1(YyRr)与隐性纯合子杂交(yyrr)。按照孟德尔提出的假设,F1能够产生4种配子,即YR、Yr、yR、yr,并且它们的数目相等;而隐性纯合子只产生含有隐性基因的配子yr。所以,测交的结果应当产生4种类型的后代:黄色圆粒(YyRr)、黄色皱粒(Yyrr)、绿色圆粒(yyRr)和绿色皱粒(yyrr),并且它们的数量应当近似相等(如图)。
孟德尔所做的测交试验,无论是以F1作母本还是作父本,实验的结果都符合预期的设想,也就是4种表现型的实际子粒的数量比都接近于1:1:1:1。从而证实了F1在形成配子时,不同对的基因是自由组合的。
基因自由组合定律的实质
细胞遗传学的研究结果表明,孟德尔所说的一对基因就是位于一对同源染色体上的等位基因,不同对的基因就是位于非同源染色体上的非等位基因。孟德尔的两对相对性状的杂交试验,揭示出的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。在进行减数分裂形成配子的过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
基因自由组合定律在实践中的应用
基因自由组合定律在动植物育种工作和医学实践中同样有着重要意义。在育种工作中,人们用杂交的方法,有目的地使生物不同品种间的基因重新组合,以便使不同亲本的优良基因组合到一起,从而创造出对人类有益的新品种。例如,在水稻中,有芒(A)对无芒(a)是显性,抗病(R)对不抗病(r)是显性。有两个不同品种的水稻,一个品种无芒、不抗病;另一个品种有芒、抗病。人们将这两个不同品种的水稻进行杂交,根据自由组台定律,在F2中分离出的无芒、抗病(aaRR或aaRr)植株应该占总数的3/16,其中,l/16是纯合类型(aaRR)2/16是杂合类型(aaRr)。要进一步得到纯合类型,还需要对无芒、抗病类型进行自交和选育,淘汰不符合要求的植株,最后得到能够稳定遗传的无芒、抗病的类型。
在作物育种中,人们常常利用杂种优势达到增产的目的。杂种优势是利用纯合亲本杂交,使杂种F1具有高产、优质、多种抗性等性状。想一想:具有杂种优势的品种能够代代遗传吗?
在医学实践中,人们可以根据基因的自由组合定律来分析家系中两种遗传病同时发病的情况,并且推断出后代的基因型和表现型以及它们出现的概率,为遗传病的预测和诊断提供理论上的依据。例如,在一个家庭中,父亲是多指患者(由显性致病基因P控制),母亲的表现型正常,他们婚后却生了一个手指正常但患先天聋哑的孩子(由隐性致病基因d控制;基因型为dd)。根据基因的自由组合定律可以推知:父亲的基因型应该是 PpDd,母亲的基因型应该是ppDd。根据父母亲的基因型,可以推断出他们后代有可能出现4种不同的表现型,它们是:只患多指;只患先天聋哑;既患多指又患先天聋哑;表现型完全正常。
推算一下,在这对夫妇所生子女中,每一种表现型出现的概率是多少?
孟德尔获得成功的原因
在孟德尔之前,也有不少学者做过动物和植物的杂交试验,但是都没能总结出任何规律,为什么孟德尔能够取得如此巨大的成果呢?归纳起来,主要有以下几个方面的原因:
第一,正确地选用试验材料是孟德尔获得成功的首要条件。孟德尔在做杂交试验时选用了豌豆作试验材料,这是因为豌豆不仅是闭花受粉植物,而且各个品种之间有一些稳定的、容易区分的性状。实际上,豌豆也有一些不易区分的性状,比如叶的大小与花的大小等,孟德尔在做杂交试验时,舍弃了这类性状,只是对稳定的,容易区分的相对性状进行研究,这就使试验的结果既可靠又容易分析。
第二,在对生物的性状进行分析时,孟德尔首先只针对一对相对性状的传递情况进行研究。例如,当研究子粒的形状时,不考虑子粒的颜色,在研究子粒的颜色时又不考虑子粒的饱满程度。在弄清一对相对性状的传递情况后,再研究两对、三对,甚至多对相对性状的传递情况。这种由单因素到多因素的研究方法也是孟德尔获得成功的重要原因。
第三,孟德尔在进行豌豆的杂交试验时,对不同世代出现的不同性状的个体数目都进行了记载和分析,并且应用统计学方法对实验结果进行分析,这是孟德尔获得成功的又一个重要原因。第四,孟德尔还科学地设计了试验的程序。他在对大量试验数据进行分析的基础上,合理地提出了假说,并且设计了新的试验来验证假说,这是孟德尔获得成功的第四个重要原因。
孟德尔揭示遗传规律的过程表明,任何一项科学研究成果的取得,不仅需要有坚韧的毅力和持之以恒的探索精神,还需要有严谨求实的科学态度和正确的科学方法。
基因自由组合定律的例题分析
例题1 豌豆的高茎(D)对矮茎(d)是显性,红花(C)对白花(c)是显性。推算亲本DdCc与 DdCc杂交后,子代的基因型和表现型以及它们各自的数量比。分析:推算两对(或两对以上)杂交组合的基因型和表现型时,为了使问题简便,一般不采用棋盘法而采用分枝法进行分析。应用分枝法时,首先对各对性状分别进行分析,如本题中,如果单独考虑高茎与矮茎,Dd×Dd子代的基因型和它们的数量比应该为1DD∶2Dd∶1dd;子代的表现型和它们的数量比则为3高茎∶1矮茎。如果单独考虑红花与白花,Cc×Cc子代的基因型和它们的数量比应该为1CC:2Cc:1cc;子代的表现型和它们的数量比则为:3红花:1白花。在此基础上再列表并进行推算(见下表),推算的方法是:子代基因型的数量比应该是各种基因型相应比值的乘积,子代表现型的数量比也应该是各种表现型相应比值的乘积。
答:DdCc和DdCc杂交,子代基因型和它们的数量比是:1DDCC:2DDCc:1DDcc:2DdCC:4DdCc:2Ddcc:1ddCC:2ddCc:1ddcc。子代表现型和它们的数量比是:9高茎红花:3高茎白花:3矮茎红花:1矮茎白花。例题2 番茄的红果(R)对黄果(r)是显性,二室(D)对多室(d)是显性,这两对基因分别位于不同对的染色体上,现用甲乙两种不同类型的植株杂交,它们的后代中,红果二室、红果多室、黄果二室、黄果多室的植株数分别是300、109、305和104,问甲乙两种杂交植株的基因型是怎样的?表现型是怎样的?分析:为了使问题简化,解题时可以对每对性状分别进行分析。依题意从子代中各种表现型的植株数目可以得出:红果:黄果(300+109):(305+104)=1:1二室:多室=(300+305):(109+104)=3:1由此可见,如果单纯考虑果实的颜色,根据子代中推算出的红果与黄果的分离比是1:1,可以分析出双亲中一个是杂合子,一个是隐性纯合子,即如果甲植株的基因型是Rr,那么乙植株的基因型一定是rr。如果单纯考虑二室和多室,根据子代中推算出二室与多室的分离比是3:1,可以分析出双亲都是杂合子。即甲乙植株的基因型都是Dd。因此,综合上述两对性状考虑,甲乙两植株的基因型应该分别是RrDd和rrDd,根据它们的基因型可以推出:甲植株番茄是红果二室,乙植株番茄是黄果二室。
基因的自由组合定律
孟德尔在完成了对豌豆一对相对性状的研究后,并没有满足已经取得的成绩,而是进一步探索两对相对性状的遗传规律。他在基因的分离定律的基础上,又揭示出了遗传的第二个基本规律——基因的自由组合定律。
两对相对性状的遗传实验孟德尔在做两对相对性状的杂交试验时,用纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆作亲本进行杂交,无论正交还是反交,结出的种子(F1)都是黄色圆粒的(如图)。这一结果表明,黄色对绿色是显性,圆粒对皱粒也是显性。孟德尔又让F1植株进行自交,在产生的F2中,不仅出现了亲代原有的性状——黄色圆粒和绿色皱粒,还出现了新的性状——绿色圆粒和黄色皱粒。试验结果显示出不同对的性状之间发生了自由组合。孟德尔对试验的结果也进行了统计学分析:在总共得到的556粒种子中,黄色圆粒、绿色圆粒、黄色皱粒和绿色皱粒的数量依次是315、108、101和32。即这4种表现型的数量比接近于9:3:3:1。怎样解释这一结果呢?
对自由组合现象的解释
如果对每一对性状单独进行分析,其结果是:圆粒:皱粒 接近于3:1黄色:绿色 接近于3:1以上数据表明,豌豆的粒形和粒色的遗传都遵循了基因的分离定律。孟德尔假设豌豆的粒形和粒色分别由一对基因控制,即黄色和绿色分别是由Y和y控制;圆粒和皱粒分别是由R和r控制。这样,纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆的基因型就分别是YYRR和yyrr,它们的配子则分别是YR和yr。受精后,F1的基因型就是YyRr。Y对 y、R对r都具有显性作用,因此,F1的表现型是黄色圆粒(如图)。
F1自交产生配子时,根据基因的分离定律,每对基因都要彼此分离,所以,Y与y分离、R与r分离。孟德尔认为,与此同时,不同对的基因之间可以自由组合,也就是Y可以与R或r组合;y可以与R或r组合,这里等位基因的分离和不同对基因之间的组合是彼此独立相互不干扰的。这样,F1产生的雌配子和雄配子就各有4种,它们是YR、Yr、yR和yr,并且它们之间的数量比接近于1:1:l:l。
用结白色扁形果实(基因型是WwDd)的南瓜植株自交,是否能够培育出只有一种显性性状的南瓜?你能推算出具有一种显性性状南瓜的概率是多少吗?答案:用结白色扁形果实的南瓜植株自交,能够培育出只有一种显性性状的南瓜(黄色扁形或白色圆形);出现只有一种显性性状南瓜的概率是6/16(或3/8)。具有杂种优势的品种不能代代遗传,因为这类品种的基因型是杂合的,它们的后代必定会出现性状分离和重组,从而产生出新的性状。
由于受精时雌雄配子的结合是随机的,因此,结合的方式可以有16种。在这16种方式中,共有9种基因型和4种表现型。9种基因型是:YYRR,YYRr,YyRR,YyRr,YYrr,Yyrr,yyRR,yyRr和yyrr;4种表现型是:黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒和绿色皱粒,并且4种表现型之间的数量比接近于9:3:3:1。
对自由组合现象解释的验证
孟德尔为了验证对自由组合现象的解释是否正确,还做了测交试验,也就是让子一代植株F1(YyRr)与隐性纯合子杂交(yyrr)。按照孟德尔提出的假设,F1能够产生4种配子,即YR、Yr、yR、yr,并且它们的数目相等;而隐性纯合子只产生含有隐性基因的配子yr。所以,测交的结果应当产生4种类型的后代:黄色圆粒(YyRr)、黄色皱粒(Yyrr)、绿色圆粒(yyRr)和绿色皱粒(yyrr),并且它们的数量应当近似相等(如图)。
孟德尔所做的测交试验,无论是以F1作母本还是作父本,实验的结果都符合预期的设想,也就是4种表现型的实际子粒的数量比都接近于1:1:1:1。从而证实了F1在形成配子时,不同对的基因是自由组合的。
基因自由组合定律的实质
细胞遗传学的研究结果表明,孟德尔所说的一对基因就是位于一对同源染色体上的等位基因,不同对的基因就是位于非同源染色体上的非等位基因。孟德尔的两对相对性状的杂交试验,揭示出的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。在进行减数分裂形成配子的过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
基因自由组合定律在实践中的应用
基因自由组合定律在动植物育种工作和医学实践中同样有着重要意义。在育种工作中,人们用杂交的方法,有目的地使生物不同品种间的基因重新组合,以便使不同亲本的优良基因组合到一起,从而创造出对人类有益的新品种。例如,在水稻中,有芒(A)对无芒(a)是显性,抗病(R)对不抗病(r)是显性。有两个不同品种的水稻,一个品种无芒、不抗病;另一个品种有芒、抗病。人们将这两个不同品种的水稻进行杂交,根据自由组台定律,在F2中分离出的无芒、抗病(aaRR或aaRr)植株应该占总数的3/16,其中,l/16是纯合类型(aaRR)2/16是杂合类型(aaRr)。要进一步得到纯合类型,还需要对无芒、抗病类型进行自交和选育,淘汰不符合要求的植株,最后得到能够稳定遗传的无芒、抗病的类型。
在作物育种中,人们常常利用杂种优势达到增产的目的。杂种优势是利用纯合亲本杂交,使杂种F1具有高产、优质、多种抗性等性状。想一想:具有杂种优势的品种能够代代遗传吗?
在医学实践中,人们可以根据基因的自由组合定律来分析家系中两种遗传病同时发病的情况,并且推断出后代的基因型和表现型以及它们出现的概率,为遗传病的预测和诊断提供理论上的依据。例如,在一个家庭中,父亲是多指患者(由显性致病基因P控制),母亲的表现型正常,他们婚后却生了一个手指正常但患先天聋哑的孩子(由隐性致病基因d控制;基因型为dd)。根据基因的自由组合定律可以推知:父亲的基因型应该是 PpDd,母亲的基因型应该是ppDd。根据父母亲的基因型,可以推断出他们后代有可能出现4种不同的表现型,它们是:只患多指;只患先天聋哑;既患多指又患先天聋哑;表现型完全正常。
推算一下,在这对夫妇所生子女中,每一种表现型出现的概率是多少?
孟德尔获得成功的原因
在孟德尔之前,也有不少学者做过动物和植物的杂交试验,但是都没能总结出任何规律,为什么孟德尔能够取得如此巨大的成果呢?归纳起来,主要有以下几个方面的原因:
第一,正确地选用试验材料是孟德尔获得成功的首要条件。孟德尔在做杂交试验时选用了豌豆作试验材料,这是因为豌豆不仅是闭花受粉植物,而且各个品种之间有一些稳定的、容易区分的性状。实际上,豌豆也有一些不易区分的性状,比如叶的大小与花的大小等,孟德尔在做杂交试验时,舍弃了这类性状,只是对稳定的,容易区分的相对性状进行研究,这就使试验的结果既可靠又容易分析。
第二,在对生物的性状进行分析时,孟德尔首先只针对一对相对性状的传递情况进行研究。例如,当研究子粒的形状时,不考虑子粒的颜色,在研究子粒的颜色时又不考虑子粒的饱满程度。在弄清一对相对性状的传递情况后,再研究两对、三对,甚至多对相对性状的传递情况。这种由单因素到多因素的研究方法也是孟德尔获得成功的重要原因。
第三,孟德尔在进行豌豆的杂交试验时,对不同世代出现的不同性状的个体数目都进行了记载和分析,并且应用统计学方法对实验结果进行分析,这是孟德尔获得成功的又一个重要原因。第四,孟德尔还科学地设计了试验的程序。他在对大量试验数据进行分析的基础上,合理地提出了假说,并且设计了新的试验来验证假说,这是孟德尔获得成功的第四个重要原因。
孟德尔揭示遗传规律的过程表明,任何一项科学研究成果的取得,不仅需要有坚韧的毅力和持之以恒的探索精神,还需要有严谨求实的科学态度和正确的科学方法。
基因自由组合定律的例题分析
例题1 豌豆的高茎(D)对矮茎(d)是显性,红花(C)对白花(c)是显性。推算亲本DdCc与 DdCc杂交后,子代的基因型和表现型以及它们各自的数量比。分析:推算两对(或两对以上)杂交组合的基因型和表现型时,为了使问题简便,一般不采用棋盘法而采用分枝法进行分析。应用分枝法时,首先对各对性状分别进行分析,如本题中,如果单独考虑高茎与矮茎,Dd×Dd子代的基因型和它们的数量比应该为1DD∶2Dd∶1dd;子代的表现型和它们的数量比则为3高茎∶1矮茎。如果单独考虑红花与白花,Cc×Cc子代的基因型和它们的数量比应该为1CC:2Cc:1cc;子代的表现型和它们的数量比则为:3红花:1白花。在此基础上再列表并进行推算(见下表),推算的方法是:子代基因型的数量比应该是各种基因型相应比值的乘积,子代表现型的数量比也应该是各种表现型相应比值的乘积。
答:DdCc和DdCc杂交,子代基因型和它们的数量比是:1DDCC:2DDCc:1DDcc:2DdCC:4DdCc:2Ddcc:1ddCC:2ddCc:1ddcc。子代表现型和它们的数量比是:9高茎红花:3高茎白花:3矮茎红花:1矮茎白花。例题2 番茄的红果(R)对黄果(r)是显性,二室(D)对多室(d)是显性,这两对基因分别位于不同对的染色体上,现用甲乙两种不同类型的植株杂交,它们的后代中,红果二室、红果多室、黄果二室、黄果多室的植株数分别是300、109、305和104,问甲乙两种杂交植株的基因型是怎样的?表现型是怎样的?分析:为了使问题简化,解题时可以对每对性状分别进行分析。依题意从子代中各种表现型的植株数目可以得出:红果:黄果(300+109):(305+104)=1:1二室:多室=(300+305):(109+104)=3:1由此可见,如果单纯考虑果实的颜色,根据子代中推算出的红果与黄果的分离比是1:1,可以分析出双亲中一个是杂合子,一个是隐性纯合子,即如果甲植株的基因型是Rr,那么乙植株的基因型一定是rr。如果单纯考虑二室和多室,根据子代中推算出二室与多室的分离比是3:1,可以分析出双亲都是杂合子。即甲乙植株的基因型都是Dd。因此,综合上述两对性状考虑,甲乙两植株的基因型应该分别是RrDd和rrDd,根据它们的基因型可以推出:甲植株番茄是红果二室,乙植株番茄是黄果二室。
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这样也算啊?哪有这样的老师啊!
基因自由组合
基因的自由组合:1,四分体时期的交叉互换。若A、B在一条染色体上,a、b在该染色体的同源染色体上,发生交叉互换后,变成Ab和aB,是一种自由组合;2,一对同源染色体上基因分别为A、a,另一对同源染色体B、b,(A)a和(B)b的关系就叫非同源染色体上的非等位基因.在减数分裂后含A的子细胞中还含有B...
基因的自由组合定律.和基因的自由分离定律是什么?
是孟德尔研究出来的两个定律,分离定律就相当于等位基因的分离,比如Aa分离后就变成了一个A和一个小a。自由组合就相当于两个Aa分离后变成了一个里面是A和a另一个也是A和a。这两组自由组合有2个Aa,1个AA,1个aa。如图:一个细胞里面的y分别分离到了不同配子当中,就是分离定律。不同配子可以自由...
什么是基因的自由组合
基因的自由组合定律,或称基因的独立分配定律,是遗传学的三大定律之一(另外两个是基因的分离定律和基因的连锁和交换定律)。它由奥地利遗传学家孟德尔(G.J.Mendel,1822-1884)经豌豆杂交试验发现。其内容为:同源染色体相同位置上决定相对性状的基因在形成配子时等位基因分离,非等位基因自由组合。孟德尔...
基因的自由组合定律
1、F1全是白色的,基因型为Aa,F1自交得F2的基因型为0.25AA,0.5Aa,0.25aa.2、F2全是盘状的,基因型为Bb,F1自交得F2的基因型为0.25BB,0.5Bb,0.25bb.综合思考:F2中已有能稳定遗传的白色球状南瓜1001个,一这来纯合,其基因型AAbb,这样的个体占所有个体总数的比例为:0.25AA*0.25...
生物自由组合定律解题技巧
基因的自由组合定律涉及的多对基因各自独立遗传,因此依据概率理论中的乘法定理,对多对基因共同遗传的表现型就是其中各对等基因单独遗传时所表现的乘积。二、解题技巧简介:(一)解题技巧之一:直接使用"单独处理、彼此相乘"方法。1. 前提:已知杂交亲本基因型,等位基因间为完全性关系且各对基因独立遗传...
基因的自由组合定律
〖实质〗非等位基因自由组合。这就是说,一对染色体上的等位基因与另一对染色体上的等位基因的分离或组合是彼此间互不干扰的,各自独立地分配到配子中去。因此也称为独立分配律。【历史】〖发现人〗遗传学说奠基人孟德尔(Gregor Johann Mendel)于1856-1864年间作为假说提出并初步验证。〖杂交试验〗孟德尔...
基因的自由组合定律与分离定律有什么区别?
一、公式不同:分离定律:Aa→A a 自由组合:AaBb→Ab AB ab aB 二、含义不同:基因分离定律描述的是等位基因分离的情况。(重点指出了等位基因之间是互相独立的。)自由组合定律描述的是非等位基因组合的情况。(重点指出非同源染色体上的非等位基因是可以任意组合的)三、染色体不同:二者都发生在减数...
什么叫基因自由组合
具有两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交,在F1(杂合体)进行减数分裂形成配子过程中,同源染色体上的等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合.这一定律叫做基因的自由组合定律,也叫做独立分配定律.
自由组合定律解题方法
分解组合法:1、先确定此题是否遵循基因的自由组合规律。2、分解:将所涉及的两对(或多对)基因或性状分离开来,一对一对单独考虑,用基因的分离规律进行分析研究。3、组合:将用分离规律分析的结果按一定方式进行组合或相乘。题型:1.求配子种类数:(1)规律:2^n种(n为等位基因对数)(2)例:...
如何验证基因的自由组合定律和分离定律
1、测交法:杂种F1与隐性类型杂交,若后代出现两种基因型与表现型的个体,证明了杂种F1产生了两种配子,即等位基因彼此分离。杂种F1与双隐性类型杂交,若后代出现四种基因型与表现型的个体,证明了杂种F1产生了四种配子,即等位基因彼此分离的同时非同源染色体的非等位基因自由组合。2、自交法:杂种F1自交...
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商丘市18812191445: 哪个例子分别说明了基因分离和自由组合定律 - ?
雪利盐酸: 基因的自由组合定律是在基因的分离定律的基础上建立的,体现基因自由组合定律的例子都同时体现了分离定律.如:豌豆的黄圆绿皱实验,分析自由组合规律是就是应用分离定律.
商丘市18812191445: 求助高中生物说课必修 的重点章节,谢谢 - ?
雪利盐酸: 我是高中生物老师,福建的.你们应聘只要考说课吗?我们是说课试讲都同一个选题,.一般应聘的说课不会出偏的怪的章节,考查应聘者的基本能力么.你把主干知识准备清楚就好.记得我当年考的是光合作用.最有机会中标的:光合作用.细胞呼吸 有丝分裂.减数分裂 孟德尔两大遗传定律.动物与植物的激素调节,免疫调节(神经调节虽然是主干知识,但是考的机会较小,不如前二者重要.) 一般选修三不会出的.如果你时间有多,多准备些也好,那么选修三着重基因工程吧.江苏卷里基因工程还是蛮大头的.这些你准备清楚就很强大了.
商丘市18812191445: 减数分裂过程中染色体,DNA的规律性变化(会加分的,哭求) - ?
雪利盐酸: 染色体数,染色单体数,DNA分子数,同源染色体对数 减数分裂Ⅰ 间期:2n 4n 4n n 前期:2n 4n 4n n 中期:2n 4n 4n n 后期:2n 4n 4n n 末期:n 2n 2n 0 减数分裂Ⅱ 前期:n 2n 2n 0 中期:n 2n 2n 0 后期:2n 0 2n 0 末期:n 0 n 0
商丘市18812191445: 南京市29中高中部待遇如何 - ?
雪利盐酸: 一年4万左右吧
商丘市18812191445: office2010中的ppt中的文字闪烁怎么做 - ?
雪利盐酸: 到你哈.PPT的使用技巧1、快速放映:无需点击菜单栏中“观看放映”选项,直接按F5 键,幻灯片就开始放映.2、快速停止放映:除了按“ESC”键外还可以按“-”键,快速停止放映.3...
商丘市18812191445: 求比一个数多或少百分之几的数是多少的教案 - ?
雪利盐酸: 这里的关键是如何判断里面的百分之百是哪个数.“比”、“是”、等是这里的关键字,“比”或“是”后面的数就是那个单位“1”,也就是百分之百的那个数.确定了这个单位“1”,其它就迎刃而解了,如果这个单位“1”已知,又知道百分数,一般是用乘法计算;如果求这个单位“1”,也即不知道单位“1”,而知道百分数,则应该用除法;如果知道两个数,而不知道百分数,则应该将此单位“1”作为除数,用除法求出结果,再化作百分数. 以上所述,仅供参考!
商丘市18812191445: 伴性遗传符合自由组合定律吗? - ?
雪利盐酸: 有性生殖的动物中的三大定律:分离定律 自由组合定律 连锁定律伴性遗传可以认为属于自由组合定律 要视具体情况
商丘市18812191445: 以后入托会受到影响?甲肝疫苗需不需要打,是自费的,不打的话,以后 ?
雪利盐酸: 自费的话不一定要需要打的,看自己的经济情况而定的了,不会的了,一般只要免疫本子上有的全部打了就可以的,如果个别托儿所有特殊要求的话可以先咨询下的