1-孟德尔的豌豆杂交实验（一）-教学设计-教案

教学准备1.教学目标1、阐明孟德尔的一对相对性状的杂交实验及分离定律。2、体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维。3、运用分离定律解释一些遗传现象2.教学重点/难点教学重点1、对分离现象的解释，阐明分离定律。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、对分离定律的理解。3、假说—演绎法。3.教学用具教学课件4.标签教学过程（一）、引入新课大家知道红墨水与蓝墨水混合后的颜色是什么吗？品红色混合后能否再将这两种墨水分开？不能因此，人们曾认为生物的遗传也是这样，双亲的遗传物质混合后,子代的性状介于双亲之间；这种观点称为融合遗传。红牡丹和白牡丹杂交后，子代的牡丹花会是什么颜色？孟德尔大胆质疑：生物的遗传真是这样的吗？然后介绍孟德尔的生平简介（二）孟德尔为什么选择了豌豆作为遗传试验材料1.豌豆适于杂交实验的生物学特征（1）豌豆是自花传粉、闭花受粉的植物,自然状态下是纯种。（2）豌豆还有易于区分的性状，实验结果很容易观察和分析﹔豌豆的花大,便于人工授粉。因此，豌豆是理想的遗传实验材料。2、基本概念性状：生物体的形态、结构和生理特性等特征。比如:肤色，血型，高度，脸型等。相对性状：一种生物的同种性状的不同表现类型。注意：不同种的生物性状是不可以比较相对性状的（举例）同种生物的不同性状也不能做比较（举例）。两性花：一朵花中既有雌蕊又有雄蕊的花。单性花：一朵花中只有雌蕊或雄蕊的花。自花传粉：两性花的花粉，落到同一朵花的雌蕊柱头上的过程。异花传粉：两朵花之间的传粉过程。父本（♂）：指异花传粉时供应花粉的植株母本（♀）：指异花传粉时接受花粉的植株遗传图谱中的符号：（三）杂交实验的过程:介绍孟德尔一对相对性状的实验过程孟德尔开展实验，选择了豌豆作为实验材料。豌豆有很多相对性状，如，茎的高度有高茎和矮茎，（呈现豌豆7对相对性状的图）。孟德尔将高茎和矮茎进行杂交，无论谁做母本，或父本，子一代都是高茎，并且高度和亲本的高茎一样高，一点也没变矮。他继续将F1进行自交，发现子二代出现了高茎和矮茎，矮茎和亲本一样的矮，一点也没变高。将矮茎称为隐性性状，高茎称为显性性状，F1自交后代出现高茎和矮茎的现象称为性状分离。孟德尔的实验到此，并没有让感到意外，因为在他之前已经有一位科学家发现了性状分离的现象，但是孟德尔并没有就此止步，他做了一件与众不同的事情，那就是他收集了F2代植株共一千多株，其中高茎的787株，矮茎277株，其比例为2.84:1，孟德尔用他数学统计学知识，确定数量越大，其比例就越接近3:1。3:1是必然的还是偶然的呢？孟德尔继续其它6对相对性状的杂交实验。实验结果如下：（教材表1-1）尝试解释3:1的性状分离比设疑：如何解释3:1的性状分离比呢？讲述：在当时，关于遗传物质在细胞的存在以及如何在亲子代间的传递，有很多科学家对遗传现象问题做出一些解释，其中以达尔文为代表的一些科学家提出“多重微粒”观点：每个细胞对应某一种性状存在无数完全相同的遗传物质，每一遗传物质的许多复制物可能同时传递给生殖细胞。例如：母亲是单眼皮，父亲是双眼皮，母亲产生的卵细胞中含有很多个单眼皮遗传物质，父亲产生的精子中也含有很多个双眼皮遗传物质，那最终子代是单眼皮还是双眼皮由数量决定，谁提供的多就像谁，而数量是随机的。关于双亲的遗传物质在子代细胞中如何存在这一问题，当时有一种“融合遗传”观点：由父本和母本提供的遗传物质在子代细胞中完全融合。使子代表现出介于双亲之间的性状。例如：双亲中一方直发，一方是卷发，那么孩子头发就是中等程度的卷曲。设疑：用“多重微粒”观点和“融合遗传”观点能对孟德尔的实验现象作出合理解释吗？（“多重微粒”观点：不能解释，如果按多重微粒观点遗传，子代不可能出现一定的比例。“融合遗传”：按融合观点，子一代的高度应该是介于高茎和矮茎之间，且子二代的不可能得到矮茎和亲本一样的矮。）设疑：尝试解释3:1的性状分离比？1、性状由遗传因子控制，遗传因子是独立的。控制显性性状的为显性因子（D），控制隐性性状的为隐性因子（d）2、体细胞中应该有几个遗传因子？（1个，2个，3个，4个）3、生殖细胞中几个？（1个）4、雌雄配子随机结合。以上四点就是孟德尔的假说的主要内容。孟德尔提出的假说在当时的背景下是一种超越时代的设想。倾听，理解孟德尔当时的研究背景，当时人们对遗传问题的主流观点；思考、讨论、交流；这是教学的重点，也是难点，通过精心设计问题，降低思维难度，突破难点；给学生充分的时间和发散性思维的空间，培养学生分析能力；渗透孟德尔大胆创新的精神设计测交实验，验证假说设疑：如何设计实验验证假说呢？实验目的：验证假说是否成立？实验原理：关键证明成对（Dd）的遗传因子分离，产生了两种配子（D和d）；遗传因子看不见，摸不着，只能从子代性状及比例分析分析配子的类型及比例。实验材料：F1高茎（Dd）和矮茎（dd）实验结果：高茎30株，矮茎34株，比例接近1：1实验结论：假说是成立的。这种杂交方法后来称为测交，是孟德尔首创的，它非常完美的证明了假说是成立的，从此，测交成为非常经典的遗传学实验。尝试写出演绎推理的遗传图解。对假说的验证是难点，设计成实验教学形式进行逐步引导、启发，帮助学生突破难点；（四)、性状分离比的模拟学生活动:请一位学生上讲台来抽取。第一次从甲桶中取出D，从乙桶中取出d，结合为Dd，请同学们记录。第二次抓取组合为dd，第三次组合为Dd，第四次……，第10次为Dd。观察:教师将事先准备好的两个塑料小桶放在讲桌上，向甲桶里分别放入两种颜色(并分别标有D和d的小球各10个，代表雌配子)。向乙桶里分别放人另两种颜色(分别标有D和d的小球各10个，代表雄配子)。分别摇动甲、乙小桶，使桶内小球充分混合。提问:随机抓取10次，请同学们统计结果，是否出现三种遗传因子组合，且遗传因子组合比是否为1∶2∶1?提问:如果连续抓取100次或更多次，情况又会怎样呢?教师讲述:由这一模拟试验我们知道了随机事件的概率是在数据越大的情况—下越接近，所以孟德尔在统计豌豆杂交分离比时是统计了上千株的豌豆。如果只统计l0株是得不出这一结论的。同时，通过这一试验，也证明了孟德尔的假设推论是成立的（五）、对分离现象解释的验证遗传因子是一个理论、抽象的概念，其分离行为是孟德尔根据豌豆7对相对性状杂交实验中观察到的现象作出的一种假设。一个正确的理论，首先要能解释已知的现象；其次要预测未知，并通过实验检验推断结果。如何对这一假说进行验证呢？对分离现象解释的验证——测交实验测交：把被测个体与隐性亲本杂交。根据测交子代表现型的种类和比例，确定被测个体的遗传因子组成。孟德尔实验的程序蕴含科学的研究方法-------假说演绎法（六）、分离定律的内容在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代分离定律的适用范围：（1）有性生殖生物的性状遗传。（2）真核生物的性状遗传。（3）细胞核遗传。（4）一对相对性状的遗传。（七）、分离定律的应用1、指导杂交育种第一步，按照育种目标，选配亲本进行杂交第二步，根据性状的表现选择符合需要的杂种类型第三步，有目的的选育，培育出稳定遗传的新品种。基因分离定律告诉我们，如果优良性状是隐性的，可直接在F2中选育；如果优良性状是显性的，则必须从F2代起连续自交，直到不发生性状分离为止。2、在医学实践中的应用分析单基因遗传病的基因型和发病概率；为禁止近亲结婚提供理论依据3、遗传疾病发生概率的预测用于推测亲代的遗传物质的组成课堂小结孟德尔的豌豆杂交实验（一）”是人教版必修2第一章第一节，内容是基因分离定律的发现过程，是按孟德尔“观察实验、发现问题——分析问题、提出假说——设计实验、验证假说——归纳综合、总结规律”的科学研究过程为线索编写的，能让学生亲自踏着孟德尔的足迹，亲自经历提出假说,设计实验验证假说的科学研究过程，培养学生探究能力和科学思维。板书第2章第2节孟德尔的杂交实验（一）