第1章 遺傳因子的發(fā)現(xiàn)

1、第1章 遺傳因子的發(fā)現(xiàn)第1節(jié) 孟德爾的豌豆雜交實驗（一）教學設(shè)計一、設(shè)計理念孟德爾的豌豆雜交實驗（一）人民教育出版社模塊2第一章第一節(jié)這節(jié)課中的經(jīng)典實驗及驗證過程無法在課堂上重現(xiàn)，傳統(tǒng)的教學都是以講授為主線進行的教學活動，很少有學生的參與，這樣就限制了學生思維的積極性，使知識傳授和能力培養(yǎng)相互脫節(jié)。而提高生物科學素養(yǎng)，面向全體學生，倡導自主、合作、探究學習和注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)系是高中生物課程改革的基本理念。所以我根據(jù)課程標準對本節(jié)課的要求，在教學中采用“假說演繹法”開展孟德爾遺傳定律的教學，在對生物性狀遺傳的探索過程中設(shè)置一系列環(huán)環(huán)相扣的問題，讓學生主動參與問題的分析，在分析和解決問題的過程中

2、建構(gòu)知識結(jié)構(gòu)，同時也體驗了孟德爾的科學研究方法，使學生成為學習的主體，從知識的被動接受者變成研究者、探索者，在學習基礎(chǔ)知識的同時培養(yǎng)他們的思維能力、分析能力，并同時對學生進行了科學方法教育。二、教材分析本節(jié)內(nèi)容，由“一對相對性狀的雜交實驗”，“對分離現(xiàn)象的解釋”，“性狀分離比的模擬實驗”，“對分離現(xiàn)象的解釋的驗證”和總結(jié)“分離定律”五部分內(nèi)容構(gòu)成。本節(jié)的教學內(nèi)容是以孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳因子的實驗過程為主線，突出科學史和科學研究方法的教育。教材中以問題為線索，引導學生思考、分析孟德爾遺傳實驗的科學方法，達到闡明分離定律，最終能夠運用分離定律解釋一些遺傳現(xiàn)象的教學目標。教材用科學方法教育統(tǒng)領(lǐng)了教學全過程

3、，學生在分析實驗的過程中，體驗“假說演繹法”這一科學研究的過程，體驗孟德爾敢于質(zhì)疑、敢于創(chuàng)新、勇于實踐以及嚴謹、求實的科學態(tài)度和科學精神。本節(jié)可分為2課時進行教學。必修2這一模塊是以人類對基因的本質(zhì)、功能及其現(xiàn)代應用的研究歷程為主線展開的，而本節(jié)課是拉開這一歷程的序幕，認識到基因（遺傳因子）的存在，才能使人類進一步去探究基因的位置、實質(zhì)和功能等一系列的問題，這樣的編排向?qū)W生真實展現(xiàn)了科學發(fā)現(xiàn)史的歷程。孟德爾的雜交實驗很好的體現(xiàn)了“假說演繹法”這一科學研究方法的過程，而這一科學方法正是模塊2科學方法教育的側(cè)重點。所以這節(jié)課在模塊2的作用和地位是非常重要的?？紤]到讓學生更好理解、接受孟德爾“對分離

4、現(xiàn)象的解釋”及“分離定律”的內(nèi)容，在學習本章之前先學習了第2章第1節(jié) 減數(shù)分裂和受精作用三、學情分析學生在初中已經(jīng)學習了“基因控制生物性狀”和“基因的顯性和隱性”等知識，初步了解了基因與生物個體性狀的關(guān)系、控制相對性狀的成對基因之間的關(guān)系以及為什么具有相對性狀差異的雙親，后代會有復雜的表現(xiàn)等問題，對本節(jié)課的學習有一定的幫助。但高中這部分的教學對學生的生物素養(yǎng)要求較高，學生在學習“對分離現(xiàn)象的解釋”中對于孟德爾提出的四點假說的理解和領(lǐng)悟有一定的難度，教師應該引導學生從分析雜交實驗的過程中嘗試自己提出幾點假說，并通過親自動手做“性狀分離比模擬實驗”來體驗孟德爾假說。在演繹推理假說的正確性過程中，教

5、師也不能主觀臆斷的直接告訴學生孟德爾的測交實驗，而沒有進行必要的分析為什么要這樣做。課堂中教師可以給學生提供一些實驗的方案，讓學生分析討論確定檢驗假說的合適的實驗方案，這樣學生才能真正理解測交的目的，最終能夠靈活運用。四、教學目標1知識目標（1）理解孟德爾一對相對性狀的雜交實驗及其解釋和驗證。（理解）（2）區(qū)別性狀分離、顯性性狀、隱性性狀、雜合子和純合子等基本概念。（理解）（3）闡明分離定律并能運用分離定律解釋和預測一些遺傳現(xiàn)象，并嘗試雜交實驗的設(shè)計。（理解）2能力目標（1）通過學習孟德爾一對相對性狀的雜交實驗過程，體驗科學研究的一般過程。（2）通過課前的調(diào)查實驗和課堂模擬實驗培養(yǎng)學生的動手能

6、力和觀察、分析、整理歸納能力，學會科學的思維方法。3情感態(tài)度和價值觀目標（1）通過科學家的事跡，對學生進行熱愛科學、獻身科學的教育。（2）體驗孟德爾遺傳實驗的科學方法和創(chuàng)新思維，逐漸養(yǎng)成敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新、勇于實踐，以及嚴謹求實的科學態(tài)度和科學精神。五、教學重點和難點1教學重點（1）對分離現(xiàn)象的解釋，闡明分離定律。（2）以孟德爾的遺傳實驗為素材進行科學方法教育。（3）運用分離定律解釋一些遺傳現(xiàn)象。2教學難點（1）對分離現(xiàn)象的解釋。（2）假說演繹法。六、教學策略與手段為提高學生的生物科學素養(yǎng)，在整個教學過程中始終遵循以學生為主體，教師為主導的教學原則。課前通過完成小組任務激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)

7、了動手能力；課堂中首先以孟德爾的生平事跡引導學生參與到孟德爾的遺傳實驗中去，結(jié)合教材提出環(huán)環(huán)相扣的問題，采用“問題漸進探究”的教學模式引導學生對實驗現(xiàn)象展開思考和討論，嘗試自己設(shè)計實驗、自己提出假說，并演繹推理實驗驗證假說的正確性，在體驗科學研究方法的同時也成功分析了孟德爾的科學研究方法（假說演繹法）。如何充分理解和領(lǐng)悟?qū)Ψ蛛x現(xiàn)象的解釋中孟德爾所提出的四點假說，教學中采取了將模擬實驗和雜交實驗有機結(jié)合的方式，從而突破教學的難點。通過學生對雜交實驗的分析和討論以及實驗小組的課外實驗匯報，使學生確立了嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和勇于創(chuàng)新的科學精神。教學的過程中適時地進行技能訓練和課堂練習，加強了學生對概念的理

8、解，同時結(jié)合生活和生產(chǎn)中的生物遺傳實例，訓練學生運用分離定律解決問題的能力。最終實現(xiàn)教學目標。七、課前準備1學生的學習準備提前一個星期布置學生完成查閱資料、問卷調(diào)查及相關(guān)實驗任務。將學生按要求進行分組，每8人一組并指定一個為組長。具體任務及要求：（1）帶著教師提出的問題（孟德爾的生平；孟德爾雜交實驗所選材料與實驗的成功是否有關(guān)；在孟德爾之前也有許多人做過雜交實驗，為什么他們沒有揭示出遺傳規(guī)律）通過書籍和網(wǎng)絡(luò)等渠道查閱收集相關(guān)資料。要求做一簡單的匯報資料。2教師的教學準備(1)對資料查閱小組提出問題，讓他們的查閱有針對性；指導和協(xié)助問卷調(diào)查小組的問卷設(shè)計、收集和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和處理；(2)制作本節(jié)內(nèi)

9、容的教學課件。3教學環(huán)境的設(shè)計與布置多媒體課室八、教學過程學生活動教師的組織和引導教學意圖交流、探討身邊的生物遺傳現(xiàn)象是否符合“融合遺傳”的觀點。第1課時組織學生討論：哪些遺傳現(xiàn)象符合“融合遺傳”的觀點？哪些遺傳現(xiàn)象與“融合遺傳”相矛盾？講述：列舉典型的實例，如不同顏色的牡丹花、桃花，黑毛羊與白毛羊等，說明生物的遺傳不遵循“融合遺傳”的客觀事實。設(shè)疑：在140多年前孟德爾通過雜交實驗揭示了生物遺傳的基本規(guī)律。孟德爾為什么能揭示這一科學奧秘？組織學生交流對孟德爾的初步了解。激發(fā)學生的探究欲望和學習興趣。根據(jù)自己已有的知識，交流對孟德爾的初步認識。講述：結(jié)合學生的匯報，主要對孟德爾做以下簡介。孟德

10、爾自幼酷愛自然科學，通過對自然科學和數(shù)學的學習，孟德爾具有了雜交可使生物產(chǎn)生變異的進化思想，以及應用數(shù)學方法分析遺傳學問題的意識。在實踐中孟德爾選用豌豆、玉米、山柳菊等植物，連續(xù)進行了多年的雜交實驗研究，其中最成功的是豌豆實驗。當時科學界開展對多種動植物的雜交實驗，孟德爾總結(jié)了前人的經(jīng)驗，創(chuàng)新研究方法，如從單一性狀入手觀察分析遺傳結(jié)果；用前人從未在生物學研究領(lǐng)域用過的數(shù)學統(tǒng)計方法進行分析研究；敢于挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的觀點，提出了顆粒遺傳的思想等。設(shè)疑：豌豆具有哪些特點？為什么說孟德爾最成功的雜交實驗是豌豆雜交實驗？孟德爾是如何揭示生物遺傳奧秘的？初步了解孟德爾在遺傳實驗研究中方法的創(chuàng)新、思維方式的創(chuàng)新、

11、敢于沖破原有觀念的精神。結(jié)合圖解，分析總結(jié)1.為什么用豌豆作實驗材料，結(jié)果會可靠？2.雜交實驗的含義是什么？3.如何通過純種間的雜交獲得雜種后代？概述自交、雜交的概念。通過實例分析，辨析相對性狀的概念。結(jié)合板圖，觀察分析一對相對性狀的遺傳實驗過程，總結(jié)顯性性狀、隱性性狀與相對性狀之間的關(guān)系。講述：結(jié)合掛圖或幻燈片、課件講述豌豆的結(jié)構(gòu)特點：豌豆自花傳粉（且閉花受粉），結(jié)果是：自花傳粉（自交），產(chǎn)生純種；豌豆花大，易于進行人工雜交；即去雄套袋（防止其他花粉的干擾）授粉（采集另一種豌豆的花粉，授到去掉雄蕊的花的柱頭上），獲得真正的雜種；具有穩(wěn)定遺傳的、易于區(qū)分的性狀，如豌豆莖的高度有懸殊的差異，通過

12、觀察很容易區(qū)分，進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。 講述：結(jié)合上述內(nèi)容，給出相對性狀、自交、雜交、正交和反交等概念。設(shè)疑：孟德爾是如何通過豌豆雜交實驗來揭示分離定律的？講述：邊板圖邊敘述一對相對性狀的遺傳實驗。師生共同解決問題，為學生闡明“一對相對性狀的遺傳實驗”做鋪墊。培養(yǎng)學生的概括能力和理解能力。在教師的引導下提出問題。1.為什么子一代表現(xiàn)高莖？矮莖性狀消失了沒有？2.為什么子二代又出現(xiàn)了矮莖？如果不用數(shù)學統(tǒng)計的方法分析遺傳結(jié)果，會發(fā)現(xiàn)F2呈現(xiàn)31的數(shù)量比嗎？3.在規(guī)律性的遺傳結(jié)果中，內(nèi)含的實質(zhì)規(guī)律是什么？圍繞這些問題，進行短時間的討論。給出顯性性狀、隱性性狀、性狀分離的概念。培養(yǎng)學生的問題意識，給予學生發(fā)散

13、思維、啟動已有知識的空間。使學生理解孟德爾的科學研究方法。邊聽講邊掌握遺傳圖解的繪制要點，概述顯性遺傳因子與顯性性狀、隱性遺傳因子與隱性性狀之間的關(guān)系；說明純合子、雜合子的概念；概述孟德爾對性狀分離的解釋要點。在學生討論的基礎(chǔ)上，結(jié)合一對相對性狀的遺傳圖解，引導學生分析：孟德爾是如何解釋子一代只出現(xiàn)顯性性狀的？為什么子二代會出現(xiàn)性狀分離，且分離比為31？師生共同解決疑惑的問題，強化對概念的學習。結(jié)合圖解閱讀教科書，闡明孟德爾假說的內(nèi)涵，概括孟德爾假說的要點。（1）生物體的性狀是由遺傳因子決定的，遺傳因子之間既不會相互融合，也不會在傳遞中消失。（2）體細胞中遺傳因子是成對存在的。（3）生物體在形

14、成配子時，成對的遺傳因子彼此分離，分別進入不同的配子中。（4）受精時，雌雄配子的結(jié)合是隨機的。遺傳圖解1 一對相對性狀雜交實驗圖解在講解的基礎(chǔ)上，引導學生閱讀教科書，進一步理解孟德爾假說的含義。培養(yǎng)自學能力，使學生在反饋、思考中進一步突破難點。課下思考與討論，有可能的話繼續(xù)查閱相關(guān)的資料。設(shè)疑引導學生課后思考：孟德爾假說與“融合遺傳”觀點的本質(zhì)區(qū)別是什么？在人們還沒有認識到配子的形成和受精過程中染色體的行為變化時，你如何認識孟德爾假說的深刻意義？遺傳因子分離、配子隨機組合真的能出現(xiàn)31的結(jié)果嗎？將課堂教學延伸到課外，開闊學生的思維，體會孟德爾假說的創(chuàng)新性。培養(yǎng)學生的思維能力。為下一節(jié)課教學做鋪

15、墊。依據(jù)自己已有的知識，講述自己的看法。第2課時針對上節(jié)課提出的問題組織學生交流自己的見解。設(shè)疑：孟德爾在不知道遺傳因子是什么的情況下，用抽象的遺傳因子來分析雜交實驗結(jié)果。提出了遺傳因子在體細胞中成對存在，在配子中單個出現(xiàn)的假說，是超越自己時代的一種非凡的設(shè)想。生物體在進行有性生殖時，遺傳因子分離，配子隨機組合真能出現(xiàn)31的性狀分離現(xiàn)象嗎？讓我們通過模擬實驗來體驗孟德爾的假說。激發(fā)探究心理，明確模擬實驗的目的。理解遺傳因子分離與配子隨機組合的意義。學生閱讀性狀分離比的模擬實驗，思考以下問題。1.兩個小桶代表什么？兩個小桶中的D小球和d小球代表什么？2.為什么每個小桶內(nèi)的d小球和D小球數(shù)目都是1

16、0個？3.分別從兩個小桶內(nèi)抓取一個小球組合在一起的含義是什么？4.將抓取的小球放回原來的小桶內(nèi)，搖勻，按步驟（3）重復做50100次的含義是什么？指導學生閱讀實驗的目的要求，明確相關(guān)的問題。 在學生閱讀的基礎(chǔ)上，幫助學生明確實驗要求。1.兩個小桶分別代表生物體的精巢和卵巢；D小球和d小球分別代表含有顯性遺傳因子和隱性遺傳因子的配子。2.每個小桶內(nèi)的d小球和D小球數(shù)目都是10個，確保雌、雄配子數(shù)目相等。3.分別從兩個小桶內(nèi)抓取一個小球組合在一起的含義是：模擬雌、雄配子的隨機結(jié)合。4.將抓取的小球放回原來的小桶內(nèi)，搖勻，按步驟（3）重復做50100次，是為了確保觀察樣本數(shù)目足夠多。雌、雄配子結(jié)合的

17、機會相等。準備實驗材料用具。巡回檢查、指導學生做實驗。培養(yǎng)學生的閱讀能力、思維能力。 將模擬實驗與遺傳實驗相結(jié)合，明確每一實驗步驟的真正意義。理解模擬實驗是進行科學研究的一種方法。培養(yǎng)學生的實驗記錄能力、合作能力。兩人一組，進行實驗記錄，統(tǒng)計結(jié)果。各小組匯報實驗結(jié)果。思考：為什么全班的實驗結(jié)果與預期的結(jié)果更接近？如果孟德爾在研究遺傳實驗時，只統(tǒng)計10株豌豆雜交結(jié)果，他還能正確解釋性狀分離現(xiàn)象嗎？組織學生匯報，統(tǒng)計全班的實驗結(jié)果，引導學生將每個小組的實驗結(jié)果與全班總的實驗結(jié)果作比較，比較的結(jié)果說明了什么？體驗用數(shù)學統(tǒng)計方法分析實驗結(jié)果的必要性。理解遺傳因子分離、配子隨機組合的意義。體會孟德爾提出

18、的假說的含義。將實驗結(jié)果與孟德爾的雜交實驗結(jié)果作比較，幫助學生理解“實驗樣本數(shù)量足夠大，是滿足統(tǒng)計學規(guī)律的必要條件之一?！庇懻撁系聽柕募僬f是否合理。設(shè)疑：孟德爾假說合理地解釋了豌豆一對相對性狀雜交實驗。但是作為一種正確的假說，僅能解釋已有的實驗結(jié)果是不夠的，還應該能預測另一些實驗結(jié)果。孟德爾是如何實現(xiàn)這一目的的呢？講述：孟德爾的測交實驗，給出測交概念，指導學生通過繪制遺傳圖解，預測測交實驗的結(jié)果。巡視檢查學生習作的情況。對學生進行科學方法教育。使學生在習作中鞏固繪制遺傳圖解的基本方法。繪制遺傳圖解，進一步掌握繪制遺傳圖解的方法，理解測交實驗的過程，預測實驗結(jié)果。自查、糾正錯誤。通過課件或板圖，展示規(guī)范的測交遺傳圖解，對學生出現(xiàn)的錯誤給予及時的糾正。遺傳圖解2 一對相對性狀測交實驗圖解思考討論：預測結(jié)果與實際結(jié)果完全符合。從而驗證了孟德爾的假說。孟德爾通過測交實驗不僅證明了自己的假說，而且用可見的測交實驗的結(jié)果，來體現(xiàn)了生物在形成配子時，遺傳因子的行為變化規(guī)律。展示孟德爾的測交實驗結(jié)果，即用子一代高莖豌豆（Dd）與矮莖豌豆（dd）測交，在得到的64株后代中，30株是高莖，34株是矮莖，兩種性狀之比接近11。設(shè)疑：引導學生分析：實驗結(jié)果與預測結(jié)果是否相同，這