高中生物浙科版遗传与进化第一章孟德尔定律第二节自由组合定律 自由组合

自由组合定律（第一课时）教学设计“提高生物科学素养”是高中生物学课程的核心理念之一，在生物学教学过程中，学生获得生物科学和技术的基本知识，学会科学探究的方法，培养分析和解决问题的能力，形成科学态度和科学价值观等，是高中生物学课程的重要任务。在高中生物学的学习内容中，孟德尔定律是培养学生科学素养的有力素材，尤其是基因的自由组合定律的教学活动，对培养学生的探究意识和创新精神，以及接受科学方法的训练有着重要作用，为了达到预期教学目标我对基因的自由组合定律（第一课时）进行了教学设计。一、学情分析本节课的授课对象是高二年级的学生，在进行了基因分离规律的学习活动，学生不仅初步掌握了基因分离规律等基础知识，也领略了孟德尔的科学思维方式，初步体验到有关知识形成的过程。因此，他们对进一步探讨基因的自由组合定律，具有浓厚的学习兴趣，而且具备了一定的探究学习的水平。但是，由于教学内容，学生理解分析能力等条件的限制，学生对比较抽象的理性知识理解需要较长的思考过程，且学习时需要的时间较长，因此，本节课的教学内容是孟德尔的两对相对性状杂交实验和现象的解释，旨在帮助学生通过对实验现象的分析，落实基础知识，为下一节课的进一步学习做好铺垫。二、教材分析基因自由组合规律是继基因分离规律的第二大遗传学规律，既以本单元第一章基因分离规律为基础，又是对基因分离规律的发展。在内容上着重阐明了基因自由组合规律的机制和实质；在方法上侧重于假说演绎科学方法的应用。学习这一规律不仅有助于学生进一步理解第一单元减数分裂过程中染色体变化的作用，为学习第二节自由组合规律在实践中应用奠定理论基础，而且为理解第四单元生物进化的内因和生物多样性的形成做了知识铺垫，起到了承前启后的作用。三、教学目标1.知识目标①通过收集、整理基因间自由组合的信息，与基因分离定律等知识建立联系，规范遗传图解的书写；②解释自由组合现象，推断自由组合规律的结果，理解基因自由组合规律的实质；2.能力目标①通过尝试用基因的观点解释两对相对性状遗传表现的过程，接受科学方法的训练，发展科学探究能力，领悟假说演绎的科学方法。。②通过本节课的学习，继续培养运用已知得出未知、发现问题和解决问题的能力。3.情感目标通过自由组合规律的演绎推理，体会科学研究的严谨性和逻辑性。四、教学重点和难点1.教学重点：理解自由组合实验过程及其结果，阐明自由组合定律。2.教学难点：自由组合现象的解释。五、方法策略虽然孟德尔研究自由组合规律的材料、方法和步骤都没有变，但研究的性状从一对增加到两对，无论配子产生种类，还是对配子组合形成后代基因型及表现型的推导分析都增加了难度，加之这一系列过程是看不见摸不着的，本课例的教学难度不小。为了完成教学目标，突出重点、突破难点，采取以下教学方法：直观教学法（通过多媒体展示，变抽象为具体、变微观为宏观）；引导发现法（利用旧有知识复习、重组，消除学生的畏难情绪并发现新的问题所在）；习题巩固法（习题训练可以及时反馈学生对知识的掌握情况，以便教师及时调整教学策略）。教学过程1、温故知新，引入课题孟德尔通过研究豌豆的遗传实验，揭示了基因的分离规律，他是通过研究豌豆的哪些性状，发现这个规律？（参考：一对相对性状，又称单因子杂交实验，各自研究了7对性状的遗传）在孟德尔所完成的豌豆的7对相对性状的杂交实验中，哪些组的子二代性状分离比例最接近3:1？为什么？能用遗传图解来解释吗？（参考：由于统计数据大，因此子叶的颜色和种子的形状这两对性状最接近3:1。每位学生选择其中一种性状画遗传图解，请2位同学板演，一起批改订正，规范遗传图解的书写）孟德尔在逐一分析了豌豆的一对相对性状的遗传规律后，这位才思敏捷的探索者又想，两对或多对相对性状在遗传过程中又是如何作用的呢？它们之间会相互干扰吗？多对相对性状的杂交结果是否也可以用分离规律来解释?为此，孟德尔开始了两对（或多对）相对性状的杂交实验的研究，几经努力，终于揭示了另一个重要遗传规律——自由组合定律。【设计意图】利用旧有知识导入新课，由简单到复杂，实现知识的迁移，既起到了复习巩固的作用，又激发了学生探究新知识的兴趣。同时，落实基础，对遗传图解的书写进行了回顾。2、实验回顾，解释现象孟德尔仍以豌豆为材料，进行了双因子杂交实验，杂交过程如图所示，哪位同学能用语言来描述下孟德尔大致的实验过程吗？——学生表达在双因子的杂交实验中，孟德尔选取了豌豆的哪两对相对性状？对于杂交实验结果你你有发现什么问题吗?(参考：两对相对性状在F2代中出现了性状的重新组合，性状是怎么样重组的？为什么F2中性状分离比是9:3:3:1？)仔细观察这张杂交实验示意图，你觉得它和我们刚才所分析的的子叶颜色和种子的形状的遗传图解有什么关系吗？如果分开看，会有什么发现？（参考：从子叶的颜色来看，其比例符合分离定律；从种子的形状来看，其比例仍然也是3:1，其遗传也遵循分离定律）【设计意图】培养学生表达能力，让学生在已有知识的基础上运用知识阐述问题，同时培养学生发现问题的能力。通过对每一对性状单独分析，我们可以知道关于子叶的颜色F2中黄色占3/4，绿色占1/4；关于种子的性状F2中圆形占3/4，皱形占1/4。如果两对相对性状的遗传是互不影响的，可以自由组合的，大家想想，F2中又要是黄色子叶同时又是圆形种子的概率有多大？绿色圆形呢？黄色皱形呢？绿色皱形呢？从概率的角度来看，我们似乎顺利解释了F2中出现9:3:3:1的现象，然而，这并不科学，孟德尔也并不是这样解释的。从遗传的角度，我们该如何解释双因子杂交实验呢？我们先一起来解释从P到F1吧，大家看看刚才我们画在黑板上的两张图解，对你有提示吗？现在的P是黄色圆形，就携带有黄色YY信息，又应该携带了圆形RR信息，因此黄色圆形的亲本基因型是YYRR，所以绿色皱形是yyrr。在黄色圆形产生的配子时中除了有颜色信息Y，还应该有形状的信息R，因此，配子是YR。同样绿色皱形的配子呢？F1的基因型呢？表现型呢？与孟德尔看到的现象一致吗？请大家从遗传学的角度自己解释一下为什么孟德尔选取了纯合的黄色圆形种子和绿色皱形种子为亲本进行杂交，子一代都是黄色圆形的种子。从遗传的角度来看，由于亲本产生了YR和yr类型的配子，因此结合后F1的基因型是YyRr,全部表现为黄色圆形。那么如何解释后F1YyRr自交后出现的现象呢？这需要我们探寻F1会产生哪些配子？大家可以尝试一下，觉得F1会不会是产生1种配子？为什么？2种呢？学生讨论，解决——F1应该会产生4种配子。是哪4种？——作业投影，释疑为什么不是Y,y,R,r。是否是YR,Yr,yR,yr这四种配子呢，我们可以看看与F2是否相符，但连线法画不了了，大家可以用什么方法？自己来统计看看吧!学生用棋盘法尝试统计，教师巡视，对没有理解的同学适时答疑。统计后，我们可以发现，这样的F2中理论上会出现4种表现型，且比例符合9:3:3:1。孟德尔也是这样认为的，但我们需要把我们的推理用语言文字组织起来成为解释来说明为什么F1自交会产生这样的F2。有谁能概括一下吗？【设计意图】与学生一起推理尝试解释F2中出现的现象，推理能力，使学生体会到之所以会出现丰富的后代是因为配子的种类引起的，引导学生从配子的角度来解释遗传现象。锻炼学生的文字组织能力和表达能力，突出重点。3、整理解释，练习巩固小结：由于F1产生配子时，每一对等位基因（如Y和y，R和r）都要分离，同时不同对的基因（如Y和R,y和r或Y和r，y和R）之间可以自由组合，且等位基因的分离和不同对基因之间的自由组合是彼此独立，互不干扰的，因此F1会产生YR、Yr、yR和yr四种配子，其比例是1:1:1:1。受精时，雌雄配子随机结合，出现了16种方式。由于基因的显隐性关系出现了4种表现型，比例是9:3：3:1。这就是F1到F2的解释。按照孟德尔这样的解释，下列个体分别能产生几种配子？是哪几种？练习投影：①YYrr②yyRr②yyRr④YyRr课后提升：AaBbCcDd能产生几种配子？【设计意图】总结归纳孟德尔的解释，