第二節(jié) 遺傳的基本規(guī)律
教學(xué)目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)的情操和了解科學(xué)試驗(yàn)的技巧
教學(xué)重點(diǎn):孟德?tīng)柕耐愣闺s交試驗(yàn)和一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳試驗(yàn)
教學(xué)難點(diǎn): 一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳試驗(yàn)
導(dǎo)入:生物體通過(guò)遺傳物質(zhì)將自身性狀傳給子代,使子代產(chǎn)生與親代相似的性狀,這就是遺傳.那么人們是從哪些方面研究遺傳的呢?關(guān)于遺傳又有哪些規(guī)律呢?這就是我們今天所要共同探討的問(wèn)題.(板書(shū))遺傳的基本規(guī)律.
其實(shí)遺傳學(xué)有三大定律,奧國(guó)的遺傳學(xué)家孟德?tīng)栍猛愣棺鲈囼?yàn)材料,最先揭示了遺傳的兩個(gè)基本規(guī)律----基因的分離定律和基因的自由組合定律.還有一個(gè)就是摩爾根所揭示的基因的連鎖和交換定律.我們先來(lái)學(xué)習(xí)基因的分離定律(板書(shū)).在講解基因的分離定律之前我們要先學(xué)習(xí)孟德?tīng)柕耐愣闺s交試驗(yàn)(板書(shū)).
首先我給同學(xué)們介紹一下孟德?tīng)柡退耐愣闺s交試驗(yàn)的有關(guān)背景材料(P20).
孟德?tīng)柍錾碛谝粋€(gè)農(nóng)民家庭.他經(jīng)過(guò)艱苦的求學(xué)過(guò)程后，在布爾諾城修道院當(dāng)了一名修士。后來(lái)經(jīng)修道院院長(zhǎng)的推薦，他進(jìn)入維也納大學(xué)受教于當(dāng)時(shí)的物理學(xué)家多普勒、數(shù)學(xué)家艾丁豪遜和植物學(xué)家翁格爾等人.為他日后的科學(xué)研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).回到布爾諾以后他在修道院的植物園中進(jìn)行了許多雜交實(shí)驗(yàn).孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)，豌豆正是他尋找的理想實(shí)驗(yàn)材料.1865年2月28日，孟德?tīng)栐谒诔鞘械淖匀豢茖W(xué)研究會(huì)上宣讀了他經(jīng)過(guò)8年的潛心研究寫(xiě)出的論文----《植物雜交試驗(yàn)》,提出了分離定律和自由組合定律,然而人們對(duì)于孟德?tīng)柕难芯砍晒瓦@篇具有劃時(shí)代意義的論文并沒(méi)有給予應(yīng)有的注意.直到1900年,三位植物學(xué)家分別用不同的植物證實(shí)了孟德?tīng)柕陌l(fā)現(xiàn),這些成果才受到科學(xué)界的重視.從此遺傳學(xué)作為一門(mén)科學(xué)誕生了,孟德?tīng)柍蔀檫z傳學(xué)的奠基人.
了解背景知識(shí)后,我們來(lái)看孟德?tīng)柺侨绾巫鐾愣闺s交試驗(yàn)的,他又為什么選用豌豆作為試驗(yàn)材料呢?大家看圖6-15人工異花傳粉示意圖.兩性花的花粉落到同一朵花的雌蕊柱頭上的過(guò)程叫做自花傳粉,兩朵花之間的傳粉過(guò)程稱為異花傳粉.不同植株的花進(jìn)行異花傳粉時(shí),供應(yīng)花粉的植株叫做父本(♂),接收花粉的植株叫做母本(♀).孟德?tīng)栐谧鲭s交試驗(yàn)時(shí),先除去未成熟花的全部雄蕊,這叫做去雄.然后套上紙袋,待花成熟時(shí)再采集另一植株的花粉,撒在去雄花的柱頭上.這就是豌豆雜交試驗(yàn).大家看著是不是覺(jué)得挺簡(jiǎn)單,那大家想下去雄的時(shí)機(jī)是什么,為什么去雄,又為什么套上紙袋呢?(這是由豌豆花的特性決定的,因?yàn)橥愣故亲曰▊鞣壑参?而且是閉花受粉,也就是豌豆花在花未開(kāi)時(shí)已經(jīng)完成了受粉.所以豌豆在自然狀態(tài)下,能避免外來(lái)花粉粒的干擾.這樣結(jié)果既可靠又容易分析,這也是孟德?tīng)栆酝愣棺鳛樵囼?yàn)材料的原因之一) 孟德?tīng)栠x用豌豆作為試驗(yàn)材料還有另一原因:他在栽培豌豆的過(guò)程中發(fā)現(xiàn),豌豆的一些品種之間具有易于區(qū)分的性狀.例如豌豆中有高莖的也有矮莖的;有結(jié)圓粒種子的也有結(jié)皺粒種子的,大家看圖6-16豌豆的7對(duì)性狀,像這樣,一種生物的同一種性狀的不同表現(xiàn)類型我們把它叫做相對(duì)性狀.在我們?nèi)松砩弦部烧业?雙眼皮對(duì)單眼皮；舌兩側(cè)能上卷對(duì)不能上卷；直發(fā)對(duì)卷發(fā)).同時(shí)孟德?tīng)栠€發(fā)現(xiàn)豌豆的這些性狀能穩(wěn)定的遺傳給后代.所以用這些易于區(qū)分的穩(wěn)定的性狀進(jìn)行豌豆品種間的雜交,試驗(yàn)結(jié)果很容易觀察和分析.所以在做實(shí)驗(yàn)時(shí)選取材料是很重要的.
當(dāng)然試驗(yàn)方法也是很重要的,由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,孟德?tīng)枮榱吮阌诜治?只是分別對(duì)每一對(duì)相對(duì)性狀進(jìn)行研究.下面來(lái)看一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳試驗(yàn)(板書(shū)).
大家看圖6-17,孟德?tīng)栍眉兎N高莖豌豆與純種矮莖豌豆作親本(用P表示)進(jìn)行雜交,不論用高莖豌豆作母本(正交),還是作父本(反交),雜交后產(chǎn)生的第一代(簡(jiǎn)稱子一代,用F1表示)總是高莖.
同學(xué)們會(huì)問(wèn)為什么子一代沒(méi)有出現(xiàn)矮莖植株?如果讓子一代高莖植株自交,后代又會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢?這些問(wèn)題同樣引起了孟德?tīng)柕臉O大興趣,于是他將子一代植株進(jìn)行自交.看到在第二代(簡(jiǎn)稱子二代,用F2 表示)植株中,除了有高莖的還有矮莖的.這樣的試驗(yàn)結(jié)果同樣引起的孟德?tīng)柕乃伎?( F1代是自花受粉,所以 F1代決定了F2代出現(xiàn)了矮莖豌豆).既然F1代決定F2代出現(xiàn)了矮莖的性狀，而F1代表現(xiàn)為高莖(株高近兩米)，并未表現(xiàn)為中間性狀,這說(shuō)明什么呢？(矮莖性狀在子一代并未丟失,只是隱而未現(xiàn)).于是孟德?tīng)枌⒃陔s種子一代中顯現(xiàn)出來(lái)的性狀叫做顯性形狀,如高莖;把未顯現(xiàn)出來(lái)的性狀叫做隱性性狀,如矮莖.這種在雜種后代中,同時(shí)顯現(xiàn)出顯性形狀和隱性性狀的現(xiàn)象,在遺傳學(xué)上叫做性狀分離.性狀分離現(xiàn)象證實(shí)了“顆粒式遺傳”理論:代表一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳因子在同一個(gè)體內(nèi)各別存在,而不相沾染,不相混合.這個(gè)概念與“混合式遺傳”針?shù)h相對(duì)。孟德?tīng)栕C實(shí)了“顆粒式遺傳”理論的正確性.
同時(shí)孟德?tīng)枌?duì)這個(gè)試驗(yàn)結(jié)果,并沒(méi)有只停留在對(duì)后代遺傳表現(xiàn)的觀察上,而是進(jìn)一步對(duì)其遺傳性狀進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)學(xué)分析.他發(fā)現(xiàn),在所得到的1064株子二代植株豌豆中,787株是高莖,277株是矮莖,高莖與矮莖的數(shù)量比接近于3﹕1.孟德?tīng)栍肿隽似渌?對(duì)相對(duì)性狀的雜交試驗(yàn),觀察了數(shù)千株豌豆的雜交情況,并且對(duì)每一對(duì)相對(duì)性狀的試驗(yàn)結(jié)果都進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,最后都得到了與上述試驗(yàn)相同的結(jié)果:子一代中表現(xiàn)出顯性形狀; 子二代出現(xiàn)了性狀分離現(xiàn)象,并且顯性形狀與隱性性狀的數(shù)量比接近于3﹕1(表6-2).
小結(jié): 孟德?tīng)柕耐愣闺s交試驗(yàn)過(guò)程同學(xué)們一定要理解和記憶,關(guān)于顯隱性數(shù)量比接近3﹕1,以及對(duì)分離現(xiàn)象的解釋我們將在下節(jié)內(nèi)容中進(jìn)行學(xué)習(xí).
教學(xué)目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)的情操和了解科學(xué)試驗(yàn)的技巧
教學(xué)重點(diǎn):孟德?tīng)柕耐愣闺s交試驗(yàn)和一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳試驗(yàn)
教學(xué)難點(diǎn): 一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳試驗(yàn)
導(dǎo)入:生物體通過(guò)遺傳物質(zhì)將自身性狀傳給子代,使子代產(chǎn)生與親代相似的性狀,這就是遺傳.那么人們是從哪些方面研究遺傳的呢?關(guān)于遺傳又有哪些規(guī)律呢?這就是我們今天所要共同探討的問(wèn)題.(板書(shū))遺傳的基本規(guī)律.
其實(shí)遺傳學(xué)有三大定律,奧國(guó)的遺傳學(xué)家孟德?tīng)栍猛愣棺鲈囼?yàn)材料,最先揭示了遺傳的兩個(gè)基本規(guī)律----基因的分離定律和基因的自由組合定律.還有一個(gè)就是摩爾根所揭示的基因的連鎖和交換定律.我們先來(lái)學(xué)習(xí)基因的分離定律(板書(shū)).在講解基因的分離定律之前我們要先學(xué)習(xí)孟德?tīng)柕耐愣闺s交試驗(yàn)(板書(shū)).
首先我給同學(xué)們介紹一下孟德?tīng)柡退耐愣闺s交試驗(yàn)的有關(guān)背景材料(P20).
孟德?tīng)柍錾碛谝粋€(gè)農(nóng)民家庭.他經(jīng)過(guò)艱苦的求學(xué)過(guò)程后，在布爾諾城修道院當(dāng)了一名修士。后來(lái)經(jīng)修道院院長(zhǎng)的推薦，他進(jìn)入維也納大學(xué)受教于當(dāng)時(shí)的物理學(xué)家多普勒、數(shù)學(xué)家艾丁豪遜和植物學(xué)家翁格爾等人.為他日后的科學(xué)研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).回到布爾諾以后他在修道院的植物園中進(jìn)行了許多雜交實(shí)驗(yàn).孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)，豌豆正是他尋找的理想實(shí)驗(yàn)材料.1865年2月28日，孟德?tīng)栐谒诔鞘械淖匀豢茖W(xué)研究會(huì)上宣讀了他經(jīng)過(guò)8年的潛心研究寫(xiě)出的論文----《植物雜交試驗(yàn)》,提出了分離定律和自由組合定律,然而人們對(duì)于孟德?tīng)柕难芯砍晒瓦@篇具有劃時(shí)代意義的論文并沒(méi)有給予應(yīng)有的注意.直到1900年,三位植物學(xué)家分別用不同的植物證實(shí)了孟德?tīng)柕陌l(fā)現(xiàn),這些成果才受到科學(xué)界的重視.從此遺傳學(xué)作為一門(mén)科學(xué)誕生了,孟德?tīng)柍蔀檫z傳學(xué)的奠基人.
了解背景知識(shí)后,我們來(lái)看孟德?tīng)柺侨绾巫鐾愣闺s交試驗(yàn)的,他又為什么選用豌豆作為試驗(yàn)材料呢?大家看圖6-15人工異花傳粉示意圖.兩性花的花粉落到同一朵花的雌蕊柱頭上的過(guò)程叫做自花傳粉,兩朵花之間的傳粉過(guò)程稱為異花傳粉.不同植株的花進(jìn)行異花傳粉時(shí),供應(yīng)花粉的植株叫做父本(♂),接收花粉的植株叫做母本(♀).孟德?tīng)栐谧鲭s交試驗(yàn)時(shí),先除去未成熟花的全部雄蕊,這叫做去雄.然后套上紙袋,待花成熟時(shí)再采集另一植株的花粉,撒在去雄花的柱頭上.這就是豌豆雜交試驗(yàn).大家看著是不是覺(jué)得挺簡(jiǎn)單,那大家想下去雄的時(shí)機(jī)是什么,為什么去雄,又為什么套上紙袋呢?(這是由豌豆花的特性決定的,因?yàn)橥愣故亲曰▊鞣壑参?而且是閉花受粉,也就是豌豆花在花未開(kāi)時(shí)已經(jīng)完成了受粉.所以豌豆在自然狀態(tài)下,能避免外來(lái)花粉粒的干擾.這樣結(jié)果既可靠又容易分析,這也是孟德?tīng)栆酝愣棺鳛樵囼?yàn)材料的原因之一) 孟德?tīng)栠x用豌豆作為試驗(yàn)材料還有另一原因:他在栽培豌豆的過(guò)程中發(fā)現(xiàn),豌豆的一些品種之間具有易于區(qū)分的性狀.例如豌豆中有高莖的也有矮莖的;有結(jié)圓粒種子的也有結(jié)皺粒種子的,大家看圖6-16豌豆的7對(duì)性狀,像這樣,一種生物的同一種性狀的不同表現(xiàn)類型我們把它叫做相對(duì)性狀.在我們?nèi)松砩弦部烧业?雙眼皮對(duì)單眼皮；舌兩側(cè)能上卷對(duì)不能上卷；直發(fā)對(duì)卷發(fā)).同時(shí)孟德?tīng)栠€發(fā)現(xiàn)豌豆的這些性狀能穩(wěn)定的遺傳給后代.所以用這些易于區(qū)分的穩(wěn)定的性狀進(jìn)行豌豆品種間的雜交,試驗(yàn)結(jié)果很容易觀察和分析.所以在做實(shí)驗(yàn)時(shí)選取材料是很重要的.
當(dāng)然試驗(yàn)方法也是很重要的,由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,孟德?tīng)枮榱吮阌诜治?只是分別對(duì)每一對(duì)相對(duì)性狀進(jìn)行研究.下面來(lái)看一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳試驗(yàn)(板書(shū)).
大家看圖6-17,孟德?tīng)栍眉兎N高莖豌豆與純種矮莖豌豆作親本(用P表示)進(jìn)行雜交,不論用高莖豌豆作母本(正交),還是作父本(反交),雜交后產(chǎn)生的第一代(簡(jiǎn)稱子一代,用F1表示)總是高莖.
同學(xué)們會(huì)問(wèn)為什么子一代沒(méi)有出現(xiàn)矮莖植株?如果讓子一代高莖植株自交,后代又會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢?這些問(wèn)題同樣引起了孟德?tīng)柕臉O大興趣,于是他將子一代植株進(jìn)行自交.看到在第二代(簡(jiǎn)稱子二代,用F2 表示)植株中,除了有高莖的還有矮莖的.這樣的試驗(yàn)結(jié)果同樣引起的孟德?tīng)柕乃伎?( F1代是自花受粉,所以 F1代決定了F2代出現(xiàn)了矮莖豌豆).既然F1代決定F2代出現(xiàn)了矮莖的性狀，而F1代表現(xiàn)為高莖(株高近兩米)，并未表現(xiàn)為中間性狀,這說(shuō)明什么呢？(矮莖性狀在子一代并未丟失,只是隱而未現(xiàn)).于是孟德?tīng)枌⒃陔s種子一代中顯現(xiàn)出來(lái)的性狀叫做顯性形狀,如高莖;把未顯現(xiàn)出來(lái)的性狀叫做隱性性狀,如矮莖.這種在雜種后代中,同時(shí)顯現(xiàn)出顯性形狀和隱性性狀的現(xiàn)象,在遺傳學(xué)上叫做性狀分離.性狀分離現(xiàn)象證實(shí)了“顆粒式遺傳”理論:代表一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳因子在同一個(gè)體內(nèi)各別存在,而不相沾染,不相混合.這個(gè)概念與“混合式遺傳”針?shù)h相對(duì)。孟德?tīng)栕C實(shí)了“顆粒式遺傳”理論的正確性.
同時(shí)孟德?tīng)枌?duì)這個(gè)試驗(yàn)結(jié)果,并沒(méi)有只停留在對(duì)后代遺傳表現(xiàn)的觀察上,而是進(jìn)一步對(duì)其遺傳性狀進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)學(xué)分析.他發(fā)現(xiàn),在所得到的1064株子二代植株豌豆中,787株是高莖,277株是矮莖,高莖與矮莖的數(shù)量比接近于3﹕1.孟德?tīng)栍肿隽似渌?對(duì)相對(duì)性狀的雜交試驗(yàn),觀察了數(shù)千株豌豆的雜交情況,并且對(duì)每一對(duì)相對(duì)性狀的試驗(yàn)結(jié)果都進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,最后都得到了與上述試驗(yàn)相同的結(jié)果:子一代中表現(xiàn)出顯性形狀; 子二代出現(xiàn)了性狀分離現(xiàn)象,并且顯性形狀與隱性性狀的數(shù)量比接近于3﹕1(表6-2).
小結(jié): 孟德?tīng)柕耐愣闺s交試驗(yàn)過(guò)程同學(xué)們一定要理解和記憶,關(guān)于顯隱性數(shù)量比接近3﹕1,以及對(duì)分離現(xiàn)象的解釋我們將在下節(jié)內(nèi)容中進(jìn)行學(xué)習(xí).