孟德尔的豌豆杂交实验 说课(通用4篇)
(一)说课稿
寿阳一中 张丽霞
各位评委、老师:
大家好,我今天说课的题目是高中生物必修2第一章第一节《孟德尔的豌豆杂交实验
(一)》的内容。接下来我就从以下几个方面来说说这一节课。一 教材分析
本节内容由四部分构成,分别是“一对相对性状的遗传实验”,“对分离现象的解释”,“对分离现象解释的验证”和“分离定律”。这四部分的编排由现象到实质,层层深入地展开,体现了孟德尔的探索过程,也把学科内在的逻辑性与学生认知规律很好地统一了起来。
与原教材比较,有了一些新的突破,主要表现在三个方面:首先,对实验过程采用问题串的形式,层层深入地引发问题和分析问题,在分析和解决问题的过程中构建知识框架。其次,对杂交实验的解释和对遗传规律的总结完全是根据孟德尔的推理得出的。最后,在讲述孟德尔探究方法的基础上,不失时机地提出要求,让学生通过模拟实验主动参与对问题的分析。
本节课是必修2的开篇,引导学生认识到基因(遗传因子)的存在,才能使学生进一步去探索基因的位置、实质和功能等一系列的问题。因此,这节课既是学习孟德尔豌豆杂交实验
(二)的基础,也是学习第二章《减数分裂和受精作用》的重要基础,还为后续学习生物变异和进化做铺垫。并且,本节的孟德尔实验的探究方法“假说—演绎法”也贯穿后面的学习中。所以从这些方面来看,这部分内容不仅是本章的重点,也是整个必修2的重点内容。二 学情分析
我们的学生是高二理科生,目前高中阶段的生物教材已学完,即将进行高三第一轮复习,学生具有一定的生物学基础,数学的概率计算及统计基础,一定的分析问题,解决问题的能力。但本节是必修2高一的内容,学生遗忘严重,对知识缺乏准确、系统的理解,并且对知识点的整合能力和灵活应运能力较低。三 教学目标:
知识方面:阐明孟德尔的一对相对性状的杂交实验及分离定律。
能力方面:领悟假说演绎法,发展科学思维;运用数学统计法和分离定律解释一些遗传现象。尝试进行杂交实验的设计。
情感态度与价值观方面:体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维。
对于本节复习课,我们旨在引导学生梳理知识脉络,加强学生对知识的深层理解,提高学生整合知识点及对知识的灵活应运能力,培养学生科学的学习方法及创新能力。
四 教学重难点:
(1)对分离现象的解释,阐明分离定律。(2)体验孟德尔实验的科学方法(3)运用分离定律解释一些遗传现象。
这几个内容既是本节的重点也是难点。
五、教法学法 1 学法
(1)课前完成学案的知识回顾部分,提高对知识分析、整理归纳能力,学会科学的思维方法。
(2)结合教材、学案跟随老师提出的问题串,展开思考和讨论,(3)适时地进行课堂练习和技能训练,提高运用分离定律解决问题的能力。2 教法:学案导学法、问题串法、讲解法 六 教学过程: 1 导入
在必修1我们从细胞水平上认识了生命系统的物质基础和结构基础,那么必修2我们进一步从分子水平去认识生命系统的发生和发展。本模块遗传与进化教材是按科学发现的先后编排--循着人类认识基因之路展开
基因是如何发现的-----------------第一章 遗传因子的发现
基因在哪-----------------第二章 基因和染色体的关系
基因是什么-----------------第三章 基因的本质
基因如何行使作用-----------------第四章 基因的表达
基因在传递过程中发生怎样的变化---第五章 基因突变及其他变异
人类如何利用基因的变化-----------第六章 从杂交育种到基因工程
生物进化中基因如何变化-----------第七章 现代生物进化理论
那么这节课我们就踏着140年前孟德尔的豌豆杂交实验的研究足迹去学习基因是如何发现的?
(在导入中我有意识的建立整体框架,将课程内容的逻辑主线清晰地刻画出来,有利于宏观把握,帮助学生构建知识体系)2 课堂检测强调基础知识
检测学生对杂交、自交、测交、性状、相对性状、性状分离、各种符号的掌握情况,根据学生的回答情况及时纠正,并强调自交不仅是一朵花,一植株的自我交配,基因型相同的两植株的交配也属于自交。强调相对性状的概念----一种生物同一性状的不同表现型。并口头出题让学生判断例如:豌豆的圆粒与黄粒、兔的长毛与短毛、棉花的细绒
与长绒
让学生根据学案说出豌豆作为实验材料的优点和人工杂交实验过程 3 师生共同复习本节的四个基本内容
此部分内容也是学生在课前已填写完成,教师在检查学生完成情况的同时,帮助学生理解科学家的研究方法。将这四个内容由现象到实质,层层深入地展开。帮助学生学会科学的实验和思维方法,进一步将知识点系统化、调理化。
孟德尔通过豌豆杂交实验、子一代自交的实验结果分别对多对性状进行逐一观察分析,提出问题,为什么子一代只有一种性状,子二代出现亲本的两种性状并且比例为3:1?
通过推理想象,提出能解释问题的假说⑴生物的性状是由遗传因子决定的,大写字母表示显性遗传因子,小写字母表示隐性遗传因子。⑵体细胞中遗传因子是成对存在的。⑶配子中的遗传因子是成单存在的。⑷受精时,雌雄配子随机结合。
通过测交实验演绎推理验证分离现象。请2名同学到黑板上写出孟德尔杂交实验及测交实验的遗传图解分析,其他同学在作业本上写。
P DD(高茎)×dd(高茎)
↓
F1 Dd(高茎)
× ↓○
F2 DD(高茎):Dd(高茎):dd(高茎)
1: 2: 1 让学生指出书写的错误及不规范之处再次强调书写格式的规范。让学生对孟德尔假说进行应运,并规范书写遗传图解。
最后得出分离定律: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(实质),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。
孟德尔对多对性状做了杂交实验,观察总结出一致的现象,大胆地提出四点超时代设想,建立颗粒性遗传的假说。验证假说时他避开当时科技局限,没有直接验证,而是另辟蹊径设计测交实验来验证。孟德尔这种严谨认真的科学精神、大胆的创新思维和科学研究方法是值得我们推崇和学习的。孟德尔的遗传定律也被誉为19世纪三大科学发现之一。4 知识扩展深化
通过前面的知识再现、梳理活化,现在我们通过习题进一步加深对知识的深层理解,提高学生对知识应用的能力。这也是我们这节复习课的重要任务。我将对分离定律及其应用分为四种类型的习题让学生一一攻破。
(一)性状分离比的模拟实验
我们对教材中的实验进一步拓展深化,学生思考教师提出的问题①小桶和桶中的小球分别代表什么?对桶中小球的数量有什么要求,2桶中的小球数量是否必须一致?②例题中甲乙同学的行为模拟的是什么?并完成例1。学生展开讨论,5分钟后学生展示讨论交流的结果。教师给予适当的点评、纠正。我们现在知道D、d是一对的遗传因子,形成D、d 2种配子,小球就代表配子,因此每个桶中D、d的数量必须一致;小桶代表生殖器官,雌雄配子数量不同,往往是雄配子远远多于雌配子,因此2桶中小球数量不一定相同;甲同学每次分别从Ⅰ、Ⅱ小桶中随机抓取一个小球并记录字母组合,模拟了控制同一性状的遗传因子的分离和配子随机结合的过程;乙同学每次分别从Ⅲ、Ⅳ小桶中随机抓取一个小球并记录字母组合,模拟的是成对的遗传因子彼此分离,不成对的遗传因子自由组合。现在例1对我们来说就易容反掌。
(二)相对性状中显隐性判断及显性纯合子、杂合子的判断
例2题是对分离定律的应运,非常具有代表性。我先让学生自己思考、解答,展示答案。最后教师讲解、归纳总结解题方法。
本题根据性状分离现象组合二判断出显、隐性,圆显、皱隐,并得出组合二亲本基因型为Rr×Rr,已知显隐性组合一为rr×rr,组合三根据基因填充法和分离比为1:1得出组合三为Rr×rr.第一步:判断显、隐性性状(方法有两种)
①具有相对性状的纯合亲本杂交,子一代显现的亲本性状为显性性状。②据“杂合子自交后代出现性状分离”,新出现的性状为隐性性状。第二步:确定基因型
②由子代推断亲代的基因型(逆推型)
方法一:基因填充法。先根据亲代表现型写出能确定的基因,如显性性状的基因型可用A_ 来表示,那么隐性性状的基因型只有一种aa,根据子代中一对基因分别来自两个亲本,可推出亲代中未知的基因。
方法二,隐性纯合突破法。如果子代中有隐性个体存在,它往往是逆推过程中的突破口,因为隐性个体是纯合子(aa),因此亲代基因型中必然都有一个a基因,然后再根据亲代的表现型进一步判断。
方法三:分离比法:Aa×Aa 3:1 Aa×aa 1:1 AA×AA 1 aa×aa 1 AA×aa 1
学生分析解决例3中遗传学问题的解决方法。
(三)有关概率的计算
(四)杂合子逐代自交
通过我们的复习总结以及目前学生已有的数学概率知识,学生完全有能力完成例4和例5。所以关于这2种类型的习题,我们请2名同学到黑板上解题并写出解题过程。
例4根据学生完成情况点评,讲解。
例5 根据我们以写出的连续自交一代、二代、三代的结果,推断出连续自交n代杂合子所占比例为1/2n,根据此公式得出若想提高植物纯合子的比例可采用连续自交的方法。5 当堂总结
这节课我们踏着孟德尔的研究足迹学习了一对相对性状的遗传实验,根据实验现象提出假说,根据假说内容演绎推理测交实验验证,最后得出分离定律,进一步认识理解了分离定律的实质,并学会应用分离定律解释一些遗传现象。我给学生总结了“一般步骤,两个工具,三类常见题型,四种后代比例”这四点。总结的每一点都可以在具体的题目中加以应用。思考的一般步骤是(1)确定相对性状中的显隐性关系(2)写出隐性个体的遗传因子组成(3)根据上下代关系,确定显性个体的遗传因子组成。两个工具是:连线法,棋盘法。三类常见题型是:(1)分别由显隐性遗传因子控制的遗传病问题(2)系谱图问题(3)动植物的育种问题。七 教学效果预测
3个孟德尔豌豆杂交实验(图1高茎豌豆和矮茎豌豆的杂交实验;图2高茎豌豆和矮茎豌豆杂交实验的分析图解;图3一对相对性状测交实验的分析图解插图[2]),这三幅图实际上是生命产生的流程示意图,亲本到配子“→”表示RD过程,配子到F1“→”表示受精作用过程,涉及的概念有:纯种和杂种、性状与相对性状、亲本、杂交与自交、子一代、子二代、配子、显性性状与隐性性状、性状分离、测交共14个概念,实际上是特别典型的概念专题教学,这些概念中既有递进关系,又有从属关系,概念教学纷繁复杂,有的概念又不能一步到位,要让学生彻底领悟这些概念,教学难度较大,按照自然科学中概念形成的逻辑体系,根据概念的形成因素、属性、在《遗传与进化》中的地位和作用及概念的应用程度等因素,将插图中包含的概念分为基本概念、重点概念和难点概念,并与插图密切配合,制作课件,依次对概念实施由浅入深的教学。
一、基本概念的教学
14个概念的教学中,需要学生认知的一般概念有以下几个,这些基本概念及符号(在遗传图解中常用)的教学,教师要作简明扼要的介绍,有利于重点和难点概念的突破。
1. 亲本
观察图1高茎和矮茎,是用于进行杂交的2个个体,用符号P表示。猫与其它动物、人与兽之间、风马牛不及的生物不能做亲本(活跃课堂气氛,激发兴趣,提高学生对概念学习的关注度);水稻与玉米及不同植物之间也不能做亲本,有生殖隔离的存在,尽管有不同的物种做亲本,如马与驴杂交成功,产生骡子,也是不育的,以相同物种为前提条件。
2. 杂交与自交
相同物种中,一般情况下,把通过生殖细胞相互融合而达到一定目的的过程,也是一个品系与另一个品系在个体之间的一种交配行为的称之杂交;在动物中称交配,植物中称杂交,已婚男、女称婚配,用符号×表示。自交是同一个体或同一无性繁殖系的个体间杂交称为自交,局限于植物中两性花的自花传粉,或者雌雄同株的一株植物上,雄花和雌花传粉,用符号U表示,在植物中可以用自交的方法来鉴定纯种、杂种最简单的方法。
3. 子一代和子二代
观察图1中,相对亲本P产生的后代而言,用F1表示子一代;对子一代F1所产生的后代而言,用F2表示子二代;例:父母(P)→子女(F1)→孙子女及外孙子女(F2),亲本、子一代和子二代的概念,是3个相对概念。
二、重点概念的教学
在插图与重点概念的教学中,教师先引导学生识图,组织学生根据教师提出的问题进行分组讨论,让学生在识图中发现问题,制作课件,充分运用多媒体技术手段,采用插图对比式教法,对正相关的图1和图2作比较,教师讲完一个重点概念,引导学生练习一道试题,这种边讲边练的教学模式,教学效果较好、较高效,更有利于学生对重点概念的理解和掌握。
1. 性状与相对性状
观察图1中高茎和矮茎,就是豌豆表现出来的形态特征;它们就是一对相对性状;在孟德尔的实验材料中,7对相对性状都是形态特征,而这7对特征又是相对的,故相对性状是同种生物中同一性状的不同表现类型。有的生物性状可以直接观察出来,而有的性状则要通过测定才能发现(如玉米种子含糖量高低,油菜种子含脂量的高低及人的血型等),在本概念中,同种生物为前提,同一性状则固定,不同类型则是同一性状的具体表现,如同一类生物人,同一性状眼皮,不同表现类型双眼皮、单眼皮,这3个要点必须清楚。而2个不同物种间的性状,不能称作“相对性状”,如狗的长毛和猫的短毛。玉米高杆和小麦的短杆;同一种生物不同的形态或生理特征也不能称“相对性状”,如兔的白毛(毛的颜色)和短毛(毛的长短),故相对性状只能是同一物种不同品种的同性状之间差异进行比较[3]。
【例一】下列属于相对性状的是:
A.狗的长毛和卷毛B.兔的长毛和猴的短毛C.豌豆的圆粒和黄粒D.豌豆的高茎和矮茎
解析:相对性状必须是同一种生物的同一性状的不同表现类型。据此,兔和猴不是同种生物,无法比较相对性状;狗的长毛和短毛是一对相对性状,卷毛只能与直毛才是一对相对性状,因此,狗的长毛和卷毛,不能是一对相对性状;豌豆的圆粒和皱粒(粒形)、黄粒和绿粒(粒色)是二对相对性状,因此,豌豆的粒形和粒色不是相对性状;豌豆植株的高、矮是一对相对性状。正确答案是D。
2. 纯种和杂种
观察图2中,在一对相对性状中,亲本高茎体细胞内二个遗传因子都是D,矮茎体细胞内2个遗传因子都是d,像这样,体细胞内遗传因子相同的个体,叫作纯种;如果体细胞内的遗传因子一个是D,另一个是d,则是杂种。豌豆的高茎有纯种(DD),又有杂种(Dd)。
3. 配子
观察图2中,配子是一种能执行生殖使命的生殖细胞,是亲本产生的,是亲代与子代生命延续的桥梁,是遗传物质由亲代向子代传递的纽带,是子代的根源,如♀和♂配子、精子和卵细胞;观察图2中,一对相对性状中,引导学生从插图中注意区别纯种和杂种、配子等相关知识,按顺序完成下列问题的探讨。
(1)在图2中,哪些是纯种?哪些是杂种?为什么?
(2)在图2中,F2代中,纯种的比例是多少?从插图高茎中,杂种的比例又是多少?
(3)在图2中,从遗传因子的角度,怎样区别配子、纯种和杂种?
(4)在图2中,你打算再做怎样的实验,区别高茎的纯种和杂种?
(5)从图2中,说出高茎(DD、Dd)和矮茎(dd)分别能产生多少种配子?(教师总结时重点强调:在遗传图解书写配子时,配子数量过多,不是写数量,而是写种类,DD→D只有一种;Dd→D、d两种,不是一个或两个,这是学生常犯的错误)
(6)在图2中,F1与F2及P中高茎有什么区别?让学生分组讨论得出结论,教师补充完善。
【例二】科学家研究发现,绵羊的纯种HH都是有角的,hh都是无角的;Hh公羊有角,母羊无角;一只有角母羊生了一只无角小羊:
(1)亲本公羊体细胞中有哪些遗传因子?无角小羊是公的,还是母的?为什么?(答案:亲本公羊Hh或者hh;因为亲本母羊有角,一定是纯种HH,子代一定含有H的遗传因子,生了无角小羊,小羊只能是Hh,因此,小羊为雌性。)
(2)如果无角公羊作亲本,要生一只有角公羊,怎么样选择母羊作亲本?这只母羊是纯种,还是杂种?(答案:母羊有角HH;纯种)
(3)有角母羊能产生多少种配子?(答案:纯种1种)
三、难点概念的教学
显性性状和隐性性状、性状分离是教学重点,又是教学难点,在遗传学知识的应用中最广泛,是概念教学的重中之重,应厘清这3个概念。
1. 显性性状和隐性性状
在图1中,显性性状是指杂种子一代中显现出来的性状;隐性性状则是子代中未显现的性状。这两个概念实际上存在局限性,必须满足3个条件。第一,杂交的亲本双方必须是纯种。若其中一个为杂种,如:高茎(Dd)×矮茎(dd)杂交,子一代就会出现高茎、矮茎两种性状,显、隐性无法判断。第二,性状必须是质量性状。第三,必须以相对性状的亲本杂交为前提,如果双亲的某一性状相同[3],如:矮茎(dd)×矮茎(dd)杂交,则子一代表现为矮茎,实验证实矮茎不是显性性状。因此,并非子一代能表现出来的性状都是显性性状。学生必须明确这两个概念的适用范围,隐性性状也能表现出来,隐性纯合条件下就能表现,教师作说明。遗传学中规定,在相对性状中,显性性状受显性因子控制(用大写字母表示),隐性性状受隐性因子控制(用小写字母表示)。
【例三】大丽菊的花色受遗传因子R,r控制,红花×白花,后代全部红花,哪一种花色为显性性状?为什么?答案:因为P.红花(RR)×白花(rr)→F1:红花(Rr),红花为显性性状,白花为隐性性状,符合显性性状的概念。
2. 性状分离
是在性状与相对性状、显性性状与隐性性状的学习之后,前几个概念通过插图突破后,有利于学生对性状分离的学习,充分利用图2,让学生观察插图,思考下列问题:
(1)亲本中有矮茎,为什么F1只有高茎?矮茎消失了吗?(因为F1体细胞中有显性性状的遗传因子存在,F1表现出显性性状,但F1体细胞中也有隐性性状的遗传因子存在,没有表现出来,并没有消失)。
(2)F1只有高茎,为什么F2矮茎又出现了?能解释原因吗?说明了什么问题?(F1高茎体细胞中有隐性遗传因子在产生的配子里存在,在配子结合中形成了dd的体细胞,表现出矮茎;说明了隐性性状没有消失,在隐性遗传因子纯合时表现出隐性性状,也是杂种发生性状分离的结果)。
通过上述问题,与图2的密切配合,明确什么是性状分离,培养学生的识图、释图及图文转化能力,学会用不同见解来描述性状分离,加深对性状分离的理解。除教材中,对性状分离的描述外,教师用下列4种不同方式来描述性状分离,通过比较,评价教师对下列的判断,希望你选择(修改)出你感到满意的描述方式:
A.一对相对性状中,亲本同一性状,子代中出现了新的性状。(√)
B.一对相对性状中,亲本同一性状,子代中出现了既有显性性状,又有隐性性状的现象。(√)
C.一对相对性状中,亲本显性性状,子代中出现了隐性性状的现象。(√)
D.一对相对性状中,亲本同一性状,子代中出现了不同于亲本的性状。(√)
组织学生分组讨论,分组发言,并与教材中性状分离的概念对照,给4种描述方式定性评价,教师作结论。
【例四】人的耳垢(俗称耳屎)有油耳和干耳,受遗传因子A,a控制,如果你的爸爸为干耳,妈妈油耳,你的姐妹全部为油耳,姐姐与姐夫(油耳)结婚后,生了一个干耳的儿子,问显性性状是油耳,还是干耳?为什么?你的耳垢是油耳,还是干耳?试一试,你能画出你的遗传糸谱图吗?(答案:油耳为显性性状,因为油耳×油耳→干耳,是发生了性状分离;最可能是油耳,也可能为干耳,本题信息中,数量少,妈妈可能是纯合子,也有可能为杂合子。因此,本题显、隐性判断,只能用性状分离的概念判断,姐妹全部为油耳属于干扰信息,容易上当受骗,不能用显、隐性的概念来判断,遗传糸谱图略)。
3. 测交
观察图3孟德尔实验中,测交是对分离现象解释的验证,这是实验设计最巧妙的地方,这是体现了实验设计的科学性和严谨性,大多数往往通过测交的分析结构图讲解,就可以给测交下一个概念,都认为这一概念非常简单,其实不然,并非简单,对分析结构图未讲透,学生就不能真正掌握测交的概念,在教学研究中发现,绝大多数教师没有讲到位,胡乱认为测交就是F1杂种与隐性纯种杂交,那大错特错了,豌豆很特殊,自花传粉,如果让许多F1杂种与隐性亲本1:1杂交,在自然条件下,本杂交实验结果为高茎:矮茎为3:5,而不是1:1,因为它们仍然是在进行自交,Dd子代为1/2(1/4DD+2/4Dd+1/4dd),dd仍为1/2dd,数学统计结果为3:5,错在没有讲清本实验的前提条件为要做去雄、人工传粉、套袋,本概念在插图中是狭义的,要拓展为广义概念。
【例五】豌豆的果实园粒(R)对皱粒(r)为显性,将园粒(Rr)和皱粒(rr)按1:1进行杂交。
在自然条件下,子代园粒和皱粒的果实比例是多少?(园粒:皱粒=3:5)
对园粒植株去雄处理,授予皱粒植株花粉,子代园粒和皱粒的果实比例又是多少?(园粒:皱粒=1:1)
总结:显性性状一定至少有一个显性遗传因子存在;隐性性状一定隐性遗传因子处于纯合状态;
性状分离一定是杂种才能发生;遗传因子在体细胞中成对,配子中成单;显性、隐性性状的判断,在教师引导学生学习中要高度重视。
四、结束语
为了巩固插图与概念教学,加深学生对概念的理解,教师引导学生通过习题讲述,给学生充电,让学生学会并正确运用插图理解概念。习题均为原创,难易度适中,通过教学实践发现,插图与概念教学的有机结合,边讲边练的教学模式,有助于概念的高效性教学,点燃了学生初学遗传知识的热情,调动了学生的学习积极性,收到较好的教学效果,本节内容中,插图是概念的载体,构成概念的框架结构,学生理解概念的过程,本质上就是一个记忆的过程,记忆以插图为载体,本内容完成后,将重点概念形成概念图结束。
摘要:对孟德尔豌豆杂交实验(一)插图中的概念,在课堂教学中分别进行基本概念、重点概念、难点概念的教学,有利于学生对概念的理解,突现了插图是记忆的载体,对学生实施了图文转化的教学,培养了学生的识图能力。
关键词:插图,概念教学,孟德尔豌豆杂交实验
参考文献
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[2]朱正威,赵占良.普通高中课程标准实验教科书生物必修2遗传与进化[M].北京:人民教育出版社,2007.
一、教材分析
1、在教材中的地位
本节是必修模块2《遗传与进化》第一章第一节的内容。与其它章节有紧密的联系。本章是从一百五十多年前开始,孟德尔通过杂交实验对遗传现象的推测以及因此得出的遗传规律,提出遗传现象是由遗传因子控制的,但是,遗传因子究竟是什么?它的细胞学基础是什么?分子基础是什么?是怎样起作用?怎样遗传给后代的?这些都是经过后来的研究加以验证,解释及发展的。如《基因与染色体的关系》揭示了遗传的细胞学基础;《遗传的本质》则阐述了遗传的分子基础;《基因的表达》部分则说明了基因是怎样控制生物性状的;《基因突变及基因重组》解释了变异的本质;《从杂交育种到基因工程育种》阐明了遗传规律在生产实践中的应用。总之,模块二是根据遗传学发展史编写的,本节则拉开本模块内容的序幕。
2、重、难点分析
重点:孟德尔一对相对性状的杂交实验过程;对分离现象的解释;遗传图解的书写规范; 借助孟德尔遗传实验进行科学方法的教育。
难点:对分离现象的解釋;
假说—演绎法。
3、教学目标
(1)知识目标
认识孟德尔豌豆一对相对性状的杂交实验;对分离现象的解释;理解本节的概念:自交、杂交、测交、正交、反交、性状、相对性状、显、隐性状、性状分离、纯合子和杂合子等。
(2)能力目标
通过对分离现象的解释体验孟德尔分离现象解释的假说;自主学习孟德尔的生平;通过豌豆杂交实验培养学生的实验分析能力。
(3)情感态度与价值观
让学生体验孟德尔遗传实验的科学方法和敢于质疑,勇于创新,以及严谨求实的科学态度和科学精神;让学生尝试杂交实验的设计。
4、教学方法
启发式教学:设置问题串层层深入展开对一对相对性状的杂交实验现象的解释,引导学生结合问题串合作探究学习。
5、教具
多媒体教学课件
6、课时安排:2课时
二、教学过程:第1课时的教学过程
导课:通过生活谚语“龙生龙,凤生凤,老鼠生来会打洞。”等引入遗传的概念,又“一猪生九仔,连母十个样。”引入变异的概念。遗传变异是本模块的主要内容,对于遗传和变异的研究都是从现象入手的。多媒体播放问题探讨中的图片及问题:什么是融合遗传?按照融合遗传的观点,当红花牡丹和白花牡丹杂交,子代开什么花?你同意这种观点吗?能否举例反驳这种观点的?(如单双眼皮的遗传)
1、孟德尔的生平介绍及豌豆作为实验材料容易取得成功的原因
课前布置学生通过各种渠道了解并收集孟德尔的生平,在此部分教学中介绍孟德尔的生平,着重让学生感受孟德尔对科学的热爱及敢于质疑、勇于创新、严谨的科学态度。并提出问题:孟德尔杂交实验的众多材料中为何用豌豆最容易获得成功?抛出此问题后,让学生阅读课本第二到第三页有关豌豆的介绍。教师再补充花的结构的知识,讲解单性花、两性花、自花传粉、异花传粉、自交、杂交、正交、反交等概念,杂交实验的一般程序的介绍,同时让学生知道亲本、父本、母本、子代概念及字母表示。让学生归纳豌豆作为实验材料容易获得成功的原因。教师多媒体展示1.自然条件下豌豆是纯种(原因是什么?好处是什么?原因:自花传粉并且是闭花传粉,可避免外来花粉的干扰;好处:用豌豆做人工杂交实验,结果可靠又易于分析。)2.具有易于区分的性状(好处是什么?好处:实验结果容易观察和分析。)。着重讲解相对性状的概念。
2、一对相对性状的杂交实验
此部分教学中,让学生阅读第四页的内容,教师多媒体展示杂交实验过程及问题串:
(1)为什么子一代都是高茎而没有矮茎的呢?
(2)为什么子二代中矮茎性状又出现了呢?什么是显性性状?什么是隐性性状?什么是性状分离?
(3)孟德尔对子二代的个体数进行统计后,发现子二代显性性状比隐性性状等于3比1?是什么原因造成杂种后代出现一定的性状分离比呢?
3、孟德尔对性状分离现象的解释
在学生预习的基础之上,教师讲解为主。根据杂交实验结果孟德尔果断摈弃了融合遗传的观点,通过严谨的推理和大胆的想象,对分离现象进行了解释(多媒体展示):
(1)生物的性状是由遗传因子决定的。(讲解孟德尔对遗传因子及显隐性遗传因子的定义和相应的符号书写习惯)
(2)体细胞中遗传因子是成对存在的。(介绍纯合子杂合子概念并在黑板上写下相应性状的遗传因子的组成,即书写遗传图解。)
(3)生物体在形成生殖细胞——配子(补充说明即为精子和卵细胞)时,成对的遗传因子分离,分别进入不同的配子中,即,配子只含成对遗传因子中的一个。纯合子只产生一种配子,杂合子Dd则产生两种比例相等的配子。即D:d=3:1(黑板写下配子的遗传因子组成)
(4)受精时,雌雄配子的结合是随机的,如杂合子产生的含D的雌配子可以跟含D的雄配子结合,也可以跟含d的雄配子结合。这样子一代杂合子产生的雌雄配子结合方式有几种?(四种)子二代的遗传因子组成有几种?比例多少??(三种,DD:Dd:dd=1:2:1)子二代的性状表现有几种?比例多少?(两种,高茎:矮茎=3:1)(黑板写下相应世代的遗传因子组成,性状及比例)
一、教学目标
1、知识目标
理解孟德尔一对相对性状的杂交实验及其解释和验证。
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。
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。
2、能力目标
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。
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
通过科学家的事迹,对学生进行热爱科学、献身科学的教育。
体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维,逐养成敢于质疑、勇于
创新、勇于实践,以及严谨求实的科学态度和科学精神。
二、教学重点、难点
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。
难点
1对分离现象的解释。
2假说—演绎法。
三、教具准备
多媒体教学课件
塑料筒
个
两色小球各
120
个。
四、教学设计思路
孟德尔的豌豆杂交实验(一)这节课中的经典实验及验证过程无法在课堂上重现。在教学中我采用“假说—演绎法”开展孟德尔遗传定律的教学在对生物性状遗传的探索过程中设置一系列环环相扣的问题,让学生主动参与问题的分析,在分析和解决问题的过程中建构知识结构,同时也体验了孟德尔的科学研究方法,使学生成为学习的主体,从知识的被动接受者变成研究者、探索者;在学习基础知识的同时培养他们的思维能力、分析能力,并同时对学生进行了科学方法教育。教学思路如下:
(1)由问题诱导学生探究心理
(2)模拟实验,突破思维难点
(3)分析测交实验,感悟假说—演绎法
(4)归纳、总结分离规律
(5)由问题诱导学生探究心理
(6)习题演练,务实基础
五、课时安排
课时
六、教学方法
教师讲述、谈话与学生活动相结合,将科学方法教育贯穿全过程。
七、教学实施的程序
环节及内容
教师活动
学生活动
教学意图
(第一课时)引入
新课
第1
节
孟德的豌豆杂交实验(一)
一、孟德尔的生平
二、孟德尔的豆杂交实验
1、选材原因
2、异花传粉
去雄→套袋→传粉→套袋
3、相对性状三、一对相对状的杂交实验
显性性状
隐性性状
性状分离
四、对分离现的解释
1、孟德尔假设要点
2、对分离现象解释
3、性状分离比
五、对分离现解释的验证
六、分离定律
小结
练习
出示课件,利用课本上的事例导入新课。
组织学生讨论:哪些遗传现象符合“融合遗传”的观?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。
第1
节
孟德尔的豌豆杂交实验一(板书)
讲述:人们对遗传问题的研究,最初是从
对生物性状的研究开始的。其中,基因的分离
定律、基因的自由组合定律是由孟德尔通过杂
交试验发现的。
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。
一、孟德尔的生平
请小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。
孟德尔,奥地利遗传学家,遗传学的奠基人。从小喜爱自然科学,因家贫而到修道院做修道士。1851~1853
年去维也纳大学学习物理学、化学、数学、动物学和植物学,在此期间受到著名物理学家
J.C.多普勒的数学和统计学的熏陶、植物学家
F.J.A.N.翁格尔的物种可变和植物通过杂交可能产生新种观点的影响,这一切对他以后创造性的科学研究起了很大作用。
从
1856~1863
年,他进行了
年的豌豆
杂交实验,并于
1865
年在布吕恩自然科学研究协会上报告了他的研究结果。1866
年又在该会会刊上发表了题为《植物杂交试验》的论文。他在这篇论文中提出了遗传因子、现称基因,及显性性状、隐性性状等重要概念,并阐明其遗传规律,后人称之为孟德尔定律(包括“分离定律”及“自由组合定律”)
孟德尔在实验中对于解决什么问题(亦即遗传规律)、选择什么材料和怎样分析结果,都有十分清晰的构思。他冲出了已往生物学界一直因循的活力论和目的论窠臼、敢于借鉴物理学中的粒子运动,即粒子的随机结合和分离作为实验设计分析的基点。在实验方法上一反
前人笼统描述亲子间总合性状相似和不同的做法,把诸如茎杆高度、子叶颜色等作为各自
独立的性状,并设想个体的总合性状乃是由多
种独立性状随机组合和分离的产物。他的另一
超人之处是在数据处理上没有忽视未表达所
研究的独立性状的个体的数目。他所建立的测
交法最能说明他对隐性个体遗传内涵的重视。
但是这些发现当时并未受到学术界的重视。直
到
1900
年,孟德尔定律才由
位植物学家通
过各自的工作分别予以证实,成为近代遗传学的基础。从此孟德尔也被公认为科学遗传学的奠基人。
二、孟德尔的豌豆杂交试验(板书)
请学生自学教材,孟德尔的豌豆杂交试
验。
1、选材原因
提问:孟德尔的杂交试验主要是用什么材料
取得成功?
出示豌豆花示意图。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。
豌豆花的结构很适合自花传粉,这是因为
花在未受粉之前,雄蕊和雌蕊都紧紧地被花瓣
包裹着,是严格的自花传粉植物。在开花前就
完成了受粉,是闭花受粉。这样避免了外来花
粉粒的干扰,在自然状态下保持纯种。此外,豌豆的相对性状多,便于观察。
自然状态下的豌豆是严格的自花传粉,要进行杂交试验,需人工进行异花传粉。
2、异花传粉(板书)
什么是异花传粉?
如何进行异花传粉?
简要介绍传粉过程。
去雄(先除去未成熟花的全部雄蕊)→套
袋(给去雄的花朵套上纸袋,等待另一株成熟的花粉)→授粉(采集另一植株的花粉,授到去雄花的柱头上)。
供应花粉的植株叫做什么?
接受花粉的植株叫做什么?
3、相对性状
出示豌豆的七对相对性状挂图。
简要介绍豌豆的七对相对性状。
问:什么是相对性状?
举例让学生判断。
问:人的直发和狗的卷毛是不是相对性状?为什么?
问:人的双眼皮和有耳垂是不是相对性状?为什么?
问:人的双眼皮和双眼皮是不是相对性孟德尔发现豌豆的这些性状都能够稳定地遗传给后代,且这些性状易于区分,试验结果很容易观察和分析,这是孟德尔试验成功的一个原因。
我们知道了不同品种的豌豆之间同时具有多对相对性状?如何进行杂交试验,才能便于研究和分析呢?孟德尔为了便于分析试验结果,他首先只是对每一对性状分别进行研究。
三、一对相对性状的杂交实验(板书)
出示高茎豌豆和矮茎豌豆的杂交试验挂图边讲解边板书。注意指明符号含义,顺理引出“显性性状”、“隐性性状”、“性状分离”概念。
孟德尔用纯种的高茎豌豆和纯种的矮茎豌豆作亲本(用
P
表示)进行杂交。无论用高
茎豌豆作母本正交,还是作父本反交。杂交后的第一代,简称子一代(用
F1
表示)总是高
茎的。
正交与反交是一组相对概念。若甲为母
本,乙为父本间的交配方式称为正交。以甲为
父本,乙为母本的交配方式就称为反交。
问:子一代为什么全是高茎?矮茎性状哪
去了?
带着这个疑问,我们看看孟德尔是怎样做的。他让子一代高茎豌豆自交,得到的子二代
植株中除了有高茎的,还有矮茎的。
自交(用⊕表示)(是指基因型相同的生物
个体之间相互交配的方式,对植物来说是指同花授粉和同株异花授粉。
从子二代出现的两种性状,能提示我们什
么?
孟德尔把杂种子一代中显现出来的性状,叫做显性性状,如高茎;把未显现出来的性状,叫隐性性状,如矮茎。子二代中同时显现显性
性状和隐性性状的现象,在遗传学上叫做性状
分离。
孟德尔对试验结果并没有停留在表面现
象的观察上,而是采用了前人从未用的统计学的方法进行分析研究。他发现,在所得到的1064
个子二代豌豆植株中,有
787
株是高茎,277
株是矮茎,高茎与矮茎的数量比接近
3:1。
请同学们注意这个比例。
难道仅高茎和矮茎这对性状存在子二代呈现
3:1?孟德尔又做了豌豆的其它相对性状杂交试验,用同样的方法进行统计学分析,结果如书中“孟德尔做的豌豆杂交试验的结果”表所示。
问:该杂交试验结果说明什么?
为什么子一代只出现显性性状?子二代出
现性状分离且分离比都接近
3:1?这就是科学研究的第一个环节——发现问题。如何将这些在试验中得出的结果用一套理论来解释呢?孟德尔的研究进入了第二个环节——分析问题,提出假设。
四、对分离现象的解释(板书)
1、孟德尔假设的要点(板书)
问:孟德尔假设的要点是什么?
课件出示假设。
在孟德尔当时的年代,生物学还没有建立
基因概念,孟德尔认为:
a、生物的性状是由遗传因子(后改称为基因)决定的。在生物的细胞中,决定性状的遗传因子是成对的。
b、决定显性性状的因子是显性遗传因子
(用大写字母表示D),如高茎;决定隐性性状的因子是隐性遗传因子(用小写字母表示d),如矮茎。
显性纯合子
DD
隐性纯合子
dd
显性杂合子
Dd
c、生物体在形成生殖细胞——配子时,成对遗传因子彼此分离,分别进入不同配子。
每个配子中只含有成对遗传因子中的一个。
d、受精时,雌雄配子结合,且机会均等。于是遗传因子又恢复成对。成对遗传因子存在时,显性遗传因子对隐性遗传因子起显性作用。
2、对分离现象的解释(板书)
根据孟德尔的假设,请你解释为什么子一代只出现显性性状?
通过引导学生,边板书边利用假设要点说明,特别要描述清楚成对遗传因子的分离。
亲本:纯高茎和纯矮茎的遗传因子组成是怎样的?
DD
或
dd
产生的配子的遗传因子是什么?
通过哪种分裂方式产生的?
受精时,雌雄配子结合,形成的子一代遗传因子的组成是怎样的?
子一代遗传因子恢复成对。由于遗传因子D对d的显性作用,所以,F1(Dd)只表现出什么性状?而矮茎性状表现不出来。
如何解释子二代会出现性状分离?且分离比为
3:1?
问:F1(Dd)自交时,可产生哪几种配子?
由于在受精时,雌雄配子随机结合,F2便可产生几种遗传因子组合?且它们的数量比为多少?
由于D对d的显性作用,F2的性状表现有几种类型?高茎和矮茎的数量比为多少?
一个正确的理论,不仅要能说明已经得到的试验结果,还应该能够预测另一些试验结果。孟德尔为了验证他对分离现象的解释是否正确,采用了“测交”这一创新方法,解决这一难题.五、对分离现象解释的验证(板书)
在当时人们对遗传规律的研究,只能通过后代的性状表现来推测。孟德尔假设提出
Dd的豌豆在形成配子时,D
要与
d
分开。如果用DD的豌豆与杂种一代杂交,子代中会得到什么结果?
边讲解边板书
P:
Dd
╳
DD
配子:
D(1/2)
d
(1/2)
D(1)
F1:
DD(1/2)
Dd(1/2)
子代是什么性状?这样很难推测杂种一代在形成配子时
D
与
d
分开。因为显性纯合子形成D
配子,与
d
配子结合时,就使
d
控制的性状表现不出来。如何使来自杂合子
d
控制的性状表现出来呢?
选用隐性类型个体,这正是孟德尔当时高明之处。
测交就是让
F1
与隐性纯合子杂交的交配
方式。这个方法可以用来测定
F1的遗传因子
组合。
请一位学生上黑板写出测交的遗传图解。
Dd
╳
dd
配子:
D(1/2)
d
(1/2)
d(1)
后代:
Dd(1/2)
dd(1/2)
问:如何由测交来判断
F1的基因组成?
孟德尔所做的测交试验结果,显示后代中两种性状分离比接近
1:1,符合预期的设想,从而证明了
F1
在形成配子时,成对的遗传因子发生了分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中。
至此,孟德尔的假设得到了验证。于是,科学研究进入第四个环节——总结规律。
六、分离定律(板书)
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。
简单回顾孟德尔揭示分离定律的过程,引导学生总结:
“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”
即提出“假说—演绎法”。
孟德尔的分离定律不仅仅适用于豌豆,对大多数生物的遗传现象都具有普遍的指导意义。它是遗传学中最基本的规律,不但能正确解释生物界的某些遗传现象,而且能够预测杂交后代的类型和各种类型出现的概率,在实践中的应用范围很广。今天我们就在育种、医学等方面等方面例题进行练习,着力点是打好基础。
练习题(略)
交流、探讨身边的生物遗传现象是否
符合“融合遗传”的观点。
根据自己已有的知
识,交流对孟德尔的初步认识。
自学
豌豆
结合图解,分析总
结
观察、思考。
一朵花的花粉落到
另一朵花的柱头上的过程。
父本(用♂表示)
母本(用♀表示)
同种生物的同一种
性状的不同表现类
型。
矮茎性状在子一代
并没有消失,只是
没有表现出来。
子二代出现性状分
离现象,且显性性
状与隐性性状的数
量比接近
3:1,具
有规律性。
思考、回答。
DD
和
dd。
D或d,通过减数分裂。
Dd
高茎性状。
D和d两种数目相等的配子。
DD、Dd、dd=
1:2:1。
两种。高茎和矮茎=3:1。
思考、回答。
全部是高茎。
测交后代如果出现两种性状,即
F1
为杂合子;若后代只有一种性状,即
F1为纯合子。
激发学生的探究欲望
和学习兴趣。
“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。
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。
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。
【孟德尔的豌豆杂交实验 说课】推荐阅读: