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視頻標簽：孟德爾,豌豆雜交實驗
所屬欄目：高中生物優(yōu)質課視頻
視頻課題：人教版必修二第一章第一節(jié)《孟德爾豌豆雜交實驗一》蘇州
教學設計、課堂實錄及教案：人教版必修二第一章第一節(jié)《孟德爾豌豆雜交實驗一》蘇州大學附屬中學
孟德爾的豌豆雜交實驗（一）
【教材分析】
“孟德爾的豌豆雜交實驗（一）”是人教版高中生物教材《遺傳與進化》第1章第1節(jié)的內容，本節(jié)作為“遺傳與進化”模塊的開篇，引導學生探索遺傳的奧秘。由于是開篇，有很多瑣碎的概念、專業(yè)名詞等需要交代。教材就以孟德爾的探索歷程為主線，把這些內容都串起來了。但是如何合理的安排，將這些零散的基本概念和專業(yè)名詞適時的介紹給學生，是需要大動腦筋的。另外，教材中突出科學史和科學研究方法的教育，教師在教學過程中，需要想辦法提煉隱含在本節(jié)教學中的科學研究方法，于無聲處讓學生了解生物學研究的基本方法。讓學生體會科學研究的過程始于發(fā)現(xiàn)問題，止于解決問題和得出結論，科學研究中如果假說不成立，則重新提出假說。為了加深學生對遺傳因子的分離和配子隨機結合和數(shù)量關系的理解，體驗孟德爾的假說，教材安排了模擬實驗，通過模擬實驗，讓學生充分體驗假說的正確性。
【學情分析】
生物性狀隨處可見，關于遺傳的諺語也很多，比如老鼠生的兒子會打洞。在此基礎上，學生很容易理解孟德爾豌豆雜交實驗中后代的性狀表現(xiàn)。另外，學生初中學習過的知識，對本節(jié)的學習也有一定程度的影響。比如學生在初中初步解決了基因與生物個體性狀的關系為；學習了顯性基因和隱性基因，顯性性狀和隱性性狀等知識，初步解決了相對性狀和成對的基因之間的關系問題。另外，學生的數(shù)學知識，特別是二項式冪的展開式知識，也是學習本章內容不可缺少的基礎。學生經過一學期的生物學學習，具備了一定的生物學知識基礎，實驗設計能力、分析能力也有了一定程度的提高。
【教學目標】
1.知識目標
（1）闡明孟德爾的一對相對性狀的雜交實驗及分離定律。 （2）分析孟德爾遺傳實驗的科學方法。 2.能力目標
（1）通過小組合作探究，培養(yǎng)小組精神和團結協(xié)作的能力。
（2）通過閱讀資料、圖片和觀看視頻，培養(yǎng)觀察能力以及搜集和處理信息的能力，提高邏輯推理的能力。
（3）體驗孟德爾遺傳實驗的科學方法和創(chuàng)新思維。
（4）嘗試進行實驗設計。 3.情感、態(tài)度、價值觀目標 （1）小組合作，交流討論。
（2）積極參與設計實驗，體驗科學研究的一般方法。
（3）在探究過程中，形成樂于學習生物科學的態(tài)度，初步養(yǎng)成質疑、求實、創(chuàng)新及用于實踐的科學精神和科學態(tài)度。
【教學重點、難點】
1．教學重點：
（1）對分離現(xiàn)象的解釋，闡明分離定律。
（2）以孟德爾的遺傳實驗為素材進行科學方法教育。 （3）運用分離定律解釋一些遺傳現(xiàn)象。 2．教學難點：
（1）對分離現(xiàn)象的解釋。 （2）假說法。【教學過程】
步驟 教師引導行為
學生主體行為
目標說明 情景導入，介紹性狀概念
先和大家做個小游戲，考眼力，請仔細觀察視頻中有哪幾種動物出現(xiàn)？ 我們之所以能快速的分辨這些動物，是因為我們了解這些動物的典型特征，我們把生物的形態(tài)、結構、生理特征稱之為——性狀。
觀看視頻。 ——9種。 調動學生學習興趣
圖片展示，介紹相對性狀概念 自然界的每種生物都有很多的性狀。我們無時無刻不在感知著、欣賞著、比較著。 比如這張照片，最吸引你眼球的是什么性狀？真是沒有比較就沒有傷害。 如果我們拿姚明與長頸鹿比身高，你
覺得有沒有意義？
如果我們拿姚明2米26的身高她近
觀看圖片，理解相對性狀的概念。
——最萌身高差。 ——沒有。
總結：我們通常研究的是同種生物的性狀。
創(chuàng)設問題情境，引導學生聯(lián)想和思考
性狀分離比之后的再實驗：收集F2的種子獨立播種成行，觀察F3的性狀。
引導學生思考孟德爾對性狀分離現(xiàn)象的解釋：完全平方公式；做出遺傳因子是成對存在的猜想。
積極討論思考如何用數(shù)學方法解釋性狀分離現(xiàn)象。說出在形成后代的過程中，成對的遺傳因子分離后，又會隨機結合。
模擬實驗。
小組討論模擬實驗的相關問題后，展開模擬實驗。
統(tǒng)計數(shù)據(jù)，查看模擬實驗結果。 實驗分析。
結語。 感悟。
生物學方法論五：假說方法。
積極討論思考F3的性狀表現(xiàn)，揭示了F2背后的哪些真相。
生物學方法論總結。
300斤的體重做比較，你覺得有沒有意義？ 請你們來說說什么叫相對性狀？ 比如身高的高和矮，體重的重和輕。 請你們小組討論：你還能舉出哪些相對性狀的例子？
——沒有。 總結：我們通常研究
的是同一種性狀。 總結：我們就把同一種生物的同一種性狀的不同表現(xiàn)類型，叫做相對性
狀。
小組討論：單眼皮、雙眼皮；拇指彎曲是否超過30度等。
引導學生
積極思考，從生活經驗中提取信息的能力 生物學方法論一：觀察法 非常棒，看來大家在生活中都是非常善于觀察的。你知道嗎？觀察法是生物學研究的基本方法之一。希望大家能繼續(xù)保持這種善于觀察的良好習慣，去發(fā)現(xiàn)、感知這個美好的世界。
感受體驗。
激勵學生在日常學習中要多觀察
介紹孟德爾
科學家們也正是通過觀察生物親代和子代之間的一對對相對性狀，揭示了一個個的遺傳規(guī)律。提到遺傳規(guī)律，我要考考大家，遺傳學的奠基人是哪位科學家？
我們可以用四句話來概括孟德爾的功績。
孟德爾的研究成功的重要原因之一，是他選擇了一種合適的生物展開研究，是什么生物呢？
這是幾年前我在上海科技館拍攝的豌豆模型，這是豌豆植株，這是？
這些模型就是用來介紹我們今天要學習內容的。讓我記憶猶新的是，當時有一對母女，媽媽被年幼的女兒問的啞口無言。希望學習了今天的內容之后，多年后的你遇到先攻的情境時，能夠應答自如。
——孟德爾。
——豌豆。
——種子。
實例說明，讓學生重視生物學基礎知識的學習，意識到努力提高自身的生物學素養(yǎng)，是對公民的基本要求
豌豆適合作為豌豆究竟有哪些特點，使得它適合用來做遺傳學研究的材料呢？
請大家打開課本第2頁到第3頁，小
鍛煉學生快速提取信息的能
遺傳學研究材料的原因
組討論完成活動清單上的 [自主學習]內容。最后我會請各小組派代表，匯報你們討論的結果。
我們把自花傳粉的交配方式叫做自
交。
孟德爾經過仔細觀察，從34個豌豆品種中選擇了7對相對性狀進行實驗。
閱讀課本第2頁到第3頁。
小組討論完成活動清單上的 [自主學習]內容。
匯報內容：豌豆——自花傳粉、閉花受粉，自然條件下一般都是純種（即高莖的后代都是高莖） 另外，豌豆還有易于區(qū)分的相對性狀。比如高莖和矮莖這對相對性狀。 力
鍛煉學生的語言表
達能力
認識到科
學研究要
經歷從特
殊到一般的過程 孟德爾雜交實驗
這節(jié)課，我們就以豌豆的高莖和矮莖為例來學習孟德爾的豌豆雜交實驗。 依據(jù)豌豆自花傳粉的特點，請你推測在自然狀態(tài)下，這株高莖豌豆的后代表現(xiàn)為什么性狀？它的后代呢？
這樣持續(xù)下去，子代和親代比，性狀并沒有改變，如何規(guī)律遺傳，怎么辦？
——高莖。后代也還是高莖。
——設計實驗呀。
提高分析能力，認識到科學研究是靠實驗開路的
生物學方法論二：實驗法 實驗能人為的控制、干預研究對象，揭示隱藏的奧秘。
孟德爾就巧妙的設計了人工異化傳粉的實驗。
感悟 認識到實驗法是生物學研究的基本方法 異化傳粉過程
請大家參考課本第3頁圖1—2，小組討論異化傳粉的過程，完成活動清單上的[合作探究]。
匯報前先說明一下，我們把異化傳粉的交配方式稱為雜交。
去雄是在什么時期，傳粉時在什么時期。？
為什么要套袋？
閱讀課本第3頁圖1—2，
小組討論。
介紹異化傳粉的基本步驟。
去雄→套袋→傳粉→套袋
——未成熟時。 ——成熟時。
——防止外來花粉的干擾 鍛煉交流合作、提取信息的能力
提高分析
推理能力
高莖和矮莖為例介了解了基本方法，我們來看一下具體實施過程，孟德爾讓高莖豌豆和矮莖豌豆雜交，那么高莖和矮莖在前后代中充當?shù)慕巧?mdash;—親本：P。
狀由什么控制？
由于相對性狀有顯性和隱性兩種，孟德爾就猜測遺傳因子也有兩種。孟德爾選擇用大寫字母比如D表示顯性遺傳因子，它應該控制顯性性狀；用相應的小寫字母比如d表示隱性遺傳因子，
它應該控制隱性性狀。 這兩種遺傳因子是如何遺傳給后代并且控制生物性狀的呢？小組討論：孟德爾的觀念和當時盛行的觀念有什么不同？
——當時盛行的觀念是：
混合遺傳。
——孟德爾全新的觀念是：獨立遺傳/顆粒遺傳。 生物學方法論三：物理化學法
孟德爾這個全新觀念的產生，正是受了化學家道爾頓原子學說的影響，說物理化學方法也經常會被用到生物學研究中來。
感悟
認識到物理化學方法，也可以應用到生物學研究中來，引導學生學會跨學科思考問題 孟德爾對性狀分離現(xiàn)象的進一步解釋
孟德爾在這種全新的觀念的引導下，進一步對F2進行了研究，他發(fā)現(xiàn)在F2 ——1000株左右的豌豆中，787株是高莖，277株是矮莖，比例約為3:1，那么3:1的性狀分離比究竟是偶然還是必然呢？ 孟德爾還對豌豆的其他6對相對性狀進行了雜交實驗，得到了這樣的結果，那么你說3：1是必然的還是偶然的。
并且我們比較后發(fā)現(xiàn)，這兩組數(shù)據(jù)最接近3:1。請你觀察一下這些數(shù)據(jù)，分析為什么這兩組最接近？
——3：1是必然的
——數(shù)量多
認識到統(tǒng)計學方法在此處的應用
科學研究要從特殊到一般
生物學方法論四：數(shù)學方法 數(shù)據(jù)越大越接近3:1，其實這一次，孟德爾又將數(shù)學的統(tǒng)計學方法引入到他的研究中來了。
認識到數(shù)學方法是科學研究的基本方法，數(shù)學是一門工具學科 孟德爾對
這樣看來3:1的性狀分離比不是偶然現(xiàn)象，3:1的背后，又隱藏著什么樣的秘
性狀分離現(xiàn)象的進一步解釋
密呢？怎么辦？
孟德爾讓F2代所有的矮莖豌豆自交，收集每株矮莖豌豆的種子，單獨播種成行，他發(fā)現(xiàn)矮莖豌豆的后代全為矮莖，這說明什么？
在這里我們觀察的是F3代的性狀，但是揭示的卻是哪一代的奧秘？
那么高莖豌豆又如何呢？孟德爾讓F2所有的高莖豌豆自交，收集每株高莖豌豆的種子也就是F3，單獨播種成行，結果如何呢？
在孟德爾所研究的100株F2高莖豌豆中，他發(fā)現(xiàn)，有28株是純種高莖，有72株是雜種高莖，比例約為1:2。
這個比例又是偶然還是必然呢？ 怎么辦？
孟德爾又對豌豆的其他6對相對性狀進行了雜交實驗，得到了這樣的結果。
F2代所出現(xiàn)的1：2: 1的比例，究竟又該如何去解釋呢？
——做實驗。
——F2代的矮莖豌豆都是純種。
——F2代的高莖豌豆有些是純種，有些是雜種。
——F2代的高莖豌豆中純種和雜種的比是1：2。
——對其他6對相對性狀進行實驗。
——1:2的比例不是偶然，在F2代3:1的性狀分離比背后，隱藏著一個真正的比例是1 : 2：1，其中這1份是高莖純種，2份是高莖雜種，1份是矮莖純種。
認識到實
驗在科學研究中的重要性
提升邏輯推理能力
由特殊到一般 孟德爾對性狀分離現(xiàn)象的進一步解釋
孟德爾的數(shù)學造詣真的是非常的深，他再次將數(shù)學方法引入到了生物學研究中來，我知道你們的數(shù)學也很厲害，你們也可能想到的„„1：2：1？
你們真是太厲害了。
我們來看看孟德爾是如何將這個公式和他的雜交實驗關聯(lián)起來的？
1:2:1在哪里？ [變形1] [變形2] 1:2:1是哪一代的比例？ DD控制的性狀是？ Dd呢？
也就是當顯性遺傳因子和隱性遺傳因子在一起的時候，聽誰的？
dd呢？
高莖和矮莖的性狀分離比是——3：1，高莖中純和雜的比1：2，矮莖都是純，這和剛才的實驗也吻合的。
孟德爾做出這樣的解釋，他認為體細胞內的遺傳因子有幾個？
——成對存在的。按照這個推測，那
——完全平方公式
——F2代。 ——高莖。 ——高莖
——顯性遺傳因子
——矮莖矮
——2個
小組討論。
引導學生嘗試也用自己所學的數(shù)學知識解釋生物學問題
培養(yǎng)學生的邏輯推理能力
么F1的遺傳因子組成也可以變形成Dd。那么這樣的F1，是如何產生F2的呢？比如：如何產生DD？請你們小組討論一下。 也就是說成對的遺傳因子先要分離——遺傳因子分離。
之后還要結合。能出現(xiàn)這三種1：2：1的遺傳因子組成，說明他們之間的結合是隨機的。
——成對的遺傳因子傳遞給下一代時只傳遞一個，隨后還要再結合。
培養(yǎng)學生
的邏輯推理、表達能力
生物學方法論五：假說方法
至此，孟德爾對性狀分離現(xiàn)象已經做
出了最好的解釋。在當時那個根本不知道遺傳因子是什么的時代，這些解釋都是他跨越時空的猜想，我們把他的解釋稱之為假說。孟德爾認為遺傳因子的分離發(fā)生在
形成配子過程中，隨機結合發(fā)生在受精過程中。
訓練學生的思辨能力
模擬
實驗
接下來我們還可以通過模擬實驗，來體驗一下孟德爾的假說。
請小組討論這3個問題： 小桶分別模擬的是什么？ 小球內的彩球代表什么？
除了顏色，你還關注了小球哪些方面的特征？
觀察員、抓球員、搖桶員、記錄員的操作順序及任務。
補充一點，記錄員還需要到我的電腦中來錄入數(shù)據(jù)。
好，都清楚了，我們開始進行實驗，看哪一組模擬的次數(shù)先達到50次，就上
小組討論
——雌雄生殖器官。 ——兩種顏色的小球代表配子，分別代表的是D、d兩種遺傳因子。
——數(shù)量，每個小桶內有兩種顏色為1：1的小球。 ——搖桶員——抓球員(小球放回去)——觀察員——記錄員（以正字記錄）。
模擬實驗。 統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
培養(yǎng)學生的分析能力 來計數(shù)。
值得一提的是，我們的模擬實驗進行的很開，不到3分鐘我們就收集到了這么多組數(shù)據(jù)。但是孟德爾的實驗一做就是八年，一種就是上千株豌豆。所以科學研究是一份漫長、艱辛又要耐得住寂寞的工作。
請問我們剛才的模擬實驗模擬的是什么過程？
實驗中某抓球員沒有及時將小球放回小桶，請問對實驗結果有什么影響，為什么？
——雌雄配子的隨機結合過程。
——因為不能產生1：1的兩種配子了。
體驗孟德爾假說的正確性。
深刻體會科學研究的艱辛。
歸納總結假說內容 我們通過模擬實驗體驗了孟德爾的假說，接下來請大家根據(jù)今天所學的內容完成活動清單中的歸納總結部分。 學生自行完成。
培養(yǎng)學生內化知識的能力 結語
通過總結，我們對孟德爾的假說有了更深刻的認識，孟德爾這個跨越時空的猜想，用到了生物學研究中的眾多方法，是把數(shù)學、物理、化學知識和方法融進生物理論的結晶。猜想有一天總會被證實，而他的工作，卻永遠在繼。，
科學探究永無止境，未來還有無限可能，未來靠誰？
——我們
激勵學生認識到科學研究的重要性，勇于承擔社會責任
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