中图版生物必修2第一节《 孟德尔遗传试验的科学方法》教案.docVIP

第一节 孟德尔试验的科学方法 一、教学目标 1、了解一般的科学研究方法：实验结果——假说——实验验证——理论科学研究方法：实验结果——假说——实验验证——理论1）没有一个试验能确定杂种后代出现的类型数目；（2）没有按照不同世代把这些类型予以归类；（3）没有搞清它们在统计学上的关系。针对这些问题孟德尔开展了8年工作，采用32个品种，观察了7对性状(图1-1)，最终总结了2个定律，即独立分配和自由组合定律，后人称为孟德尔定律，从而创建了遗传学，其贡献与当时十九世纪三大发现相比毫不逊色，遗憾的是不幸被埋没了35年，这是遗传学发展。那么孟德尔的成功是不是偶然的呢，显然不是，今天我们就介绍一下孟德尔科学的试验方法： 一、恰当的选择试验材料： 教师讲述：孟德尔在选择材料的时候选的是豌豆，为什么要选择豌豆呢，其中有道理的，学生阅读课本，回答原因， 教师总结： 1、豌豆是自花传粉、闭花授粉的植物，自然状况下是纯种， 2、豌豆品种间的性状差异大，容易区分； 二、巧妙的由简到繁的方法： 教师举例学生总结： 1、什么是相对形状？ 2、孟德尔选用的是几对相对性状？ 教师总结：大家知道，孟德尔的论文的醒目标题是《植物杂交试验》，因此他所从事试验的方法，主要是“杂交试验法”。他用纯种的高茎豌豆与矮茎豌豆作亲本（亲本以P表示），在它们的不同植株间进行异花传粉。如图2-4所示高茎豌豆与矮茎豌豆异花传粉的示意图。结果发现，无论是以高茎作母本，矮茎作父本，还是以高茎作父本，矮茎作母本（即无论是正交还是反交），它们杂交得到的第一代植株（简称“子一代”，以F1表示）都表现为高茎。也就是说，就这一对相对性状而言，F1植株的性状只能表现出双亲中的一个亲本的性状——高茎，而另一亲本的性状——矮茎，则在F1中完全没有得到表现。 又如，纯种的红花豌豆和白花豌豆进行杂交试验时，无论是正交还是反交，F1植株全都是红花豌豆。正因为如此，孟德尔就把在这一对性状中，F1能够表现出来的性状，如高茎、红花，叫做显性性状，而把F1未能表现出来的性状，如矮茎、白花，叫做隐性性状。孟德尔在豌豆的其他5对相对性状的杂交试验中，都得到了同样的试验结果，即都有易于区别的显性性状和隐性性状。 孟德尔在研究的时候是选用的是一对相对性状。 三、运用数学方法——数学统计 F1[ F2[来 F2比例 圆形×皱缩子叶 圆形 5474圆 1850皱 2.96:1 黄叶×绿色子叶 黄色 6022黄 2001绿 3.01:1 ??紫花×白花 紫花 705紫 224白 3.15:1 膨大×缢缩豆荚 鼓胀 882鼓 299瘪 2.95:1 绿色×黄色豆荚 绿色 428绿 152黄 2.82:1 花腋生×花顶生 腋生 651腋生 207顶生 3.14:1 高植株×矮植株 高植株 787高 277矮 2.84:1 四、严密的假说演绎： （一）设计严密，层次分明 1.亲本杂交（parent generation）：（1）选材：孟德尔选材时考虑到“这种植物的杂种在开花期必须防止所有外来花粉的影响”。刚开始，鉴于豆科植物的特殊花器结构成为被选的实验材料，最终选择了严格自花受粉的豌豆；在实验中他又注意选择生命力强的种子，使后代的成活力相同，避免统计误差；种子在使用前进行试种，观察是否存在分离，确定纯种后才使用。(2) 选择研究的性状：“具有稳定的可区分性”，即质量性状，摒弃数量性状，抓住了遗传规律的主流。(3) 继承了前人采用的正反交（reciprocal cross），为以后区分伴性遗传和细胞质遗传打下基础。(4) 设立对照实验：将盆栽的植物移到温室内和大田种植的作对照，以排除虫媒的干扰。 2. 杂种1代（filial generation 1，F1）的观察： 确定了“显性”（dominate）性状和“隐性”(recessive)性状。将在杂交中能传递给后代的性状称为显性，而在传递过程中潜伏的性状称为隐性。 3. F2代的观察 (1) 对后代的性状进行了统计处理，发现显性性状和隐性性状的分离比为3∶1；(2) 注意到了“当试验植株数目较少时，结果可发生相当大的波动”，因而采用大样本。(3) 为保证后代成活、统计精确，十分细致地将矮株进行移植，避免其被相邻的高株覆盖因得不到阳光而死亡。(4) 对具有显性性状的植株，进一步通过自交来研究其遗传结构。 4. F3代的研究 经观察统计表型为显性（A）的植株有两种基因型：AA和Aa，比例为1∶2。 ? （二）科学推论 对以上的结果，孟德尔进行了科学推论：（1）遗传因子成对存在，形成生殖细胞时彼此分离；（2）以A代表显性性状，a代表隐性性状，Aa表示杂合类型，那么在F2代中后代的构成可用公式：1A+2Aa+1a 来表示，表明了各种类型的基因型以及比例。 ? （三）精确验