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1.1孟德尔的豌豆杂交实验(一)

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(一)--与案例  

一、教学目标的确定

“分析孟德尔遗传实验的科学方法,阐明分离定律”是课程标准对本节内容提出的基本要求。本节教材的编写特点也适于进行科学方法的教育,并且高中生具备一定的生物学基础和较强的理性思维能力。基于以上考虑,制定了本节课的教学目标。

二、--思路

 

 

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。

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?

    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。

结合图解,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。

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。

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。

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。

对学生进行科学方法教育。

 

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。练习绘制概念图。

进行技能训练中的实验设计。

归纳本节的相关概念,绘制杂合子、性状分离、相对性状、显性性状、隐性性状等概念图。

结合教材中的技能训练,让学生运用遗传规律进行育种的实验设计。

梳理、建构相关知识网络,培养应用相关原理、概念解决问题以及设计实验的能力。

三、教学实施的程序
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