內(nèi)容簡析
本節(jié)主要內(nèi)容是控制生物相對性狀的一對基因是如何表達(dá)的。引導(dǎo)學(xué)生理解孟德爾研究豌豆性狀表現(xiàn)出的規(guī)律來推測基因控制性狀表達(dá)的規(guī)律,通過對其他性狀表現(xiàn)和基因的關(guān)系的分析,學(xué)生可認(rèn)識到這一現(xiàn)象是普遍存在的,能夠讓學(xué)生簡而明地理解生物遺傳的實(shí)質(zhì),為后面學(xué)習(xí)人的性別遺傳和生物的變異奠定基礎(chǔ),從而形成辯證的用科學(xué)方法解釋生命科學(xué)問題的態(tài)度。禁止近親結(jié)婚是對基因的顯性和隱性的進(jìn)一步認(rèn)識,通過對具體事例分析,使學(xué)生認(rèn)識到對生命來說,這是使人類健康發(fā)展、社會進(jìn)步的一項(xiàng)重要舉措,科學(xué)與生活是緊密聯(lián)系,使學(xué)生更加關(guān)注社會,關(guān)注生活,關(guān)注科學(xué)。
目標(biāo)定位
知識目標(biāo):1.舉例說出相對性狀與基因的關(guān)系;
2.描述控制相對性狀的一對基因的傳遞特點(diǎn);
3.說明近親結(jié)婚的危害。
能力目標(biāo):1.通過對孟德爾豌豆雜交實(shí)驗(yàn)的分析,培養(yǎng)學(xué)生思考推理能力;
2.并嘗試通過基因顯隱性的原理來解釋現(xiàn)實(shí)生活中的遺傳現(xiàn)象。
情感目標(biāo):增強(qiáng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和運(yùn)用科學(xué)方法解釋生命科學(xué)的有關(guān)問題。
方法闡釋
通過回顧一種性狀是由一對基因控制的,父母通過精子和卵細(xì)胞,分別將一對基因的一個傳給了受精卵,這樣子代的體細(xì)胞中,控制一種性狀的基因仍然是一對(一條來自父親,一條來自母親),引出單看基因的傳遞過程。在此基礎(chǔ)上,提出本節(jié)要研究的問題,即控制相對性狀的一對基因之間的關(guān)系問題,要通過實(shí)驗(yàn)證實(shí),而不能靠猜測。接下來介紹孟德爾,豌豆的閉花傳粉,孟德爾所做的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象,引起學(xué)生的求知欲,設(shè)計(jì)四個問題,讓學(xué)生逐一問題分組討論,教師參與到學(xué)生討論中,幫助學(xué)生理解基因的顯性和隱性及遺傳規(guī)律。再次,分析常見雙眼皮單眼皮的遺傳現(xiàn)象,加深學(xué)生對基因的顯性和隱性及遺傳規(guī)律的理解。最后,通過白化病家庭,達(dá)爾文或摩爾根的家庭悲劇,使學(xué)生理解禁止近親結(jié)婚的道理;通過介紹其他隱性遺傳病和觀看色盲檢測圖譜,教育學(xué)生學(xué)會正確對待有遺傳缺陷的人。
教學(xué)流程
[課前準(zhǔn)備]
課前布置學(xué)生調(diào)查孟德爾生平和遺傳病。
環(huán)節(jié)一:創(chuàng)設(shè)情境,導(dǎo)入新課
教師出示事例:《青島早報》上最新報道:“五歲袖珍女身高54厘米”,父親幾乎可以把她裝進(jìn)口袋里,懷疑近親結(jié)婚所致。
師:一種性狀是由一對基因控制,若父母的一對基因分別AA和aa,那么孩子的基因是什么?
生:根據(jù)圖片,說出父母分別產(chǎn)生精子和卵細(xì)胞后,結(jié)合形成受精卵傳遞的過程
父親:AA A
母親:aa a A a
父母把一對基因中的一個傳給受精卵,所以孩子的體細(xì)胞中的一對基因仍然是一對,而且一個來自父親,一個來自母親。
師:人的舌頭有的能夠卷,有的不能,為什么?我們假設(shè)父親是卷舌,由基因AA控制,母親的舌頭不能卷,由基因aa控制,那么他們的孩子的舌頭是?
生:卷舌、不卷舌
師:上述僅靠推測不夠,我們來研究一下,找找答案。
[學(xué)生匯報討論的情況]
[設(shè)計(jì)意圖]充分利用學(xué)生關(guān)心熱點(diǎn)新聞的心理,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和自覺性,激發(fā)學(xué)生的興趣。選取與本節(jié)有關(guān)的熱點(diǎn)新聞,有效地幫助學(xué)生開啟思維、引發(fā)聯(lián)想、激起探究欲望。
環(huán)節(jié)二:探究新知,合作共享
一、基因的顯性和隱性
引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材,了解生物遺傳學(xué)研究的科學(xué)史,熟悉科學(xué)家孟德爾研究的基本過程和他最終得出的結(jié)論。重要的是掌握研究的方法和科學(xué)推理的思維過程及獲得成功的寶貴經(jīng)驗(yàn)(如實(shí)驗(yàn)材料的選擇和統(tǒng)計(jì)方法的運(yùn)用)。
師:有一位專門研究基因與性狀的偉大人物,他就是孟德爾,課前我布置了查找關(guān)于這位科學(xué)家的生平,同學(xué)們,調(diào)查了嗎?好,現(xiàn)在我們匯報。
生:現(xiàn)代遺傳學(xué)的創(chuàng)始人孟德爾于1822年7月22日出生在奧地利的一個農(nóng)民家庭。他自幼就對大自然有濃厚的興趣,經(jīng)常跟著父親種田,跟著母親在花園里勞動、栽培各種花草。孟德爾看到很多植物由兩片小葉子逐漸長大,然后開花、結(jié)果,他就想:為什么麥子的種子種在地里,長出來的一定是麥子,蔥的種子一定生蔥由于從小就受到大自然的熏陶,他掌握了不少植物栽培和管理等方面的知識。
生:我調(diào)查的內(nèi)容是: 1865年,孟德爾總結(jié)出著名的遺傳規(guī)律,并且在布爾諾自然科學(xué)學(xué)會宣讀了他的論文《植物雜交試驗(yàn)》,但是沒有引起科學(xué)界的注意。第二年,他又在學(xué)會的雜志上發(fā)表了他得到的試驗(yàn)結(jié)果。孟德爾還把一份論文寄給了遺傳學(xué)家尼基利。尼基利雖然讀了孟德爾的論文,但是看不懂,因此無法估計(jì)孟德爾發(fā)現(xiàn)的重要性,致使孟德爾的論文在此后30年中未被科學(xué)界所知。
生::上小學(xué)和中學(xué)時,因?yàn)榧揖池毢3R律酪h褸,忍饑挨餓。但他仍然以堅(jiān)強(qiáng)的毅力克服困難,勤奮努力地學(xué)習(xí)。 上大學(xué)是孟德爾妹妹特洛西亞把自己的嫁妝費(fèi)拿出來,才使孟德爾交了學(xué)費(fèi)。就這樣,1840年,孟德爾終于進(jìn)入了奧爾米茨大學(xué)神學(xué)院。 在大學(xué)里,孟德爾博覽群書,學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué)和物理學(xué)等自然科學(xué)知識,他的視野和知識面更寬廣了,為他以后從事遺傳學(xué)研究工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。21歲那年,孟德爾從神學(xué)院畢業(yè)了。歷經(jīng)生活磨難的孟德爾,必須找一個飯碗,他進(jìn)了布隆修道院,當(dāng)上了一名修士。 孟德爾一邊從事神職工作,一邊在后花園里進(jìn)行生物遺傳實(shí)驗(yàn),他試圖找到生物性狀遺傳的秘密。8年以后,他用豌豆進(jìn)行的雜交試驗(yàn),終于揭開了生物一代與一代之間又像又不像這一大自然的奧秘,這就是著名的孟德爾遺傳學(xué)定律。
[師生分析研究]
師:孟德爾研究豌豆的相對性狀是什么?
生:豌豆高矮、皺滑、顏色等
師:讓我們來看看這個研究過程,以高豌豆和矮豌豆為例子,如果控制高豌豆的一對基因是AA,控制矮豌豆的基因是aa,兩種雜交豌豆表現(xiàn)出來的性狀是?基因組成是?
生:可以從書上得到啟示,雜種豌豆高度和上代高豌豆一樣,基因組成是Aa。
師:為什么雜交豌豆只表現(xiàn)出高的性狀?
[學(xué)生閱讀教材的有關(guān)部分,然后小組自主討論]
(為了使學(xué)生自始至終有線索的逐步把握性狀和基因的關(guān)系,這里老師可以邊畫出遺傳圖譜,即父母把各自基因傳給下一代的過程,使學(xué)生建立基因與性狀關(guān)系的直觀印象)
生:相對性狀有顯性性狀和隱性性狀之分,豌豆的高和矮,高是顯性性狀,矮是隱性性狀,雜交后代只表現(xiàn)高的顯性性狀,而不表現(xiàn)矮的性狀。
師:顯性性狀是指在親代都是純合的情況下,雜交第一代表現(xiàn)出來的性狀是顯性性狀,沒有表現(xiàn)出來的性狀是隱性性狀。
生:性狀是由基因控制,隱性性狀基因是兩個小寫字母表示,如dd;顯性性狀基因組成DD或Dd,Dd只表現(xiàn)顯性基因D控制的性狀,而d控制的性狀不表現(xiàn)。
師:顯性基因和隱性基因之間的關(guān)系我們可以這樣來比喻:
(顯性基因)A:老虎 (隱性基因)a:猴子
俗話說:山上有老虎,猴子難稱王;山上無老虎,猴子稱大王。
[設(shè)計(jì)意圖]把顯性基因比喻成老虎,把隱性基因比喻成成猴子,雙眼皮-——顯性性狀——由顯性基因A(老虎)控制,單眼皮——隱性性狀——由隱性基因a(猴子)控制,當(dāng)基因組成為AA:雙眼皮;Aa:雙眼皮;aa:單眼皮(山中無老虎,猴子稱霸王),通過這樣的例子讓學(xué)生認(rèn)識和理解基因的顯性和隱性。
[此時也可以設(shè)計(jì)一個活動幫助理解顯性和隱性:紅色的塑料板和透明的塑料板各1對,若兩個紅色,一個紅的和一個透明的在一起,都會顯現(xiàn)紅色,只有兩個透明的在一起,才能顯現(xiàn)透明。幫助學(xué)生理解顯性和隱性的關(guān)系。]
師:雜種高豌豆(Dd)種下去之后,后代為什么高的多矮的少呢?
此時,學(xué)生先自己思考嘗試寫出遺傳過程,然后小組討論作匯報。
生:雜種高豌豆雜交后的基因組成有:DD、Dd、Dd、dd,分別表現(xiàn)為高,高,高,矮。
(為了把學(xué)生說的過程更加形象化,老師可以課件配合,將學(xué)生思路展示出來,利于同學(xué)的判斷)
生:只有dd兩個隱性基因控制的性狀表現(xiàn)為矮,高和矮的比例為3:1
(這樣在孟德爾試驗(yàn)分析的過程中,學(xué)生通過問題引導(dǎo),自主討論,積極解答,老師指導(dǎo),認(rèn)識到基因遺傳及控制性狀表現(xiàn)的規(guī)律,充分體現(xiàn)了學(xué)習(xí)的嚴(yán)謹(jǐn)性、科學(xué)性)
師:那么父親是卷舌,母親不卷舌,他們的孩子舌頭是?為什么?
生:孩子的舌頭是卷舌,因?yàn)楦赣H是卷舌,由AA控制,母親不能卷舌,由aa控制,他們生下的孩子是Aa,應(yīng)該表現(xiàn)A控制的性狀而不表現(xiàn)出a控制的性狀。
師:同學(xué)們分析得太好了,說明你們已經(jīng)是一個小小科學(xué)家了
(為使學(xué)生能夠把生物學(xué)學(xué)習(xí)與生活聯(lián)系起來,我課前布置了調(diào)查家庭中父母的眼睛是雙眼皮、單眼皮,)
師:若控制雙眼皮的基因是顯性的,用“A”表示;控制單眼皮的基因是隱性的,用“a”表示,那么為什么自己是單眼皮或雙眼皮?
生:在黑板上或利用實(shí)物投影展示出來并描述出遺傳過程,我父親是單眼皮,母親是單眼皮,所以我的基因組成只能是兩個隱性基因,所以我是單眼皮,因?yàn)閮蓚€隱性基因只能表現(xiàn)出隱性性狀。
生:我是單眼皮,我父親是雙眼皮,母親也是雙眼皮,父親一定是Aa,而不可能是AA,母親是Aa,也不可能是AA,所以生下的孩子中有1/4的概率是aa,表現(xiàn)單眼皮,正是我。
生:我父親是雙眼皮,母親是單眼皮,我是單眼皮,父親一定是Aa,而不可能是AA,母親是aa,所以生下的孩子中單眼皮的概率是1/2,雙眼皮是1/2。
師:你們分析的對,這里是不是有些規(guī)律可循?
生:父母都是單眼皮,生下的孩子不會是雙眼皮。父母任何一方是雙眼皮,一方是單眼皮,生下的孩子單眼皮的比率是100%或50%等等。
(教師讓學(xué)生歸納出控制人眼皮基因的6種組合形式,即AAxAA,AAxAa,AaxAa,AAxaa,Aaxaa,aaxaa;并歸納出子代眼皮的性狀比例)
師:現(xiàn)在我們一起來分析下面的問題,你能解釋嗎?已知面頰上有酒窩與無酒窩是一對相對性狀,決定有酒窩的基因(D)是顯性基因,決定無酒窩的基因是(d)隱性基因,請問,一對無酒窩的夫婦能生育出有酒窩的子女嗎?為什么?
生:不會有,無酒窩的夫婦基因組成是dd,所以生下的孩子基因來自父母,因此基因組成dd,表現(xiàn)為無酒窩。
師:在人群中,生來就慣用右手與生來就慣用左手(不包括后天的矯正和練習(xí))是一對相對性狀,父親慣用左手,母親慣用右手,他們生的孩子也是慣用右手。請問孩子的細(xì)胞內(nèi)有控制慣用左手的基因嗎?
生1:因?yàn)榇祟}沒有給出用左手和用右手,誰是顯性的,所以應(yīng)有兩種可能。
生2:甲:假設(shè)慣用左手為顯性,慣用右手為隱性,他們生的孩子慣用右手,孩子的基因組成肯定為兩個隱性基因,所以孩子的細(xì)胞內(nèi)沒有控制慣用左手的基因,
生3:若慣用左手為隱性,母親慣用右手為顯性,他們生的孩子是右手,因?yàn)楹⒆拥幕蛑幸话牖騺碜愿赣H,一半來自母親,所以孩子含有左手的基因,只是未表現(xiàn)出隱性性狀來。
師:很好,以上我們了解了關(guān)于基因控制性狀表現(xiàn)的規(guī)律。若A為 顯性,a為隱形,當(dāng)AA或Aa時表現(xiàn)出顯性性狀,當(dāng)aa時表現(xiàn)出隱性性狀。
[設(shè)計(jì)意圖]此分析的過程中重在促使學(xué)生的思維逐步從感性向理性的轉(zhuǎn)變,尤其對于引導(dǎo)學(xué)生邏輯推理,形成良好的思維習(xí)慣發(fā)揮了積極作用。再輔之以遺傳問題練習(xí)的訓(xùn)練,對提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力有較大的好處。
二、遺傳病與近親結(jié)婚
教師通過展示人類多種遺傳病的圖片資料,如白化病孩子,出示摩爾根或達(dá)爾文的婚姻悲劇,講解達(dá)爾文(或摩爾根)都是近親結(jié)婚的受害者,介紹“傻子村”的遺傳病事實(shí)。出示色盲檢測圖譜,檢驗(yàn)學(xué)生的色覺。理解當(dāng)近親結(jié)婚后,隱性致病基因相遇的機(jī)會大增,患病的機(jī)會高。從而使學(xué)生認(rèn)同我國婚姻法規(guī)定禁止近親結(jié)婚的道理。
師:禁止近親結(jié)婚是我國婚姻法規(guī)定的,為什么我們的婚姻法中做出這樣的規(guī)定?
生:這樣可避免生下帶病的不健康的孩子
師:對,請看這張圖片上的孩子。這是一個患有先天性愚型癥患者,這種病人的患病特征主要是天生智力底下,發(fā)育遲緩,坐立走都很晚,只會說“爸“媽“單音節(jié)詞,有的缺少抽象思維的能力。這種疾病是天生的,叫做遺傳病,目前,已經(jīng)了解的人類遺傳病有4000余種,如白化病,色盲、血友病等,這些病的孩子的父母可能是正常的。那么,患者患病的原因到底是什么?
生:通過讀書我們知道,攜帶致病基因的人并不一定表現(xiàn)出遺傳病,如由隱性基因引起的遺傳病,但這種基因又可能傳遞給下一代。血緣關(guān)系遠(yuǎn),具有相同致病基因的可能性比較小,而近親結(jié)婚,婚配的雙方遺傳基因相近。婚后所生子女的遺傳病的可能性就大。
師:(出示摩爾、達(dá)爾文的照片),摩爾根與他的表妹結(jié)婚后生下了有病的孩子,達(dá)爾文也有類似的不幸。
生:根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),近親結(jié)婚,如表兄妹、表姐弟結(jié)婚,婚后所生子女遺傳病發(fā)生的幾率高于非近親結(jié)婚。如白化病,近親結(jié)婚子女患病的可能性是非近親結(jié)婚子女患病可能性的13.5倍;全色盲,近親結(jié)婚子女患病的可能性是非近親結(jié)婚子女患病可能性的17.9倍。我們國家某地有一個山村,由于近親結(jié)婚的人多,出現(xiàn)了許多傻子,被稱為“傻子村”。 以前,遺傳病一般是無法治療的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,科學(xué)家們正在力圖使發(fā)生變化的遺傳物質(zhì)恢復(fù)正常的活動來治療某些遺傳病。但目前大多數(shù)遺傳病仍然不能治療。
師:說得很好,同學(xué)們調(diào)查的非常認(rèn)真,也很詳細(xì)。近親,血緣關(guān)系近,婚配雙方攜帶相同的隱性致病基因在后代純合的幾率增多,因此后代遺傳病的發(fā)病率比自然婚配的高。那么用你們學(xué)的知識能否分析一下紅樓夢中的賈寶玉和林黛玉,他們能夠結(jié)婚嗎?
生:林黛玉是賈母的外孫女,賈寶玉是賈母的孫子,也就是說林黛玉的媽媽和賈寶玉的爸爸是兄妹,所以他們是近親,不能結(jié)婚,也不允許相愛,所以這可以說是個悲劇。
[設(shè)計(jì)意圖]提出我國婚姻法中禁止近親婚配的規(guī)定引發(fā)學(xué)生討論,列舉一些古今實(shí)例讓學(xué)生了解近親結(jié)婚將會給家庭和社會帶來影響,從而達(dá)到認(rèn)同的目的。
環(huán)節(jié)三:課堂小結(jié),交流感想
師:這節(jié)課,我們初步了解了基因是怎樣決定生物具體的性狀的,這可以幫助我們解釋一些遺傳現(xiàn)象。我們也初步了解了國家規(guī)定近親禁止結(jié)婚的原因和意義。生物性狀的遺傳是很復(fù)雜的,也是很有趣味的,在這里我們只是學(xué)習(xí)了最基本的知識。有關(guān)這方面的知識,我們在高中還會繼續(xù)學(xué)習(xí)。同學(xué)們?nèi)绻信d趣,可以閱讀些有關(guān)的書籍,也可以向老師或有關(guān)人員請教。