孟德尔的豌豆在交实验(一)教学设计

1、第一章遗传因子的发现第 1 节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）教学目标 ：知识目标：1. 阐明孟德尔的一对相对性状的杂交实验及分离定律；2. 体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维；3. 运用分离定律解释一些遗传现象。能力目标：1. 运用数学统计方法和遗传学原理解释或预测一些遗传现象；2. 尝试杂交实验的设计。情感目标：认同敢于质疑、勇于创新、勇于实践，以及严谨、求实的科学态度和科学精神。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的教育；3. 运用分离定律解释一些遗传现象。教学难点 ：1. 对分离现象的解释；2、假说演绎法。教学过程 第 1课时问题

2、探讨： 课件展示1、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？2、 交流、探讨身边的生物遗传现象是否符合“融合遗传”的观点。3、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？1、组织学生交流对孟德尔的初步了解。2、课件展示孟德尔简介。讲述：结合学生的汇报，主要对孟德尔做以下简介。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

3、学方法分析遗传学问题的意识。 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。 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？为什么用豌豆做实验材料容易成功？（一）与豌豆有关的基础知识1、花的主要结构是什么？学生回顾初中知识。2、教师课件展示花的结构模式图。认识两性花、

4、单性花、自花传粉、异花传粉、闭花传粉等基础知识。（二）孟德尔豌豆杂交实验的基本方法：课件展示图片1、确定被研究的相对性状，选择好父本和母本。2、去雄：除去母本未成熟花的全部雄蕊。3、套袋：套上纸袋，以免外来花粉干扰。4、人工授粉：待雌蕊成熟时，采集另一植株的花粉，涂抹在去雄花的雌蕊柱头上。5、再次套袋：传粉后继续套袋，防止外来花粉干扰。6、详细记录杂交后代，用统计法分析结果。（三）用豌豆做实验材料的优点1、豌豆花特点：自花传粉，闭花受粉，自然状态下，一般都是纯种。实验结果容易分析而且可靠。2、豌豆植株具有易于区分的性状：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

5、区分，进行数据统计。3、子代个体数量多数学统计分析结果更可靠。4、花较大易于做杂交实验。5、豌豆生长周期短，易于栽培。一对相对性状的杂交实验（重点）1、孟德尔实验中的概念和符号（课件展示）亲本（ P）：实验中互相交配产生后代的植株或个体父本（）：提供雄配子的个体或植株母本（）：提供雌配子的个体或植株子一代（ F1）子二代（ F2）显性性状：在 F1 代中表现出来的亲本性状隐性性状：在 F1 代中没有表现出来的亲本性状显性遗传因子：控制显性性状的遗传因子。隐性遗传因子：控制隐性性状的遗传因子。杂交（×）：遗传因子组成不同的生物个体间相互交配的方式自交（ × ）：自花传粉 ,

6、同种类型相交测交：被测验的个体与隐性纯合个体间的杂交正交与反交：是相对而言的， 若甲（）×乙（）为正交，则乙（）×甲（）为反交互交：在杂交过程中，父本、母本相互交换，在遗传学上称为互交。性状分离：在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。纯合体：遗传因子组成相同的个体。杂合体：遗传因子组成不同的个体。2、一对相对性状的杂交实验（ 1）实验过程图示（课件展示）（ 2）边板图边叙述一对相对性状的遗传实验。在教师的引导下提出问题。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？如果不用数学统计的方法分析遗传结果，会发现 F2 呈现 31的数

7、量比吗？3 、F2 中现 3:1的性状分离比是偶然的吗？4 、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。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31？对分离现象的解释（重点难点）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。配子中只含有每对遗传因

8、子中的一个。遗传图解 一对相对性状杂交实验图解 （ 4）受精时，雌雄配子的结合是随机的。作业：全品导学案部分 P1-3课后反思：第 2课时设疑：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 31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。实验：性状分离比的模拟指导学生阅读实验的目的要求，明确相关的问题。目的要求：通过模拟实验， 认识和理解遗传因子的分离和配子的随机结合与性状之间的数量关系，体验孟

9、德尔的假说。在学生阅读的基础上，帮助学生明确实验原理。实验原理： 进行有性生殖的亲本在形成配子时， 成对的遗传因子发生分离； 受精时，雌雄配子又会随机结合形成合子， 因此，杂合子杂交的后代一定会发生性状分离。本实验就是通过模拟雌雄配子随机结合的过程， 来探讨杂种后代性状的分离比。实验步骤： 教材 P6注意事项：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

10、的小球放回原来的小桶内，摇匀，按步骤（ 3）重复做 50100 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。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？统计实验结果： 小组和全班分别统计 DD、Dd、dd 出现的次数，并计算出现的概率。思考： 1、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？全班总的实验结果因为统计数目更大，因而不同组合DD:Dd:dd 的比值更接近 1:2:1 。与

11、每个小组的实验结果相比，全班实验的总结果更接近预期的结果，即彩球组合类型数量比 DDDddd=121，彩球代表的显性与隐性类型的数值比为 3 1。因为实验个体数量越大，越接近统计规律。如果孟德尔当时只统计 10 株豌豆杂交的结果，则很难正确地解释性状分离现象，因为实验统计的样本数目足够多， 是孟德尔能够正确分析实验结果的前提条件之一。当对 10 株豌豆的个体做统计时，会出现较大的误差。2、将模拟实验的结果与孟德尔的杂交实验结果相比较，你认为孟德尔的假说是否合理？模拟实验的结果与孟德尔的假说是相吻合的。因为甲、乙小桶内的彩球代表孟德尔实验中的雌、 雄配子，从两个桶内分别随机抓取一个彩球进行组合，

12、实际上模拟雌、雄配子的随机组合，统计的数量也足够大，出现了31 的结果。但证明某一假说还需实验验证。实验结果： 彩球的组合有 DD、 Dd、dd 三种，其比例接近于1:2:1 。实验结论： 杂种 F1 形成配子时，成对的遗传因子发生分离，从而形成了两种比例相等的雌配子（ D）和（ d）以及两种比例相等的雄配子（ D）和（ d），雌雄配子随机结合使 F2 表现出 3:1 的性状分离比。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

13、，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？对分离现象解释的验证讲述：孟德尔的测交实验，给出测交概念。1、孟德尔的设计思路只要测定 F1 的遗传因子组成为Dd，就能说明对分离现象的解释是正确的。测交后代的性状类型和比例能真实地反映出F1 产生的配子种类和比例。2、验证方法测交（ 1）过程：让 F1 与隐性纯合子杂交。（ 2）原理：测交是利用隐性亲本与遗传因子组成未知的亲本杂交，由于隐性亲本对另一亲本无显性作用， 不会干扰另一亲本的性状表现， 这样另一亲本的遗传因子组成可通过后代的性状表现反向推知。（ 3）作用： 测定 F1 配子的种类和比例；

14、测定 F1 的遗传因子组成； 预测 F1 在形成配子时遗传因子的行为（根本目的）。学生作图： 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。 课件展示：通过课件，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。遗传图解一对相对性状测交实验图解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11。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 。课件展示（ 1）观察实验、发现问题、提

15、出问题。（ 2）通过推理和想像提出解释问题的假说。（3）根据假说进行演绎推理。（ 4）再通过实验检验演绎推理的结论（ 5）如果实验结果与预期结论相符，就证明假说正确，反之，则说明假说是错误的。3、验证结果： 孟德尔测交实验的结果与预测的结果相符合，从而证实了：（ 1） F1 是杂合子（ Dd）。（ 2） F1 产生两种类型（ D 和 d）的配子，且比例相等。（ 3） 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不同的配子中。分离定律（重点）：1、分离定律的内容： 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 。2、实质： 体细胞中成对的控制相对性状的遗传因子在形成配子时彼此分离。3、适用范围：（1）进行有性生殖的真核