【教学设计】遗传因子的发现

高中生物必修2第一章遗传因子的发现一教学内容的结构二教学内容的特点分析及教学实施方法1与旧教材相比，新教材把有关遗传规律的内容放到了《减数分裂》之后来介绍，做为教学的具体实施者，我们体会和理解新教材如此处理的用心，在实际教学过程中，正确把握教学顺序的改变，适用新方法，体现出新教材的教育理念；2教学过程中，我们把握基础，注意概念性内容的深入理解，深入浅出；具体的概念如下：“相对性状”，显隐性状，“纯合子”，“杂合子”，“表现型”，“基因型”，“性状分离”。3本章的教学重点为孟德尔遗传定律的发现过程，难点为遗传定律的应用；另外育种学理论在高考中占有较大的比重，特别是自由组合定律的应用是高考试题常见的，集中在：a亲子代表现型，基因型相互推导；b遗传病系谱的分析和计算；c遗传育种中材料的选择，育种程序的设计等。4教学中我们尽量减少非重点内容的讲述（如前言部分），对于重点内容，我们不是一手包办全部讲完，而是让学生通过阅读了解实验过程，教学中教师不加大讲授的难度，而是适量加一些学生的练习；5教学过程中尽量让学生画一画有关的遗传图解，让学生写一写图解，这样不仅可以加深理解，也可以暴露出很多问题，我们也依此做为教学的切入点。6本章涉及两个重要的内容，一个是科学史的教学，一个是科学方法的领悟，我们在教学中有意识的引导学生了解有关的研究过程，同时引导学生关注其中渗透的科学研究方法——“假说——演绎”法。三、与学生经验的联系俗话说：龙生龙，凤生凤，老鼠生儿打地洞。这是几千年来人们对遗传现象的总结。后代的许多特性与亲代相似，是随处可见的现象，在此基础上，学生很容易理解孟德尔的豌豆杂交实验中后代出现的遗传与变异现象。近几年来，随着科学技术的发展，生物科学的新成果、新技术屡见媒体报道，通过报刊、杂志、广播、电视等媒体的介绍，学生可以了解到许多新知识，如从对克隆动物来历的介绍中，可以知道细胞核中的遗传物质与动物的性状有密切的关系；从转基因耐贮存番茄、转基因抗虫棉、能产生人类蛋白质的转基因牛、羊的实例中，体验到基因与性状的关系。学生在初中学习过的知识与本章内容有密切的联系。例如，在初中学习的“基因控制生物的性状”的知识，初步解决了基因与生物个体性状的关系问题；学习的“基因的显性和隐性”的知识，初步解决了控制相对性状的成对基因之间的关系问题，以及为什么具有相对性状差异的双亲，后代会有复杂的表现等问题。再有，学生学习的必要的数学知识，如有关比和比例的知识，二项式幂的知识也是学习本章必不可少的基础。四、与其他章的联系本章的内容都与其他章有紧密的联系。本章讲述的是140年前孟德尔对遗传现象的推测，以及根据推测总结出的遗传规律。但推测是否正确，遗传规律的细胞学基础是什么?分子基础是什么？需要后期的研究成果去验证、解释和发展。例如，本册书的第2章《基因和染色体的关系》揭示的是遗传规律的细胞学基础；第3章《基因的本质》揭示的是遗传规律的分子生物学基础；第4章《基因的表达》揭示的是基因控制性状的机制；第5章《基因的突变及其他变异》是从分子生物学和细胞学角度解释性状的变异；第6章《从杂交育种到基因工程》讲述的是遗传规律的应用及其发展；第7章《现代生物进化理论》是从群体的角度，讲述遗传和变异在生物进化中的作用。教学设计部分：第一章遗传因子的发现第1节孟德尔的豌豆杂交实验（一）一、教学目标知识与技能：1．认知孟德尔一对相对性状的遗传实验2．理解自交，杂交，正交，反交，性状、相对性状，显隐性状，性状分离，杂合，纯合子的一些定义。过程与方法：1.自主探究，性状分离比的模拟实验2.对分离现像的解释，体会孟德尔对杂交实验分离现像的假说情感，态度，价值观：体验孟德尔遗传实验的科学方法和勇于探索的精神和求实的科学研究态度二、教学重、难点教学重点：1、对分离现象的解释，阐明分离规律2、以孟德尔的遗传实验为素材进行科学方法教育3、运用分离定律解释一些遗传现象教学难点：1、对分离现象的解释2、假说——演绎法三、教学方法以问题为线索，引导学生通过质疑和推理来学习本节四、建议课时课标要求2课时实际上课需3课时五、教学大致过程学生活动教师的组织和引导教学意图交流、探讨身边的生物遗传现象是否符合“融合遗传”的观点。第1课时组织学生讨论：哪些遗传现象符合“融合遗传”的观点？哪些遗传现象与“融合遗传”相矛盾？讲述：列举典型的实例，如不同颜色的牡丹花、桃花，黑毛羊与白毛羊等，说明生物的遗传不遵循“融合遗传”的客观事实。设疑：在140多年前孟德尔通过杂交实验揭示了生物遗传的基本规律。孟德尔为什么能揭示这一科学奥秘？组织学生交流对孟德尔的初步了解。激发学生的探究欲望和学习兴趣。根据自己已有的知识，交流对孟德尔的初步认识。讲述：结合学生的汇报，主要对孟德尔做以下简介。①孟德尔自幼酷爱自然科学，通过对自然科学和数学的学习，孟德尔具有了杂交可使生物产生变异的进化思想，以及应用数学方法分析遗传学问题的意识。②在实践中孟德尔选用豌豆、玉米、山柳菊等植物，连续进行了多年的杂交实验研究，其中最成功的是豌豆实验。③当时科学界开展对多种动植物的杂交实验，孟德尔总结了前人的经验，创新研究方法，如从单一性状入手观察分析遗传结果；用前人从未在生物学研究领域用过的数学统计方法进行分析研究；敢于挑战传统的观点，提出了颗粒遗传的思想等。初步了解孟德尔在遗传实验研究中方法的创新、思维方式的创新、敢于冲破原有观念的精神。设疑：豌豆具有哪些特点？为什么说孟德尔最成功的杂交实验是豌豆杂交实验？孟德尔是如何揭示生物遗传奥秘的？分析总结1.为什么用豌豆作实验材料，结果会可靠？2.杂交实验的含义是什么？3.如何通过纯种间的杂交获得杂种后代？概述自交、杂交的概念。通过实例分析，辨析相对性状的概念。结合板图，观察分析一对相对性状的遗传实验过程，总结显性性状、隐性性状与相对性状之间的关系。讲述：结合挂图或幻灯片、课件讲述豌豆的结构特点：①豌豆自花传粉（且闭花受粉），结果是：自花传粉（自交），产生纯种；②豌豆花大，易于进行人工杂交；即去雄—套袋（防止其他花粉的干扰）—授粉（采集另一种豌豆的花粉，授到去掉雄蕊的花的柱头上），获得真正的杂种；③具有稳定遗传的、易于区分的性状，如豌豆茎的高度有悬殊的差异，通过观察很容易区分，进行数据统计。讲述：结合上述内容，给出相对性状、自交、杂交、正交和反交等概念。设疑：孟德尔是如何通过豌豆杂交实验来揭示分离定律的？讲述：边板图边叙述一对相对性状的遗传实验。师生共同解决问题，为学生阐明“一对相对性状的遗传实验”做铺垫。培养学生的概括能力和理解能力。在教师的引导下提出问题。1.为什么子一代表现高茎？矮茎性状消失了没有？2.为什么子二代又出现了矮茎？如果不用数学统计的方法分析遗传结果，会发现F2呈现3∶1的数量比吗？3.在规律性的遗传结果中，内含的实质规律是什么？围绕这些问题，进行短时间的讨论。给出显性性状、隐性性状、性状分离的概念。培养学生的问题意识，给予学生发散思维、启动已有知识的空间。使学生理解孟德尔的科学研究方法。边听讲边掌握遗传图解的绘制要点，概述显性遗传因子与显性性状、隐性遗传因子与隐性性状之间的关系；说明纯合子、杂合子的概念；概述孟德尔对性状分离的解释要点。在学生讨论的基础上，结合一对相对性状的遗传图解，引导学生分析：孟德尔是如何解释子一代只出现显性性状的？为什么子二代会出现性状分离，且分离比为3∶1？师生共同解决疑惑的问题，强化对概念的学习。结合图解阅读教科书，阐明孟德尔假说的内涵，概括孟德尔假说的要点。（1）生物体的性状是由遗传因子决定的，遗传因子之间既不会相互融合，也不会在传递中消失。（2）体细胞中遗传因子是成对存在的。（3）生物体在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。（4）受精时，雌雄配子的结合是随机的。遗传图解1一对相对性状杂交实验图解在讲解的基础上，引导学生阅读教科书，进一步理解孟德尔假说的含义。培养自学能力，使学生在反馈、思考中进一步突破难点。课下思考与讨论，有可能的话继续查阅相关的资料。设疑引导学生课后思考：孟德尔假说与“融合遗传”观点的本质区别是什么？在人们还没有认识到配子的形成和受精过程中染色体的行为变化时，你如何认识孟德尔假说的深刻意义？遗传因子分离、配子随机组合真的能出现3∶1的结果吗？将课堂教学延伸到课外，开阔学生的思维，体会孟德尔假说的创新性。培养学生的思维能力。为下一节课教学做铺垫。依据自己已有的知识，讲述自己的看法。第2课时针对上节课提出的问题组织学生交流自己的见解。设疑：孟德尔在不知道遗传因子是什么的情况下，用抽象的遗传因子来分析杂交实验结果。提出了遗传因子在体细胞中成对存在，在配子中单个出现的假说，是超越自己时代的一种非凡的设想。生物体在进行有性生殖时，遗传因激发探究心理，明确模拟实验的目的。理解遗传因子分离与配子随机组合的意义。子分离，配子随机组合真能出现3∶1的性状分离现象吗？让我们通过模拟实验来体验孟德尔的假说。学生阅读性状分离比的模拟实验，思考以下问题。1.两个小桶代表什么？两个小桶中的D小球和d小球代表什么？2.为什么每个小桶内的d小球和D小球数目都是10个？3.分别从两个小桶内抓取一个小球组合在一起的含义是什么？4.将抓取的小球放回原来的小桶内，摇匀，按步骤（3）重复做50～100次的含义是什么？指导学生阅读实验的目的要求，明确相关的问题。在学生阅读的基础上，帮助学生明确实验要求。1.两个小桶分别代表生物体的精巢和卵巢；D小球和d小球分别代表含有显性遗传因子和隐性遗传因子的配子。2.每个小桶内的d小球和D小球数目都是10个，确保雌、雄配子数目相等。3.分别从两个小桶内抓取一个小球组合在一起的含义是：模拟雌、雄配子的随机结合。4.将抓取的小球放回原来的小桶内，摇匀，按步骤（3）重复做50～100次，是为了确保观察样本数目足够多。雌、雄配子结合的机会相等。准备实验材料用具。巡回检查、指导学生做实验。培养学生的阅读能力、思维能力。将模拟实验与遗传实验相结合，明确每一实验步骤的真正意义。理解模拟实验是进行科学研究的一种方法。培养学生的实验记录能力、合作能力。两人一组，进行实验记录，统计结果。各小组汇报实验结果。思考：为什么全班的实验结果与预期的结果更接近？如果孟德尔在研究遗传实验时，只统计10株豌豆杂交结果，他还能正确解释性状分离现象吗？组织学生汇报，统计全班的实验结果，引导学生将每个小组的实验结果与全班总的实验结果作比较，比较的结果说明了什么？体验用数学统计方法分析实验结果的必要性。理解遗传因子分离、配子随机组合的意义。体会孟德尔提出的假说的含义。将实验结果与孟德尔的杂交实验结果作比较，帮助学生理解“实验样本数量足够大，是满足统计学规律的必要条件之一。”讨论孟德尔的假说是否合理。对学生进行科学方法教育。设疑：孟德尔假说合理地解释了豌豆一对相对性状杂交实验。但是作为一种正确的假说，仅能解释已有的实验结果是不够的，还应该能预测另一些实验结果。孟德尔是如何实现这一目的的呢？讲述：孟德尔的测交实验，给出测交概念，指导学生通过绘制遗传图解，预测测交实验的结果。巡视检查学生习作的情况。使学生在习作中巩固绘制遗传图解的基本方法。绘制遗传图解，进一步掌握绘制遗传图解的方法，理解测交实验的过程，预测实验结果。自查、纠正错误。通过课件或板图，展示规范的测交遗传图解，对学生出现的错误给予及时的纠正。遗传图解2一对相对性状测交实验图解思考讨论：预测结果与实际结果完全符合。从而验证了孟德尔的假说。孟德尔通过测交实验不仅证明了自己的假说，而且用可见的测交实验的结果，来体现了生物在形成配子时，遗传因子的行为变化规律。展示孟德尔的测交实验结果，即用子一代高茎豌豆（Dd）与矮茎豌豆（dd）测交，在得到的64株后代中，30株是高茎，34株是矮茎，两种性状之比接近1∶1。设疑：引导学生分析：实验结果与预测结果是否相同，这一结果说明了什么？孟德尔设计测交试验的巧妙之处是什么？介绍假说—演绎法。体验孟德尔实验方法的创新之处。依据一对相对性状的遗传实验，归纳分离定律。引导学生归纳分离定律。