“遗传学相关实验设计”复习课的教学设计

　　通过对“遗传学相关实验设计”一节的市级高三教学研讨课教学全程回忆与总结，发现在高三生物二轮复习时，教师要对所学知识进行整理形成专题，目的是更好地对学生进行学法指导，以便轻松应对高考，下面对遗传学相关实验设计一节课教学介绍。
　　
　　1　考纲解读
　　
　　1.1考纲要求
　　(1)孟德尔遗传实验的科学方法Ⅱ；
　　(2)基因的分离定律和自由组合定律Ⅱ；
　　(3)基因与性状的关系Ⅱ；
　　(4)伴性遗传Ⅱ。
　　2010年与2011年对比，考纲要求相同。即要求学生能在较复杂的情境中综合运用其进行分析、判断、推理和评价，属于理解、应用水平。
　　
　　1.2能力要求
　　(1)理解与综合运用能力：能运用所学知识与观点，通过分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，作出合理的判断或得出正确的结论。
　　(2)实验与探究能力：具备验证简单生物学事实的能力并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理，能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修订。
　　
　　2　教学目的
　　
　　遗传学实验设计类习题高考的频率比较高，而且分值还比较大，但部分学生总是把握不好。本节课针对遗传学实验设计题的相关类型进行解法指导及例题来展开教学复习，以便使学生更好地解决遗传学实验设计题，增加得分率。
　　
　　3　教学重点
　　
　　
　　(1)熟悉相对性状中显、隐性关系判断的实验设计。
　　(2)探究某性状的遗传是细胞核遗传还是细胞质遗传。
　　(3)掌握基因在常染色体还是x染色体上判定的实验设计。
　　(4)了解环境因素和遗传因素对生物性状影响的实验设计。
　　
　　4　教学难点
　　
　　相关实验设计的解题方法及例题分析。
　　
　　5　教学用具
　　
　　多媒体课件。
　　
　　6　教学流程
　　
　　
　　6.1探究一：相对性状中显、隐性关系判断的实验设计
　　6.1.1解题方法
　　方案一：自交。
　　(1)若自交后代出现性状分离，则亲本性状为显性，新出现性状为隐性；
　　(2)若子代全部表现为亲本性状，可认定它们都是纯合子，再让它们进行杂交，其后代表现出的性状为显性，未表现出的性状为隐性。
　　方案二：杂交。
　　(1)若后代出现某一亲本性状，则该性状为显性性状，另一性状为隐性性状；
　　(2)若后代表现出两种亲本性状，可再进行自交，出现性状分离的为显性性状，未出现性状分离的为隐性性状。
　　6.1.2例题
　　经鉴定，玉米的红粒与黄粒是一对相对性状，且为常染色体完全显性遗传。请你用某株玉米果穗上的红粒与黄粒为实验材料设计实验，以鉴定这一相对性状的显隐性关系。
　　解题环节：__________________。
　　确定方法或思路：_________________。
　　预期结果、得出结论：_________________。
　　解析：
　　方案一：自交。若子代全部表现为黄粒或红粒，可认定黄粒或红粒为纯种；若让子代的黄粒和红粒杂交，其后代表现出的性状为显性，未表现出的性状为隐性；若自交后代出现性状分离，则亲本性状为显性，新出现的性状为隐性。
　　方案二：杂交。若子代表现出某一亲本性状，则该性状为显性性状，另一性状为隐性性状；若后代表现出两种亲本性状，可再进行自交，出现性状分离的为显性性状，未出现的性状为隐性性状。
　　设问：根据所学知识，还有没有其他方法来解决该题?
　　提示：采用单倍体育种后，再杂交即可。
　　6.1.3学生感悟
　　显性性状和隐性性状的判断方法：
　　(1)自交：让具有相对性状亲本分别自交，看其后代有无性状分离，若有则亲本的性状为显性性状。
　　(2)杂交：让具有相对性状的两亲本杂交，观察后代的表现型，若后代只表现一种亲本性状，则此性状为显性性状。
　　(3)隐性性状的亲本自交后代都是隐性性状。
　　
　　6.2探究二：判定细胞核遗传与细胞质遗传的实验设计
　　6.2.1细胞质遗传与细胞核遗传的区别(表1)
　　6.2.2区别细胞质遗传与细胞核遗传的方法(正交和反交)
　　(1)实验设计：隐性的雌性×显性的纯合雄性；
　　显性的纯合雌性×隐性的雄性。
　　(2)结果预测及结论：
　　①若两组杂交结果相同，则该基因位于细胞核内的常染色体上：
　　正交：♀aa×♂AA－Aa；
　　反交：♀AA×♂aa－Aa。
　　②若两组杂交结果不同，且子代性状表现都与相应母本性状相同，则该基因位于细胞质中：
　　正交：♀H×♂L－H；
　　反交：♀L×♂H－L。
　　③若两组杂交结果不同，且子代性状的表现与性别相关，一种情况子代与母本性状一致，另一种情况子代雌性与父本性状一致，子代雄性与母本性状一致，则该基因位于细胞核内的x染色体上：
　　正交：♀XaXa×♂XAY－XAXa、XaY；
　　反交：♀XAXA×♂XaY－XAXa、XAY。
　　6.2.3例题
　　如图1所示系谱的阴影部分表示患者家族性疾病的个体。据图可知Ⅳ1携带致病基因的概率以及与Ⅲ4个体既非直系血亲，又非三代以内旁系血亲的异性个体分别是(　)
　　A　1／2和Ⅱ1，Ⅱ3
　　B　0和Ⅱ1，Ⅲ3
　　C　2／3和Ⅲ2，Ⅲ3
　　D　1／8和Ⅲ8，Ⅱ6
　　答案：B。
　　6.2.4学生感悟
　　判定细胞核遗传与细胞质遗传的实验设计。
　　正交、反交法。
　　
　　6.3探究三：判断基因位于常染色体上还是位于X染色体上的实验设计
　　6.3.1解题方法
　　(1)方法一：
　　①实验设计：隐性的雌性×显性的纯合雄性，
　　显性的纯合雌性×隐性的雄性。
　　②结果预测及结论：
　　A　若两组杂交结果相同，则该基因位于细胞核内的常染色体上：
　　正交：♀aa×♂AA－Aa；
　　反交：♀AA×♂aa－Aa。
　　B　若两组杂交结果不同，且子代性状的表现与性别相关，一种情况子代与母本性状一致，另一种情况子代雌性与父本性状一致，子代雄性与母本性状一致，则该基因位于细胞核内的x染色体上：
　　正交：♀XaXa×♂XAY－XAXa、XaY；
　　反交：♀XAXA×♂XaY－XAXa、XAy。
　　(2)方法二：
　　①实验设计：隐性的雌性×显性的雄性(使用条 件：知道显隐性关系时)。
　　②结果预测及结论：
　　A　若子代中的雄性个体全为隐性性状，雌性个体全为显性性状，则基因位于X染色体上：
　　♀XaXa×♂XAY－XAXa、XaY。
　　B　若子代中的雌雄个体中既有显性性状又有隐性性状且各占1／2，则基因位于常染色体上：
　　♀aa×♂ Aa－Aa、aa。
　　(3)方法三：
　　①实验设计：选多组显性的雌性×显性的雄性(使用条件：知道显隐性关系且显隐性基因的基因频率相等)。
　　②结果预测及给论：
　　A　若子代中的隐性性状只出现在雄性中，则基因位于X染色体上：
　　♀XAXA×♂XAY－XAXA、XAY；
　　♀XAXa×♂XAY－XAXA、XAXa、XAY、XaY。
　　B　若子代中的隐性性状同时出现在雌性与雄性中，则基因位于常染色体上：
　　♀AA×♂AA－AA；
　　♀AA×♂Aa－AA、Aa；
　　♀Aa×♂Aa－AA、Aa、aa；
　　♀Aa×♂ AA－AA、Aa。
　　
　　3.2例题
　　(2006年全国卷I)从一个自然果蝇种群中选出一部分未交配过的灰色和黄色两种体色的果蝇，这两种体色的果蝇数量相等，两种体色的果蝇雌、雄各半。已知灰色和黄色这对相对性状受一对等位基因控制，所有果蝇均能正常生活，性状的分离符合遗传基本规律。现用两个杂交组合：灰色雌蝇×黄色雄蝇、黄色雌蝇×灰色雄蝇，只做一代杂交试验，每个杂交组合选用多对果蝇。推测两个杂交组合的子一代可能出现的性状，并以此为依据，对哪一种体色为显性性状，以及控制体色的基因位于X染色体还是常染色体上这两个问题，做出相应的推断(要求：只写出子一代的性状表现和相应推断的结论)。
　　解析：题目所列两个杂交组合为正交、反交，若正交、反交子代中体色遗传与性别无关，且黄色个体多或灰色个体多，则说明黄色或灰色为显性，此基因位于常染色体上；若正交、反交子代中体色与性别有关，即雌性个体某体色或雄性个体某体色多，则此体色基因位于X染色体上，然后根据不同体色个体的多少来推断哪种体色为显性。
　　答案：①如果两个杂交组合的子一代都是黄色个体多于灰色个体，并且体色的遗传与性别无关，则黄色为显性，基因位于常染色体上。
　　②如果两个杂交组合的子一代都是灰色个体多于黄色个体，并且体色的遗传与性别无关，则灰色为显性，基因位于常染色体上。
　　③如果在杂交组合灰色雌蝇×黄色雄蝇中，子一代中的雄性全部表现灰色，雌性全部表现黄色；在杂交组合黄色雌蝇×灰色雄蝇中，子一代的黄色个体多于灰色个体，则黄色为显性，基因位于x染色体上。
　　④如果在杂交组合黄色雌蝇×灰色雄蝇中，子一代中的雄性全部表现为黄色，雌性全部表现为灰色；在杂交组合灰色雌蝇×黄色雄蝇中，子一代中的灰色个体多于黄色个体，则灰色为显性，基因位于x染色体上。
　　设问：拓展延伸：
　　1　探究基因位于XY的同源区段还是仅位于X染色体上的实验设计。
　　(1)实验设计：隐性的纯合雌性×显性的纯合雄性。
　　(2)结果预测及结论：
　　A　若子代中的个体全表现为显性性状，则基因位于XY的同源区段：
　　♀XaXa×♂XAAA－XAXa、XaYA。
　　B　若子代中雌性全表现为显性性状，雄性全表现为隐性性状，则基因位于X染色体上：
　　♀XaXa×♂XAY－XAXa、XaY。
　　2　探究基因位于常染色体上还是位于XY染色体上的同源区段的实验设计。
　　(1)实验设计：隐性的纯合雌性与显性的纯合雄性杂交获得的F1全表现为显性性状，再选子代中的雌雄个体杂交获得F2，观察F2表现型情况。
　　(2)结果预测及结论：
　　A　若F2雌雄个体中都有显性性状和隐性性状出现，则该基因位于常染色体：
　　P：♀aax♂AA－F1：Aa；
　　F1：♀Aa×♂Aa－F2：AA、Aa、aa。
　　B　若F2雄性个体中都是显性性状，雌雄个体中都有显性性状和隐性性状出现，则该基因位于XY的同源区段：
　　P：♀XaXa×♂XAYA－XAXa、XaYA；
　　F1：XAXa×XaYA－XAXa、XaXa、XAYA、XaYA。
　　6.3.3感悟
　　不论基因位于常染色体上或x染色体上或Y染色体上，还是在XY染色体的同源区段，均可按如下方法解决：
　　①根据题意确定杂交亲本组合；
　　②作出假设，草稿纸上书写简要图解，找到区别；
　　③如果只在雄性中出现，则在Y染色体上；
　　如果性状的遗传号性别无关，则在常染色体上；
　　如果性状的遗传与性别有关，则可能在X染色体上。
　　如果性状的遗传与性别有关，则可能在XY染色体同源区段。
　　
　　6.4探究四：环境因素和遗传因素对生物性状影响的实验设计
　　环境因素――外因；遗传因素――内因。
　　6.4.1例题
　　一种以地下茎繁殖为主的多年生野菊花，分别生长在海拔10m、500m、1000m处的同一山坡上。在相应生长发育阶段，同一海拔的野菊株高无显著差异，但不同海拔的野菊株高随海拔的增高而显著变矮。为检验环境和遗传因素对野菊株高的影响，请完成以下实验设计。
　　(1)实验处理：春天，将海拔500m、1000m处的野菊幼苗同时移栽于10m处。
　　(2)实验对照：生长于10m、500m、1000m处的野菊。
　　(3)收集数据：第2年秋天测量株高，记录数据。
　　(4)预测支持下列假设的实验结果。
　　假设一：野菊株高的变化只受环境因素的影响，实验结果是：移栽至10m处野菊株高与10m处野菊株高无显著差异。
　　假设
　　野菊株高的变化只受遗传因素的影响，实验结果是：移栽至10m处野菊株高与原海拔处(500m、1000m)野菊株高无显著差异。
　　假设三：野菊株高的变化受遗传和环境因素的共同影响，实验结果是：移栽至10m处野菊株高比10m处矮，比原海拔处高。
　　6.4.2学生感悟
　　要求掌握表现型是基因型和环境因素共同作用的结果。
　　
　　7　教学总结
　　
　　本节课主要介绍了以下四个方面的解题方法，以便应对相关遗传学实验设计问题。
　　(1)探究一：相对性状中显、隐性关系确定的实验设计。
　　(2)探究二：探究某性状的遗传是细胞质遗传还是细胞核遗传。
　　(3)探究三：基因在常染色体还是x染色体上的实验设计。
　　(4)探究四：环境因素(外因)和遗传因素(内因)对生物性状影响的实验设计。
　　
　　8　教学感悟
　　
　　本节市级教学研讨课尽管赢得了与会师生的好评，但教学压力也相应增大，尤其复习课教学更是对，教师本身提出了更高的要求。在以后的教学中教师只有不断总结创新，才能适应高三复习教学的需要。