核心素养统率下的单元整体教学设计
[建构知识体系]
孟德尔用豌豆进行杂交实验,成功地揭示了遗传的两条基本规律:遗传因子的分离定律和自由组合定律。这两条基本规律的精髓是生物体遗传的不是性状本身,而是控制性状的遗传因子。性状有显性和隐性之分,遗传因子也有显隐之分。约翰逊将孟德尔的“遗传因子”命名为“基因”,并且提出了基因型和表型的概念。基因型是性状表现的内在因素,表型是基因型的表现形式。
总之,有性生殖中基因的分离和自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能,并由此可预测子代的遗传性状。本章概念图如图。
[统整学科素养]
生命的物质观
本章内容主要基于生物体内的遗传因子(基因)分析和阐明孟德尔的豌豆杂交实验,体现了生物遗传的物质性,激发学生探究遗传因子是什么物质,它是如何控制生物体的性状的。这有助于学生形成生命的物质观,为进一步建立生命是物质、能量和信息的统一体这一重要的生命观念奠定基础。
[浸润素养]
1.在孟德尔一对相对性状的杂交实验中,出现1∶1比例的是 ( )
A.亲代(DD和dd)所产生的遗传因子组成为D和d的两种配子之比
B.F1(Dd)所产生的雌雄配子之比
C.F1(Dd)自交后代性状分离比
D.F1(Dd)产生的雄配子D和雄配子d之比
2.如图为遗传因子组成为AaBb的个体进行有性生殖的过程图解,A/a、B/b各控制一对相对性状。下列有关说法正确的是 ( )
A.等位基因的分离和非等位基因的自由组合发生于过程①
B.雌雄配子随机结合有16种组合方式,子代有16种基因型
C.若含ab的精子和卵细胞不能参与受精,则F1只有一种表型
D.F1中双显个体占一半
运用归纳和演绎的逻辑思维方法分析解决问题
推理就是由一个或几个已知的判断(前提),推导出一个未知结论的思维过程,主要有归纳推理和演绎推理。所谓归纳推理,是指从许多个别的事物中概括出一般性概念、原则或结论的思维方法。演绎推理是从一般规律出发,运用逻辑证明或数学运算,得出特殊事实应遵循的规律,即从一般到特殊。归纳和演绎是科学研究中运用较为广泛的逻辑思维方法。马克思主义认识论认为,一切科学研究都必须运用到归纳和演绎的逻辑思维方法。本章基于孟德尔的豌豆杂交实验,使学生认知“观察、分析实验结果→发现问题→作出解释(提出假说)→演绎推理→实验验证→总结规律”的过程,进而培养学生归纳与演绎的科学思维。
[浸润素养]
1.下列有关基因分离定律和基因自由组合定律的说法,正确的是 ( )
A.一对相对性状的遗传一定遵循基因的分离定律而不遵循基因的自由组合定律
B.分离定律发生在配子产生过程中,自由组合定律发生在配子随机结合过程中
C.基因分离定律和自由组合定律适用于细胞中的全部基因
D.若符合自由组合定律,双杂合子自交后代不一定出现9∶3∶3∶1的性状分离比
2.在孟德尔发现遗传规律之前,一些研究杂交育种的专家对性状分离的现象早已熟知,但是他们并未发现遗传规律。孟德尔以豌豆、玉米、山柳菊等为材料进行了实验,其中豌豆杂交实验非常成功,并发现了遗传规律。由此分析孟德尔获得成功的原因:①选择豌豆作为实验材料;②由一对相对性状到多对相对性状的研究思路;③实验工具较先进;④运用归纳法和统计学方法;⑤在豌豆的测交实验后提出了合理的假设。其中正确的是 ( )
A.①②④ B.③④⑤
C.①②⑤ D.②③④
通过孟德尔分离定律和自由组合定律的发现深化理解假说—演绎法
假说—演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法,通过了解孟德尔的生平和追溯孟德尔发现遗传规律的过程,体会假说—演绎法的研究思路。本章还学习了正确地选用实验材料、运用数学统计方法、提出新概念以及应用符号体系表达概念。基于具体问题,训练学生应用遗传规律设计实验方案、解决遗传学问题的能力。其中,假说—演绎法的一般流程图解如下:
[浸润素养]
1.假说—演绎法是现代科学研究中常用的方法,利用该方法,孟德尔发现了两个遗传定律。下列关于孟德尔研究过程的分析,错误的是 ( )
A.提出问题是建立在纯合亲本杂交和F1自交的遗传实验基础上的
B.先提出假说,据此开展豌豆杂交实验并设计测交实验进行演绎
C.对推理(演绎)过程及结果进行的检验是通过测交实验完成的
D.孟德尔发现的遗传定律不能解释所有有性生殖生物的遗传现象
2.某种植物的果皮有毛和无毛由一对等位基因(A/a)控制。现利用该种植物三种不同基因型的个体甲、乙、丙进行自交,实验结果如下:
回答下列问题:
(1)果皮有毛和无毛这对性状中的显性性状为 ,判断的依据是实验 。
(2)由实验可推断甲的基因型为 ,乙的基因型为 。
(3)请从甲、乙、丙中选择实验材料,设计实验进一步验证你对乙的基因型的判断
。
分离定律和自由组合定律在生物的遗传中具有普遍性,学生可以依据遗传规律设计动植物育种过程,预测杂交后代的遗传性状,特别是预测某些遗传病的患病概率。教材中设置了真实的问题情境,可训练学生基于遗传规律对遗传现象作出理性解释和判断、解决生产生活问题的能力,有利于关爱生命意识、健康生活方式的养成。
[浸润素养]
1.关于杂交育种说法正确的是 ( )
A.杂交育种能将双亲的优良性状集中到一个个体上
B.杂交育种都必须通过连续自交才能获得纯合子
C.培育细菌新品种可以选用杂交育种的方法
D.在哺乳动物杂交育种中到了F2后,对所需表型采用自交鉴别,子代留种
2.等位基因H、h和等位基因IA、IB、i共同控制人类ABO血型,基因与抗原的对应关系如图(含有A抗原表现A血型,含有B抗原表现B血型,含有AB抗原则为AB血型,不含有抗原则表现为O血型)。等位基因D、d基因决定Rh血型,红细胞膜表面有D抗原为Rh+,无D抗原为Rh-。三对等位基因独立遗传。回答下列问题:
(1)ABO血型和Rh血型这两对相对性状的遗传符合 定律,原因是 。
(2)控制上述血型的基因型共有 种,其中Rh+O血型个体的基因型种类有 种。
(3)一对Rh+AB血型的夫妇生了1个Rh-O血型的儿子和1个Rh+A血型的女儿。
①丈夫的基因型为 。
②若该夫妇的Rh+A血型的女儿与某男性(Ddhhii)婚配,其子代是Rh-O血型的概率是 。
(4)用遗传图解分析基因型为ddHHIAIB和Ddhhii的个体婚配的子代血型情况。
章末 核心素养统率下的单元整体教学设计
生命观念
1.选D 自然界中一种生物的雄配子的数量一般会大于雌配子的数量,亲代(DD和dd)所产生的遗传因子组成为D和d的两种配子数量或F1(Dd)所产生的雌雄配子数量之比不是1∶1,A、B错误;F1(Dd)自交后代性状分离比为3∶1,C错误;F1(Dd)产生的遗传因子组成为D和d的雄配子之比为1∶1,D正确。
2.选A 基因的分离定律和自由组合定律都发生在形成配子的过程中,即过程①,A正确;遗传因子组成为 AaBb 的个体,产生的雌雄配子各有4种,因此雌雄配子的结合方式有 16 种,子代遗传因子组成有 9 种,B错误;若含ab的精子和卵细胞不能参与受精,则F1有三种表型,C错误;A/a、B/b各控制一对相对性状,遗传因子组成为AaBb的个体进行有性生殖产生的F1中性状分离比为9∶3∶3∶1,则双显个体占9/16,D错误。
科学思维
1.选D 如果一对相对性状由两对或多对遗传因子控制,则可能遵循自由组合定律,A错误;分离定律和自由组合定律都发生在形成配子的过程中,B错误;基因分离定律和自由组合定律适用于进行有性生殖的真核生物的细胞核中的基因,C错误;如果双杂合子的两对遗传因子之间存在互作关系,则可能不符合9∶3∶3∶1的性状分离比,D正确。
2.选A 孟德尔正确选用豌豆作为实验材料,豌豆是严格的自花传粉植物,在自然条件下一般都是纯种,并且有许多易于区分的相对性状,这是孟德尔获得成功的原因之一,①正确;先研究一对相对性状的遗传规律,然后再研究两对或多对相对性状的遗传规律,这种研究思路是孟德尔获得成功的原因之一,②正确;孟德尔所用实验工具并不先进,这不是孟德尔遗传实验获得成功的原因,③错误;运用归纳法和统计学方法找到遗传的规律是孟德尔遗传实验获得成功的原因之一,④正确;孟德尔在豌豆的杂交和自交实验后提出了合理的假设,不是在测交实验后提出假设,⑤错误。综上分析,A正确。
科学探究
1.选B 提出问题是建立在纯合亲本杂交(如高茎和矮茎杂交)和F1自交(高茎自交)的遗传实验基础上的,A正确;孟德尔先开展豌豆杂交实验,据此提出假说并进行演绎,B错误;对推理(演绎)过程及结果进行的检验是通过测交(待测个体与隐性纯合子杂交)实验完成的,C正确;孟德尔发现的遗传定律不能解释所有有性生殖生物的遗传现象,只能解释有性生殖生物部分细胞核遗传现象,D正确。
2.解析:(1)实验2中乙自交出现3∶1的性状分离比,所以占1/4的无毛为隐性性状,有毛为显性性状。
(2)根据(1)分析可知,有毛为显性性状,实验1中甲的性状稳定遗传,所以甲的基因型为AA。乙的后代发生了性状分离,其基因型为Aa。
(3)可通过测交实验进一步验证乙的基因型,即将乙(Aa)与丙(aa)进行测交,观察并统计后代性状及比例。若后代有毛∶无毛≈1∶1,则乙的基因型为Aa。
答案:(1)有毛 2 (2)AA Aa (3)将乙与丙进行测交,观察并统计后代性状及比例。若后代有毛∶无毛≈1∶1,则乙的基因型为Aa
社会责任
1.选A 杂交育种能将双亲的优良性状集中到一个个体上,A正确;杂交育种中,如果需要的是隐性性状,则一旦出现即为纯合子,不需要连续自交,B错误;自然条件下,杂交育种适用于进行有性生殖的真核生物,细菌属于原核生物,因此人工培育细菌新品种不可以选用杂交育种的方法,C错误;在哺乳动物杂交育种获得F1后,让F1雌雄相互交配获得F2,F2可通过测交对所需表型进行鉴别,D错误。
2.解析:(1)控制ABO血型的基因及控制Rh血型的基因独立遗传,所以这两对相对性状的遗传符合自由组合定律。
(2)基因H、h可以组成3种基因型,基因IA、IB、i可以组成6种基因型,基因D、d可以组成3种基因型,所以控制血型的基因型共有3×6×3=54种;其中Rh+O血型个体的基因型有D_hh__和D_H_ii,所以共有基因型2×1×6+2×2×1=16种。
(3)①一对Rh+AB血型的夫妇基因型为D_H_IAIB,如果夫妇都是HH则子代不可能出现O型血,现有一个Rh-O血型(ddhh__)的儿子和1个Rh+A血型(D_H_IAIA)的女儿,因此丈夫的基因型是DdHhIAIB。②由于夫妻基因型都是DdHhIAIB,将3对基因分开计算,所以其女儿基因型及比例为1/3DD或2/3Dd,1/3HH或2/3Hh,IAIA,其和基因型为Ddhhii的男性生下Rh-O血型后代的概率为2/3×1/4×2/3×1/2=1/18。
(4)遗传图解见答案。
答案:(1)自由组合 三对等位基因独立遗传 (2)54 16
(3)①DdHhIAIB ②1/18
(4)遗传图解如图所示
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章末
核心素养统率下的
单元整体教学设计
孟德尔用豌豆进行杂交实验，成功地揭示了遗传的两条基本规律：遗传因子的分离定律和自由组合定律。这两条基本规律的精髓是生物体遗传的不是性状本身，而是控制性状的遗传因子。性状有显性和隐性之分，遗传因子也有显隐之分。约翰逊将孟德尔的“遗传因子”命名为“基因”，并且提出了基因型和表型的概念。基因型是性状表现的内在因素，表型是基因型的表现形式。
总之，有性生殖中基因的分离和自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能，并由此可预测子代的遗传性状。本章概念图如图。
[建构知识体系]
生命的物质观
本章内容主要基于生物体内的遗传因子(基因)分析和阐明孟德尔的豌豆杂交实验，体现了生物遗传的物质性，激发学生探究遗传因子是什么物质，它是如何控制生物体的性状的。这有助于学生形成生命的物质观，为进一步建立生命是物质、能量和信息的统一体这一重要的生命观念奠定基础。
[统整学科素养]
浸润素养
1.在孟德尔一对相对性状的杂交实验中，出现1∶1比例的是 ( )
A.亲代(DD和dd)所产生的遗传因子组成为D和d的两种配子之比
B.F1(Dd)所产生的雌雄配子之比
C.F1(Dd)自交后代性状分离比
D.F1(Dd)产生的雄配子D和雄配子d之比
√
解析：自然界中一种生物的雄配子的数量一般会大于雌配子的数量，亲代(DD和dd)所产生的遗传因子组成为D和d的两种配子数量或F1(Dd)所产生的雌雄配子数量之比不是1∶1，A、B错误；F1(Dd)自交后代性状分离比为3∶1，C错误；F1(Dd)产生的遗传因子组成为D和d的雄配子之比为1∶1，D正确。
2.如图为遗传因子组成为AaBb的个体进行有性生殖的过程图解，A/a、B/b各控制一对相对性状。下列有关说法正确的是 ( )
A.等位基因的分离和非等位基因的自由组合发生于过程①
B.雌雄配子随机结合有16种组合方式，子代有16种基因型
C.若含ab的精子和卵细胞不能参与受精，则F1只有一种表型
D.F1中双显个体占一半
√
解析：基因的分离定律和自由组合定律都发生在形成配子的过程中，即过程①，A正确；遗传因子组成为 AaBb的个体，产生的雌雄配子各有4种，因此雌雄配子的结合方式有16种，子代遗传因子组成有9种，B错误；若含ab的精子和卵细胞不能参与受精，则F1有三种表型，C错误；A/a、B/b各控制一对相对性状，遗传因子组成为AaBb的个体进行有性生殖产生的F1中性状分离比为9∶3∶3∶1，则双显个体占9/16，D错误。
运用归纳和演绎的逻辑思维方法分析解决问题
推理就是由一个或几个已知的判断(前提)，推导出一个未知结论的思维过程，主要有归纳推理和演绎推理。所谓归纳推理，是指从许多个别的事物中概括出一般性概念、原则或结论的思维方法。演绎推理是从一般规律出发，运用逻辑证明或数学运算，得出特殊事实应遵循的规律，即从一般到特殊。归纳和演绎是科学研究中运用较为广泛的逻辑思维方法。马克思主义认识论认为，一切科学研究都必须运用到归纳和演绎的逻辑思维方法。本章基于孟德尔的豌豆杂交实验，
使学生认知“观察、分析实验结果→发现问题→作出解释(提出假说)→演绎推理→实验验证→总结规律”的过程，进而培养学生归纳与演绎的科学思维。
浸润素养
1.下列有关基因分离定律和基因自由组合定律的说法，正确的是 ( )
A.一对相对性状的遗传一定遵循基因的分离定律而不遵循基因的自由组合定律
B.分离定律发生在配子产生过程中，自由组合定律发生在配子随机结合过程中
C.基因分离定律和自由组合定律适用于细胞中的全部基因
D.若符合自由组合定律，双杂合子自交后代不一定出现9∶3∶3∶1的性状分离比
√
解析：如果一对相对性状由两对或多对遗传因子控制，则可能遵循自由组合定律，A错误；分离定律和自由组合定律都发生在形成配子的过程中，B错误；基因分离定律和自由组合定律适用于进行有性生殖的真核生物的细胞核中的基因，C错误；如果双杂合子的两对遗传因子之间存在互作关系，则可能不符合9∶3∶3∶1的性状分离比，D正确。
2.在孟德尔发现遗传规律之前，一些研究杂交育种的专家对性状分离的现象早已熟知，但是他们并未发现遗传规律。孟德尔以豌豆、玉米、山柳菊等为材料进行了实验，其中豌豆杂交实验非常成功，并发现了遗传规律。由此分析孟德尔获得成功的原因：①选择豌豆作为实验材料；②由一对相对性状到多对相对性状的研究思路；③实验工具较先进；④运用归纳法和统计学方法；⑤在豌豆的测交实验后提出了合理的假设。其中正确的是 ( )
A.①②④ B.③④⑤
C.①②⑤ D.②③④
√
解析：孟德尔正确选用豌豆作为实验材料，豌豆是严格的自花传粉植物，在自然条件下一般都是纯种，并且有许多易于区分的相对性状，这是孟德尔获得成功的原因之一，①正确；先研究一对相对性状的遗传规律，然后再研究两对或多对相对性状的遗传规律，这种研究思路是孟德尔获得成功的原因之一，②正确；孟德尔所用实验工具并不先进，这不是孟德尔遗传实验获得成功的原因，③错误；运用归纳法和统计学方法找到遗传的规律是孟德尔遗传实验获得成功的原因之一，④正确；孟德尔在豌豆的杂交和自交实验后提出了合理的假设，不是在测交实验后提出假设，⑤错误。综上分析，A正确。
通过孟德尔分离定律和自由组合定律的发现深化理解假说—演绎法
假说—演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法，通过了解孟德尔的生平和追溯孟德尔发现遗传规律的过程，体会假说—演绎法的研究思路。本章还学习了正确地选用实验材料、运用数学统计方法、提出新概念以及应用符号体系表达概念。基于具体问题，训练学生应用遗传规律设计实验方案、解决遗传学问题的能力。其中，假说—演绎法的一般流程图解如下：
1.假说—演绎法是现代科学研究中常用的方法，利用该方法，孟德尔发现了两个遗传定律。下列关于孟德尔研究过程的分析，错误的是 ( )
A.提出问题是建立在纯合亲本杂交和F1自交的遗传实验基础上的
B.先提出假说，据此开展豌豆杂交实验并设计测交实验进行演绎
C.对推理(演绎)过程及结果进行的检验是通过测交实验完成的
D.孟德尔发现的遗传定律不能解释所有有性生殖生物的遗传现象
浸润素养
√
解析：提出问题是建立在纯合亲本杂交(如高茎和矮茎杂交)和F1自交(高茎自交)的遗传实验基础上的，A正确；孟德尔先开展豌豆杂交实验，据此提出假说并进行演绎，B错误；对推理(演绎)过程及结果进行的检验是通过测交(待测个体与隐性纯合子杂交)实验完成的，C正确；孟德尔发现的遗传定律不能解释所有有性生殖生物的遗传现象，只能解释有性生殖生物部分细胞核遗传现象，D正确。
2.某种植物的果皮有毛和无毛由一对等位基因(A/a)控制。现利用该种植物三种不同基因型的个体甲、乙、丙进行自交，实验结果如下：
回答下列问题：
(1)果皮有毛和无毛这对性状中的显性性状为 ，判断的依据是实验 。
(2)由实验可推断甲的基因型为 ，乙的基因型为 。
有毛
2
AA
Aa
(3)请从甲、乙、丙中选择实验材料，设计实验进一步验证你对乙的基因型的判断______________________________________________
__________________________________________。
将乙与丙进行测交，观察并统计后代性状及比例。若后代有毛∶无毛≈1∶1，则乙的基因型为Aa
解析：(1)实验2中乙自交出现3∶1的性状分离比，所以占1/4的无毛为隐性性状，有毛为显性性状。
(2)根据(1)分析可知，有毛为显性性状，实验1中甲的性状稳定遗传，所以甲的基因型为AA。乙的后代发生了性状分离，其基因型为Aa。
(3)可通过测交实验进一步验证乙的基因型，即将乙(Aa)与丙(aa)进行测交，观察并统计后代性状及比例。若后代有毛∶无毛≈1∶1，则乙的基因型为Aa。
分离定律和自由组合定律在生物的遗传中具有普遍性，学生可以依据遗传规律设计动植物育种过程，预测杂交后代的遗传性状，特别是预测某些遗传病的患病概率。教材中设置了真实的问题情境，可训练学生基于遗传规律对遗传现象作出理性解释和判断、解决生产生活问题的能力，有利于关爱生命意识、健康生活方式的养成。
1.关于杂交育种说法正确的是 ( )
A.杂交育种能将双亲的优良性状集中到一个个体上
B.杂交育种都必须通过连续自交才能获得纯合子
C.培育细菌新品种可以选用杂交育种的方法
D.在哺乳动物杂交育种中到了F2后，对所需表型采用自交鉴别，子代留种
浸润素养
√
解析：杂交育种能将双亲的优良性状集中到一个个体上，A正确；杂交育种中，如果需要的是隐性性状，则一旦出现即为纯合子，不需要连续自交，B错误；自然条件下，杂交育种适用于进行有性生殖的真核生物，细菌属于原核生物，因此人工培育细菌新品种不可以选用杂交育种的方法，C错误；在哺乳动物杂交育种获得F1后，让F1雌雄相互交配获得F2，F2可通过测交对所需表型进行鉴别，D错误。
2.等位基因H、h和等位基因IA、IB、i共同控制人类ABO血型，基因与抗原的对应关系如图(含有A抗原表现A血型，含有B抗原表现B血型，含有AB抗原则为AB血型，不含有抗原则表现为O血型)。等位基因D、d基因决定Rh血型，红细胞膜表面有D抗原为Rh+，无D抗原为Rh-。三对等位基因独立遗传。回答下列问题：
(1)ABO血型和Rh血型这两对相对性状的遗传符合__________定律，原因是 。
(2)控制上述血型的基因型共有 种，其中Rh+O血型个体的基因型种类有 种。
自由组合
三对等位基因独立遗传
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(3)一对Rh+AB血型的夫妇生了1个Rh-O血型的儿子和1个Rh+A血型的女儿。
①丈夫的基因型为 。
②若该夫妇的Rh+A血型的女儿与某男性(Ddhhii)婚配，其子代是Rh-O血型的概率是 。
DdHhIAIB
1/18
(4)用遗传图解分析基因型为ddHHIAIB和Ddhhii的个体婚配的子代血型情况。
答案：遗传图解如图所示
解析：(1)控制ABO血型的基因及控制Rh血型的基因独立遗传，所以这两对相对性状的遗传符合自由组合定律。
(2)基因H、h可以组成3种基因型，基因IA、IB、i可以组成6种基因型，基因D、d可以组成3种基因型，所以控制血型的基因型共有3×6×3=54种；其中Rh+O血型个体的基因型有D_hh__和D_H_ii，所以共有基因型2×1×6+2×2×1=16种。
(3)①一对Rh+AB血型的夫妇基因型为D_H_IAIB，如果夫妇都是HH则子代不可能出现O型血，现有一个Rh-O血型(ddhh_ _)的儿子和1个Rh+A血型(D_H_IAIA)的女儿，因此丈夫的基因型是DdHhIAIB。②由于夫妻基因型都是DdHhIAIB，将3对基因分开计算，所以其女儿基因型及比例为1/3DD或2/3Dd，1/3HH或2/3Hh，IAIA，其和基因型为Ddhhii的男性生下Rh-O血型后代的概率为2/3×1/4×2/3×1/2=1/18。
(4)遗传图解见答案。
