孟德尔豌豆杂交实验（一）（教学设计）

第1节　孟德尔豌豆杂交实验（一）（教学设计）

一、设计思想

根椐新课程理念的要求，本着学生为学习主体的思想，多让学生在课堂上进行身心参与，发挥学生学习的主观能动性，所以在课堂上尽量多设计一些教学活动，让学生积极参与起来。本课宜采用从感性认识到理性认识的认知规律来解决问题，透过“孟德尔豌豆杂交实验”现象来看“分离定律”的本质。故采用多种教学方法，通过举例、挂图、投影等进行教学方案，加深学生的印象。适时地进行提问，通过模拟实验的教学，让学生活动起来，进而对分离定律进行阐明，这样寓教于乐，理解的知识点才不容易遗忘，接着组织学生活动，进行实验技能训练。通过课文最后的设计，鼓励学生大胆尝试，采用分组的形式让同学们交流、讨论，表达个人的见解。最后把本节所学知识进行演绎归纳，应用遗传定律设计几个题目，对典型的遗传题进行引导，从而来突破难点。

二、教材分析

1. 通过本堂课的学习要掌握一对相对性状的遗传规律，能够对一对相对性状的遗传现象进行解释，分离定律的遗传题进行分析、解答，明确一些基本的遗传概念，为自由组合的学习打好基础。其中，为什么孟德尔精心选择豌豆作为遗传材料，以及纯系亲本如何做杂交实验非常关键。

2. 本课内容包括孟德尔关于豌豆一对相对性状的遗传试验及解释，验证解释的正确性，分离定律的实质，通过模拟实验，使学生对遗传因子的分离和随机结合与生物性状之间的数量关系有一个感性的认识。分离定律是三大遗传定律中的第一个遗传定律，是学习自由组合定律的基础，因此在遗传章节中具有十分重要的地位和作用。

3. 在初中时学生对遗传和变异的一般概念有所了解（遗忘程度很高，有必要稍作重复），而对于遗传规律是没有学习过的，因此要把握好这个梯度。教师可以以初中相关知识影片动画——自花传粉、向日葵的花序、异花传粉来说明孟德尔的杂交实验。

三、学情分析

1．学生已学习有关花传粉的知识，因此在介绍孟德尔的杂交试验，学生容易理解和把握，有对该实验的认知能力基础。同时，通过现代很多媒体，如报纸、杂志、电视、电影，个别学生也对一些基因、遗传、染色体甚至是现代生物技术——基因工程有一定的认知基础，但大部分学生还是没有这方面的知识。

2．由于没有学习过关于染色体、减数分裂的内容，学生对基因的认识并不全面，没有细胞学的相关知识作为铺垫，马上要学生理解基因的分离定律有一定的难度，所以最好顺着孟德尔的假说，以遗传因子的形式出现较好，便于学生理解，等以后学习了基因和染色体的关系，基因的本质后再作说明。

3．学生在该节学习中，会相互之间进行讨论，通过看书、识图、再结合教师的多媒体课件，听取教师的讲解，积极地进行思考，从而达到学习新知识、掌握新知识的目标。

四、教学目标

1．知识目标

(1)孟德尔研究性状遗传的材料和方法(A:知道)。

(2)相对性状、显性性状、隐性性状、纯合子、杂合子的概念(C:理解)。

(3)一对相对性状的遗传实验及解释(C:理解)。

(4)测交法证明分离现象解释的正确性(C:理解)。

(5)分离定律的内容 (D: 理解)。

2．能力目标

(1)通过从遗传现象上升为对分离定律的认识，从分离定律到实践的应用，训练学生演绎、归纳的思维能力。

(2)通过实验课的教学，使学生将概率问题与遗传因子的分离和生物性状之间的数量关系建立联系，培养归纳联系总结的能力。（关于试验课程，局限于教学条件，可一通过观看实验录像来完成）

(3)通过遗传习题的反馈巩固，使学生掌握应用分离定律解答遗传问题的技能技巧。

3．情感目标

(1)通过对孟德尔实验研究的学习，树立实践出真知的观念，使学生了解科学研究的方法、严谨的科学态度以及不懈努力的科学精神。

(2)树立创新的思想意识，追求新知。

五、重点难点

1．重点

(1)对分离现象的解释。

(2)分离定律的内容。

2．难点

对分离现象的解释

六、教学策略与手段

采用举例、挂图、投影或是多媒体课件等进行教学，联系所学知识，演绎归纳本节知识，应用遗传定律解题——典型引路，讲清思维方法，设计教学情景让学生多动脑，也可以让学生进行讨论，教师适当地归纳，从而掌握重难点内容。

七、课前准备

1. 学生的学习准备

学生对本部分内容先做好预习工作。

2. 教师的教学准备

指导学生预习教材，并结合实际培养学生本课的学习兴趣，精心备好本堂课。教学用实验录像。

3. 教学用具的设计和准备

（1）人工异花传粉示意图；

（2）豌豆各种相对性状挂图；

（3）对分离现象解释示意图；

（4）投影仪；

（5）多媒体课件。

八、课时安排

2课时

九、教学过程

第一课时

 [引言]大家知道生物的性状是受什么控制吗？譬如，拿人来说，个子有高有矮，有胖有瘦。教师可以打出幻灯片出示明星姚明的照片和普通人照片。

学生比较两者高矮。然后学生进行讨论，最后得出结论：受遗传物质和后天营养条件的影响。

教师给予肯定，然后引出我们今天所学的主要是关于性状和遗传物质之间的关系，以及其中包含的规律问题。

[教师]指导学生看P2的问题探讨

[学生]阅读后各抒己见，有的认为融合遗传正确，白牡丹和红牡丹杂交子代为粉色；有的认为错误，可能是红色也可能是白色；还有的认为是红白夹杂的花斑的……

[教师]对学生的积极回答和参与给予肯定。

先了解孟德尔简历：[教师]出示孟德尔的照片，介绍生平。

孟德尔是奥国人，自小喜爱自然科学，曾经由于家境贫寒进修道院做修道士，1851年到维也纳大学进修自然科学和数学。回到修道院后，他先后用豌豆、菜豆、玉米、草莓等作试验，其中最为著名和成功的就是豌豆杂交试验。后来他运用统计学的知识以及他严谨的科学态度，大胆创新，创作了论文——《植物杂交试验》，成为遗传学的奠基人。

（一）为什么用豌豆做遗传实验容易取得成功？

[教师]大屏幕出示豌豆花剖面

[学生]阅读、讨论后回答：采用杂交的研究方法，豌豆作为试验材料，它在自然条件下是自花传粉，而且是严格闭花传粉的植物，因此能避免外来花粉的干扰，同时它又在自然条件下一般都是纯种，作杂交试验比较可靠，又容易分析。

接下来，我们就来学习他的豌豆杂交试验，大家通过阅读课文后，试回答：

纯系亲本的杂交技术怎样进行?

[学生]讨论，回答，杂交试验过程为：去雄、套袋、授粉。

教师适当点拨，介绍两性花的结构，并播放初中已学习的关于自花传粉、向日葵的花序、异花传粉的flash影片。最后播放孟德尔杂交试验的基本步骤，强调杂交试验的过程——三部曲，去雄（除去未成熟花的全部雄蕊）—套袋（给去雄的花套上纸袋，等待另一株成熟的花粉）—授粉（取另一株花粉，授到去雄的柱头上）。（强调各项实验技术的应用及其目的）

接着教师通过已讲解杂交过程来说明父本母本的概念，指导学生分别用♂和♀表示。（强调父本、母本的含义及其功能）

教师最后强调:孟德尔在试验中发现豌豆一些品种之间具有易于区分的、稳定的性状，如茎的高与矮、种子形状的圆粒与皱粒。从而引出相对性状的概念。

学生阅读教材并讨论，最后归纳理解相对性状要从三点出发:

(1)同种生物； (2)同一性状； (3)不同表现类型。

教师出示:豌豆相对性状的挂图。

学生观察后得出:不同品种的豌豆同时具有多对相对性状。

[教师] 孟德尔选择具有易于区分的相对性状的植株做杂交实验，结果容易观察分析。这也是孟德尔选择豌豆做杂交实验材料的原因之一。

提问:在人体上存在哪些相对性状?

答：有耳垂和无耳垂，单眼皮和双眼皮，直发和卷发……

再提问:孟德尔开始是否对图示中所有相对性状同时分析呢?

学生回答:否。

[教师]：孟德尔先研究一对相对性状便于分析，没有同时研究多对相对性状，从简单到复杂的分析问题的方法促使孟德尔走向了成功。

（二）一对相对性状的杂交实验

[学生]阅读教材P4～5。

[教师]出示挂图:高茎豌豆和矮茎豌豆的杂交试验。

讲述:用纯种的高茎豌豆和纯种的矮茎豌豆作亲本进行杂交。无论正交还是反交，杂交后的第一代(简称子一代，用F1表示)总是高茎的。

提问:子一代为什么全是高茎而没有矮茎的呢?

[学生]回答

[教师]鼓励、肯定，错误的留着下面分析。

讲述: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既有高茎也有矮茎。

提问:子二代出现的两种性状，能提示我们什么?

学生回答:矮茎性状在子一代中并没有消失，只是没有表现出来。

教师讲述: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。

同时孟德尔对子二代两性状的株数进行了统计分析，在子二代豌豆植株中，高茎与矮茎的数量比接近3∶l。

[提问]这是一种偶然还是豌豆其他对相对性状也是如此呢？其中有没有一定的规律所在呢？

带着这个问题，学生看教师出示的孟德尔做的豌豆其他相对性状的杂交试验的结果投影。学生观察、比较，发现杂交子二代都出现了性状分离现象，且显性性状与隐性性状的数量比接近3∶1，得出该现象不是偶然，具有规律性。那到底什么原因呢？——承上启下。

[总结] 这节课要重点掌握孟德尔为什么选择豌豆作为杂交实验的材料，孟德尔的一对相对性状的杂交实验怎么做的，理解相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离等概念，掌握子二代的性状分离。

 

第二课时

[引言]上节课我们学习了孟德尔的一对相对性状的杂交实验。知道了什么是相对性状、显性性状、隐性性状及性状分离。那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。如何将这些在试验中得出的结果用一套理论来解释呢?这就是我们今天将要学习和研究的内容。

（一）   对分离现象的解释

[提问]:根据我们上节课学习的内容，大家觉得融合理论在豌豆花色遗传中对吗？

[回答]:不对。

[学生活动]:阅读教材P5。

[教师讲述]:孟德尔摒弃了前人的融合遗传的观点，大胆创新、推理，认为：

①     生物的性状是由遗传因子控制的。显性性状由显性遗传因子控制，用大写字母表示，如高茎用D表示，隐性性状是由隐性遗传因子控制，如矮茎用小写字母d表示。

②     假设在生物的体细胞中，控制性状的遗传因子是成对存在的。即纯种的高茎豌豆的体细胞中有成对的遗传因子DD。由于F1自交后代中出现了隐性性状，，所以在F1体细胞中必含隐性遗传因子；而F1表现为显性性状，因此F1的体细胞遗传因子为Dd。

接着，说明以下概念：纯合子、杂合子。

[学生]理解纯合子和杂合子特点。

③生物在产生配子时，成对遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子。

④受精时，雌雄配子两两随机结合。

[注]教师边说明边在黑板上写出示意图让学生观察。

相关教育：科学需要我们不迷信权威，敢于开拓创新。在孟德尔提出这一假说时，生物学界还没有认识到配子形成和受精过程染色体的变化。因此他能勇敢地提出假说，认为在体细胞中遗传因子成对存在，配子中单个存在，是超越自己时代的一种非凡设想，令人钦佩。

[设计学生活动]：按照孟德尔的假说，解释了为什么F1总是显性一种性状，那么我们也顺着他的思路尝试着作图说明一下为什么F2总是出现3：1的性状分离。

[学生]模仿教师的板书，根据自己的理解进行作图，教师看学生的作图情况，选学生进行回答说明。

[教师]对学生的正确回答给予肯定，对不完整的回答给予补充，对错误的回答给予纠正。把正确学生的作图投影在大屏幕上，进行有的放矢地说明，并做好板书。

教师播放实验录像，并根据内容与学生做相关的问答。

录像中：讲台上，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。

从桶中抽取小球。第一次从甲桶中取出D，从乙桶中取出d，结合为Dd，做好记录。第二次抓取组合为dd，第三次组合为Dd，第四次……，第10次为Dd。

提问:随机抓取10次，请同学们统计结果，是否出现三种组合，且遗传因子组合比是否为1∶2∶1?

回答:不是。

提问:如果连续抓取100次或更多次，情况又会怎样呢?

学生回答:会越来越接近1∶2∶1。

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株能得出这一结论吗？学生交流回答。

同时，通过这一实验，我们想到由于在受精时，雌雄配子随机结合，F2便可产生三种遗传因子组合:DD、Dd、dd，且它们的数量比为1∶2∶1。F2的性状表现有两种类型，高茎和矮茎，且数量比为3∶1，从而证明孟德尔的假设推论是成立的。

（二）对分离现象解释的验证

[教师]介绍假说——演绎法 

[学生]阅读孟德尔如何用假说——演绎法证明他的假说。

[教师]孟德尔为了验证他对分离现象的解释是否正确的，又设计了另一个试验---测交试验。测交就是让F1与隐性纯合子杂交。

[学生活动]:上黑板写出测交的遗传图解。

教师讲述:孟德尔所做的测交试验结果，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到了不同的配子中独立地遗传给后代。本世纪初，遗传学家通过大量的试验，证实了遗传因子位于染色体上，就是我们现在所熟悉的基因，它们在形成配子时的确如孟德尔所说会有分离现象，因而证明孟德尔的理论的正确性。

（三）分离定律

[学生]熟悉教材P7关于分离定律内容

[教师概述]在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子是成对存在，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。

十、知识结构

第一节  孟德尔的豌豆杂交实验（一）

一、用豌豆做遗传实验容易成功的原因

a.     自花传粉而且是严格的闭花传粉，能避免外来花粉干扰

b.     自然条件下都是纯种，做杂交实验结果可靠

c.     具有易于区分的相对性状的植株做杂交实验，结果容易观察分析

1.一对相对性状的杂交实验

2.对分离现象的解释：P5四个要点                                                                                                        

二    3.对分离现象解释的验证：测交—— F1与隐性纯合子杂交

4.分离定律

十一、作业设计

第一课时

1.下列各组中属于相对性状的的是 （  D  ）

A.桃树的红花和绿叶     B.羊的卷毛与牛的黄毛

C.狗的细毛与黑毛       D.人的有耳垂和无耳垂

2．玉米高秆对矮秆为显性。矮秆玉米用生长素处理后长成高秆，使其自交得到F1植株是（ B ）

A.高矮之比是1∶1        B.全是矮秆  

C.高矮之比是3∶1        D.全是高秆

第二课时

3．一对双眼皮的夫妇一共生了四个孩子，三个单眼皮和一个双眼皮，对这种现象最好的解释是（  C  ）

A.3∶1符合分离定律                          B.该遗传不符合分离定律

C.这对夫妇每胎都有出现单眼皮的可能性        D.单眼皮和双眼皮发生了融合

4.P7的实验设计程序该是如何？

 [问题讨论]

1.     本节课设计时，第二课时的时间比较紧张，所以也可以设计3课时，其中模拟实验可以与P7的“技能训练”整合起来设计一课时，可作为对分离的定律的总结进行模拟实验，然后作为拓展进行P7的“实验程序设计”，培养学生的应用能力，这样学生做模拟实验的时间也很充裕，而设计成两个课时，P7的“设计实验程序”只能作为习题来让学生参与了。也可以将分离现象的解释提到第一课时去说明，那样的话第一课时内容就比较多，需要教师准确地把握时间。

2.     本节课中孟德尔为了解释实验结果所作的假说是很关键的，所以如果时间宽裕的话，可以以问题的形式，引发学生思考、探索，引导学生尝试提出假说，既培养了学生的思维能力，又能达到更好的教学目标，因为学生自己思考后所形成的记忆要比简单的机械记忆好得多。