《遗传因子的发现》教学设计方案

《遗传因子的发现》教学设计方案南昌江西师范大学附属中学（330046）解耀国《遗传因子的发现》选自人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书生物学科必修第二册第1章第1节和第2节，授课学段为高一年级。一、教学目标：知识方面： 1、分析体会孟德尔遗传实验的科学方法； 2、阐明分离定律； 3、阐明自由组合定律。情感态度与价值观方面：1、体会科学的人文魅力； 2、体会科学之美。能力方面：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。二、教学重点1．阐明分离定律；2、阐明自由组合定律。三、教学难点1．分析体会孟德尔遗传实验的科学方法；2．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。四、教学思路、教学内容、教学方法、教学手段、教学设计理念《普通高中生物课程标准》倡导探究性学习，力图改变学生的学习方式，引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力等，突出创新精神和实践能力的培养。生物必修课本第二册遗传部分以遗传科学发现史为编排教材的依据，本课题为起始课，能否上好对学生高中遗传的学习具有比较大的影响。基于以上新课标的理念和该课题在教材中的地位，在进行教学设计时，教法采用“创设恰当情境，学生主动探究，教师衔接引导”的探究性教学模式。这种教学模式极大地激发了学生的学习兴趣和学习热情，课堂上主要以学生讨论、师生互动为主，在递进式的观察思考、讨论交流、动手实验中轻松掌握重点和难点，达成教学的三维目标。五、组织形式在教室组织教学，以分组讨论的形式。六、教学步骤学生活动教师的组织和引导教学意图学生的回答五花八门，主要为：1、滴血验亲，看是否融合（通俗电视剧得到的方法）2、DNA检测学生多从表面出发，认为第一对父母的孩子为O型，第二对父母的孩子为B型，因为“父母中有一个和婴儿血型相同，遗传的”（一）实际情境问题引入：一所医院的妇产科护士不小心把两个婴儿床的牌子挂错了，如果这护士不知道挂错了，那将来肯定是一场人间悲剧，还好，她知道挂错了，请问她该怎么办呢？分析1：滴血看是否融合的方法显然是不对的，首先，任何两个人的血放到一起凝固之后肯定是融合到一起的，其次在加入防凝固剂保证血液不凝固的情况下，看是否融合也不对，因为从来就是没有说父母的血液一定可以输给子女或者子女的血液就一定可以输给父母。分析2：DNA检测当然可以，但估计这是大家从传媒上获得一个名词，不怎么了解。DNA检测麻烦一些，其实往往血型检测就可以了。我们来看血型检测的结果：两个婴儿分别是O型和B型第一对父母分别是AB型和O型第二对父母分别是A型和B型请问你猜哪对父母对应相应的婴儿呢？老师来给大家讲一下正确的分析过程，由于大家还没学遗传的知识，可能有点听不懂，但这没关系，学完后面几节课大家就全懂啦！主要是从学生熟悉的感兴趣的情境问题引入，激发学生听课的兴趣，同时顺带完成了①教导学生做事要细心；②纠正学生从影视剧获得的非科学观点。问题分析到这份上，不能因为学生没学就不讲，学生有的听得懂，有的听不懂，不管怎样模糊的懂与不懂对学生来讲都是一个兴趣激发。另外学生可以边听边回顾一下，减数分裂和受精作用的知识。学生用自己的手检验自己的相对性状的类型，兴致很高。学生对色盲症、白化病、兔唇很了解，有同学立即提到了“嫣然基金”（二）简介相对性状（同一种性状的不同表现类型）其实性状是大家最熟悉的东西，比如一些同学习惯用右手，另外一些同学习惯用左手，有些同学是双眼皮而另外一些同学是单眼皮。再比如大家天天在用的手，其实同学之间有很多细微的不同：以上的相对性状没有好与坏的差别，但下面的一些相对性状就有好坏的差别了，这种“坏”我们往往称之为疾病。讲述血友病的发现史学生可以自己观察自己，并且可以对比他人，兴趣激发的效果比较明显以科学史实激发学生兴趣学生思考后的回答是：调查后再统计结合课本图理解豌豆做实验材料的好处，明白人工异花传粉可以获得杂交后代学生多数答：中等高度学生马上就问：为什么矮茎亲本的性状在F1不表现？学生思考良久回答不出，此问题对学生过难。倾听老师的讲解，加以理解体会同学们围绕问题进行短暂的讨论，然后回答。此问题对学生过难。边听讲边思考，边推理边理解。学生很兴奋的分析具体到自己的情况。（三）孟德尔的豌豆杂交实验那么，这些性状的遗传到底有什么规律，应该怎么来研究呢？同学们能想到调查尤其是能想到统计已经非常不错了，但调查总让人隔了一层的感觉，科学往往喜欢直截了当，所以生物学家用的是实验的方法。介绍孟生平着重突出几点：1.靠妹妹的嫁妆才得以完成在大学的二年进修2.两次参加正式老师资格考试均未过关，一直是代课老师3.豌豆杂交实验持续了8年，此外还进行了别的植物杂交实验有诗云：八年耕耘源于对科学的痴迷；一畦畦豌豆蕴藏遗传的秘密。实验设计开辟了研究的新路；数学统计揭示出遗传的规律。豌豆介绍结合课本P20图和P21图介绍豌豆花、人工异花传粉及豌豆的7对相对性状，着重讲清楚：两性花、自花传粉，闭花受粉。使学生理解豌豆在自然状态下是纯种。一对相对性状的遗传实验（边板图边提问或等学生问）（1）事实（如果要解决矮茎为什么不表现的疑问，下一步实验应该怎么做？）P 纯种高茎豌豆×（如果要解决矮茎为什么不表现的疑问，下一步实验应该怎么做？）P 纯种高茎豌豆×纯种矮茎豌豆 （♀或♂）↓（♀或♂）（大家觉得后代应该是？）F1高茎豌豆 ↓自交 F2高茎豌豆矮茎豌豆 787 277（2）分析①F2为什么又出现了矮茎呢？（在F1中隐而未消）②高茎亲本为纯种高，F1为杂种高，F2的高呢？F2的高有两种，纯种高和杂种高，这从F2后代F3可看出来，同样可知F2的矮为纯种矮。③F1的后代有两种纯种：纯高和纯矮。它们均来自于精子和卵细胞的结合，所以，F1产生：含高因子的精子＋含高因子的卵细胞→纯高含矮因子的精子＋含矮因子的卵细胞→纯矮另外：含高因子的精子＋含矮因子的卵细胞→高含矮因子的精子＋含高因子的卵细胞→高（亲代产生的F1就是这样）如果F1产生的含高因子的精子（卵细胞）和矮因子的精子（卵细胞）的机会是相等的，那么F2的高与矮之比就应约为3∶1，而787和277之比就约为3∶1给出显性性状，隐性性状、性状分离的概念同学们，通过以上的分析，你认为孟德尔会对遗传的原因提出怎样的猜想呢？（3）假说①性状由遗传因子决定决定显性性状的为显性遗传因子，用大写字母表示，如D决定隐性性状的为隐性遗传因子，用小写字母表示，如d②体细胞中遗传因子成对存在给出纯合子和杂合子的概念③形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，进入不同的配子④雌雄配子的结合是随机的（4）用假说解释已知事实P 纯种高茎×纯种矮茎 DD dd ↓ ↓配子D dF1 DdP 纯种高茎×纯种矮茎 DD dd ↓ ↓配子D dF1 Dd高茎豌豆F1 高茎豌豆×高茎豌豆DdDd↙↘↙↘配子DdDdF2DDDdDddd纯种高杂种高杂种高矮3∶1充分挖掘科学史的人文价值让学生理解生物科学实验选择材料的重要性。用通俗易懂的推理说明让学生理解孟德尔的科学思维过程。意图让学生体验孟德尔的科学思维方法。用通俗易懂的语言让学生理解测交的原因应用的例子选眼皮是为了激发兴趣讲的内容和学生密切相关是兴趣的一条捷径。埋下伏笔留下期待介绍现代科学研究中常用的一种科学方法：假说——演绎法（5）验证假说孟德尔假说的关键是：F1产生比值相等的两类配子D和d。如何证明确实如此呢？我们是看不见配子含有什么遗传因子的，但是配子一旦和别的配子结合就可以表现出性状，这是我们看得见的，很显然，“别的配子”含有的遗传因子最好是隐性遗传因子，这样才不影响我们的研究的配子含有什么遗传因子，因此我们的方法是：用隐性纯合子和F1杂交。杂交的预测结果： 杂种F1隐性纯合子 杂种F1隐性纯合子亲代Dddd↙↘↓配子Ddd↓↓后代Dddd高茎矮茎1∶1这样，看不见的含有什么遗传因子的“配子”就转换成看得见的表现为具体性状的个体。因为这种杂交可以用来测定F1的遗传因子组成，所以又叫测交，孟德尔做了这个实验，在得到的64株后代中，30株是高茎，34株是矮茎，性状的分离比接近1∶1，实验的结果与预测的结果符合。（6）结论：假说成立给出孟德尔分离定律的内容。（7）应用已知双眼皮由显性遗传因子D决定，单眼皮由隐性遗传因子d决定，分析人群中眼皮性状的所有可能。双单双单父DDDddd母双DD全双全双全双Dd全双双∶单3∶1双∶单1∶1单dd全双双∶单1∶1全单很显然，人群中双眼皮应该远多于单眼皮，同学们也可以据此分析父母为什么生下了一个双眼皮或者单眼的你。我们前面介绍的一些相对性状中，习惯用右手是由显性遗传因子决定的，两手嵌合时左手大姆指在上也是由显性遗传因子决定的，而白化病则是由隐性遗传因子决定的，至于血友病，色盲症，当然也是由隐性遗传因子决定的，不然的话，人群患病的人不是比正常人还多吗？但这两种病在男性和女性中的发病率是不同的，也就是和性别有关，这个问题我们以后详细讲。学生思考后回答：用两者杂交学生说出每一步的结果后再板图。独立思考分析。边听讲边思考，边推理边理解。思考、听讲，理解测交的作用和本质4二对相对性状的杂交实验在大自然中天然存在的豌豆就粒色和粒形来说，只有两种类型：一种是黄色圆形的，另一种是绿色皱形的。作为消费者，大多数人想买圆形的，因为饱满，同时想买绿色的，因为觉得新鲜、嫩一些，当然实际上颜色不能代表老嫩，但消费者就是这样一个心理，作为生产的农场当然就应该满足消费者的需求，能办到吗？实际上，早在150年前，孟德尔就做了这个杂交实验，当然他的目的不是为了得到绿色圆形的豌豆，而是为了研究遗传的规律，那他是怎么做的呢？（1）事实P纯种黄色圆形P纯种黄色圆形×纯种绿色皱形（♀或♂）↓（♀或♂）F1黄色圆形↓F2黄圆、黄皱、绿圆、绿皱31510110832说明黄对绿，圆对皱为显性不同对的性状发生了自由组合，四种表现型的比值约为9∶3∶3∶1，如何解释说明呢？（2）分析先分别对每一对性状单独分析：进一步对二对相对性状综合分析：（根据分离定律，成对的遗传因子形成配子时一定要分开）（Y与y分离，R与r分离，配子必需获得Y、y中的一个和R、r中的一个）（Y当然可以与R到一个配子中，y也可与r到一个配子中，因为出现过这样的配子，Y可不可以与r，y可不可以与R到一个配子中呢？试试看）PYYRR×yyrr（根据分离定律，成对的遗传因子形成配子时一定要分开）（Y与y分离，R与r分离，配子必需获得Y、y中的一个和R、r中的一个）（Y当然可以与R到一个配子中，y也可与r到一个配子中，因为出现过这样的配子，Y可不可以与r，y可不可以与R到一个配子中呢？试试看）PYYRR×yyrr↓↓配子YRyr↘↙F1YyRrF1的配子YRYryRyr雄配子雄配子YRYryRyr雌配子YR黄圆黄圆黄圆黄圆Yr黄圆绿圆黄圆绿圆yR黄圆黄圆黄皱黄皱yr黄圆绿圆黄皱绿皱不同对的性状发生了自由组合，四种表现型的比值为9∶3∶3∶1。可以比较好的解释已知事实（3）假设：不同对的遗传因子是自由组合的（4）验证：测交实验（这样，看不见的遗传因子组成就由看得见的后代表现型表现出来了）亲代YyRr×（这样，看不见的遗传因子组成就由看得见的后代表现型表现出来了）亲代YyRr×yyrr↓↓配子：YRYryRyryr↓↓↓↓↙后代：黄圆黄皱绿圆绿皱应为1∶1∶