《孟德尔的豌豆杂交实验(一)》参考教学设计

1/8第1章遗传因子的发现第1节孟德尔的豌豆杂交实验（一）一、教材分析本节内容，由“一对相对性状的杂交实验”，“对分离现象的解释”，“性状分离比的模拟实验”，“对分离现象的解释的验证”和总结“分离定律”五部分内容构成。本节的教学内容是以孟德尔发现遗传因子的实验过程为主线，突出科学史和科学研究方法的教育。教材中以问题为线索，引导学生思考、分析孟德尔遗传实验的科学方法，达到阐明分离定律，最终能够运用分离定律解释一些遗传现象的教学目标。教材用科学方法教育统领了教学全过程，学生在分析实验的过程中，体验“假说—演绎法”这一科学研究的过程，体验孟德尔敢于质疑、敢于创新、勇于实践以及严谨、求实的科学态度和科学精神。二、教学目标1．知识目标（1）理解孟德尔一对相对性状的杂交实验及其解释和验证。（理解）（2）区别性状分离、显性性状、隐性性状、杂合子和纯合子等基本概念。（理解）（3）阐明分离定律并能运用分离定律解释和预测一些遗传现象，并尝试杂交实验的设计。（理解）2．能力目标（1）通过学习孟德尔一对相对性状的杂交实验过程，体验科学研究的一般过程。（2）通过课前的调查实验和课堂模拟实验培养学生的动手能力和观察、分析、整理归纳能力，学会科学的思维方法。3．情感态度和价值观目标（1）通过科学家的事迹，对学生进行热爱科学、献身科学的教育。（2）体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维，逐渐养成敢于质疑、勇于创新、勇于实践，以及严谨求实的科学态度和科学精神。三、教学重点和难点1．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。2/8（3）运用分离定律解释一些遗传现象。2．教学难点（1）对分离现象的解释。（2）假说—演绎法。四、教学策略与手段为提高学生的生物科学素养，在整个教学过程中始终遵循以学生为主体，教师为主导的教学原则。采用“问题渐进探究”的教学模式引导学生对实验现象展开思考和讨论，尝试自己设计实验、自己提出假说，并演绎推理实验验证假说的正确性，在体验科学研究方法的同时也成功分析了孟德尔的科学研究方法（假说—演绎法）。五、课时安排：2六、课前准备1．学生的学习准备提前一个星期布置学生完成查阅资料。2．教师的教学准备制作本节内容的教学课件。七、教学过程第一课时：（一）、创设情景，设疑引入提问：双亲均是双眼皮，为什么后代会出现单眼皮？当双亲均是单眼皮时，为什么后代只有单眼皮，而没有出现双眼皮？生物性状的遗传有没有规律呢？学生讨论（略），分组回答。▲眼睑性状是学生非常熟悉和感兴趣的话题，讨论这一性状的遗传既激发学生的浓厚的学习兴趣又能自然地引入新课。教师对讨论结果不做过多的评价，只是引导学生能认真思索、，积极探讨，投入学习状态即可。（二）走近孟德尔请几组同学对课前收集的有关孟德尔的生平事迹做简要的介绍，让学生走近“遗传学之父”这一科学伟人。教师适时的补充，最后做以总结，强调孟德尔刻苦钻研和坚持不懈的科学研究精神。▲“孟德尔的生平事迹的介绍”具有很强的故事性，学生容易接受，学生会对孟3/8德尔会产生钦佩和感动。通过这一过程能较好的对学生进行科学精神教育。（三）孟德尔杂交实验材料选择的成功原因1．豌豆的花教师出示豌豆花的结构图，请资料查阅小组学生描述豌豆花的特点解释豌豆在自然界中是纯种的原因。此时教师介绍两性花、单性花、自花传粉、异花传粉、性状和相对性状等相关概念。并引导学生分析人工异花传粉时要注意哪些事项（母本适时去雄，授于父本的花粉后还要套袋）。2．豌豆的七对相对性状教师讲述豌豆具有稳定遗传的、易于区分的七对性状。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。并通过相关习题训练使学生构建相对性状的概念。▲这一部分以教师的讲授为主，为学生阐明“一对相对性状的杂交实验”做铺垫。培养学生的概括能力和理解能力。（四）豌豆一对相对性状的杂交实验和对分离现象的解释分步骤展示高茎豌豆和矮茎豌豆的杂交实验过程，步步设置相关问题，引导学生讨论分析实验现象并参与实验的设计。具体如下：[师]豌豆在自然界中是纯种，若不进行人为异花传粉对它的遗传研究没有任何意义。所以孟德尔用高茎豌豆做母本，矮茎豌豆做父本进行杂交。杂交后代F1（子一代）的茎高度的性状可能是什么呢？[学生讨论]两种观点：①不高不矮，介于亲本之间的性状；②高茎的和矮茎的都有。绝大多数支持“F1表现出介于两个亲本高度之间的性状”这一观点。[师]提出当时科学界普遍认同的“融合遗传”观点。以红蓝墨水混合为例说明。那么是否会出现大家所预料的结果呢？出示杂交结果：F1全部都是高茎豌豆！看来并没有相互融合！为什么子一代都是高茎而没有矮茎呢？[学生讨论]可能是母本是高茎的原因，母本的信息干扰了父本的信息，所以子一代只表现出母本的性状。[师]是这样吗？怎么去证实呢？4/8[生]母本和父本换一下进行杂交。[师]将矮茎豌豆做母本，高茎豌豆做父本进行杂交，但是F1仍然统统是高茎豌豆。看来和谁做母本谁做父本无关。介绍正交与反交的概念。那么亲本矮茎的遗传物质又没有传给子一代，也就是说子一代中有没有控制矮的遗传物质呢？[生]矮茎的遗传物质应该传下来了。[师]既然传下来了！为什么子一代全是高茎？[生]高和矮的遗传物质都传下来了！当两者遇到一起时高的作用强一些，表现出来了！[师]如何证实F1中有矮的遗传物质呢？[学生讨论]两种方案：①用F1和矮茎豌豆杂交，看后代是否出现矮茎豌豆②让F1之间杂交，看后代是否出现矮茎豌豆[师生互动，共同讨论]方案①后代若出现矮茎豌豆，可能是矮的亲本传下来的！要证实F1中是否有矮的遗传物质就因该只用F1作实验！[师]展示孟德尔的F1自交实验和结果。子二代F2出现了矮茎！[师生互动]共同建构隐性性状、显性性状和性状分离等概念。[师]孟德尔不仅研究F2的性状还对不同性状的数量进行统计。子二代出现了3:1性状分离比是偶然的吗？怎么得知是个别现象还是普遍的现象？实验个体的数量有什么要求？[生]把其他六对性状做相同实验！[师]展示结果实验！那么是什么导致遗传性状在杂种后代中按一定的比例分离呢？提出孟德尔的假说之一：生物的性状是由遗传因子（后来叫做基因）决定的。围绕以下问题思考讨论：遗传因子有什么特点？遗传因子是如何传递的？提示：结合减数分裂和受精作用的过程来理解。[学生讨论，尝试提出假说]因为亲本正交与反交的结果都是高茎，F1自交后代出现了矮茎，所以遗传因子是独立的，既不会相互融合，也不会在传递中消失；F2有高有矮，高和矮的遗传因子都来自F1，不是无中生有，所以遗传因子在体细胞中应该成对存在；F1中的高矮遗传因子来自双亲，应该一个来自父本，一个来自母本，即遗传因子在传递时亲代只把一半遗传因子交给子代（减数分裂）。5/8[师生互动]共同构建显性遗传因子D、隐性遗传因子d，书写亲本和子一代的遗传因子组成。教师指出“颗粒遗传”和配子。共同提出假说：配子中的遗传因子是成单的。[师]根据以上假说，将杂交实验以图解形式表示出来，看F2会出现什么结果？[师生互动]学生边解说，教师边将遗传图解写在黑板上。书写的过程中师生讨论共同提出假说：产生配子时，成对的遗传因子彼此分离；雌雄配子的结合是随机的。[师]总结孟德尔对分离现象的解释所做出的四点假说要点（电脑附板）。▲一对相对性状的杂交实验的过程介绍并没有采用简单讲授方式，而是用设置问题串的方式引导学生对每一步的实验现象解释，以及下一步该如何做才能验证自己的观点。这一部分的学习充分地发挥了学生的想象力，在教师的引导下设计出自己的研究方案，让孟德尔的实验过程得以再现！最终在教师的引导下，学生围绕“遗传因子”展开讨论，尝试自己提出假说。在学习的过程中学生不仅加深对知识的理解还培养了创新精神和科学的思维方法。(五)总结本节课学习内容由学生讨论归纳，并派代表上台做总结。老师做补充。（六）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、配子随机组合真能出现3：1的结果吗？八、板书设计第1节孟德尔的豌豆杂交实验（一）第一课时：一、一对相对性状的杂交实验1、实验过程2、实验结果：①子一代（F1）表现为高茎（显性性状）。②子二代（F2）出现性状分离，高茎:矮茎=3:1二、对分离现象的解释（孟德尔四点假说要点电脑附板）教学反思：6/8第二课时一、性状分离比模拟实验[师]孟德尔对分离现象的解释所做出的四点假说要点。遗传因子分离、配子随机组合真的能出现3:1的结果吗？出示性状分离模拟实验材料和用具，简单演示实验过程。思考以下问题：①两个布袋代表什么？布袋中的黑白棋子代表什么？②为什么每个布袋里的黑白棋子各是10个？③分别从两个布袋内抓取一个棋子组合在一起的含义是什么？④将抓取过的棋子放回原来的布袋中摇匀，按步骤③重复50～100次的含义是什么？[学生活动]8人一组按要求做性状分离模拟实验，因时间有限，每组重复做10次。并统计数据。（考虑到条件因素，也可派学生代表上讲台演示）[师生互动]6组分别汇报数据，教师将数据统计在列表内。并让学生将每组的实验结果和全班总的实验结果做比较，有什么发现？▲将模拟实验和遗传实验相结合，在明确实验意义和目的的前提下，让学生亲自动手体验假说，从而加深对分离现象的理解，为掌握分离定律的实质打下基础。同时让学生了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，体验了用数学统计方法分析实验结果的必要性。二、对分离现象解释的验证[师]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7/8是如何实现这一目的的呢？[师]孟德尔的测交实验，给出测交的概念，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。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。杂交子一代隐性纯合子高茎矮茎测交Dd×dd配子Ddd测交后代Dddd高茎矮茎1：1[师]通过幻灯片展示规范的测交遗传图解，对学生的错误给予及时纠正。[师]根据孟德尔分离现象的解释得到的分离比是多少？[师生互动]共同预测的实验结果：后代高茎:矮茎=1:1[师]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。三、归纳分离定律。[师]简单回顾孟德尔揭示分离定律的过程（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），提出“假说—演绎法”。四【课堂训练】巩固练习▲在对分离现象解释的验证的问题上并非主观臆断地直接告诉学生孟德尔做了测交实验，而是在教师的引导下学生主动分析思考，演绎推理出测交实验方案。学生在感到成功喜悦的同时也真正理解了测交的意义，这样才能灵活地解决生产8/8中的一些实际问题。同时培养学生严密的逻辑推理能力和思维的想像能力，提高学生的生物科学素养。在这一部分的学习的过程中学生再次体验到孟德尔实验方法的创新之处，同时领悟了“假说—演绎法”这一科学的研究方法。最后进行相关的训练，巩固基本知识并培养知识运用能力。五、板书设计第二课时：（一）、性状分离比的模拟实验（二）、对分离现象解释的验证（三）、分离定律六、教学反思：