1、教學(xué)設(shè)計與案例 孟德爾的豌豆雜交實驗 青島高科園一中 付愛蘭一、教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計：遺傳現(xiàn)象在現(xiàn)實生活中無處不有，人類對遺傳現(xiàn)象的科學(xué)解釋，最早是孟德爾從豌豆雜交實驗中總結(jié)出來的，本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容是按照孟德爾的探索過程由現(xiàn)象到實質(zhì)，層層深入地展開的。本節(jié)課的知識目標(biāo)是闡明孟德爾的一對相對性狀的雜交實驗及其解釋。在情感態(tài)度與價值觀方面要認(rèn)同敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新、勇于實踐、以及嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。在能力方面會運(yùn)用數(shù)學(xué)統(tǒng)計的方法來處理實驗結(jié)果，并嘗試進(jìn)行雜交實驗的設(shè)計。本小節(jié)內(nèi)容理論性強(qiáng)，邏輯嚴(yán)密，安排有學(xué)生討論和探究活動，是發(fā)展學(xué)生科學(xué)分析問題的能力和探究能力的良好載體，因此本小節(jié)教學(xué)，應(yīng)該使

2、學(xué)生嘗試和模仿探究問題的過程和方法，促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成分析問題的科學(xué)思維的習(xí)慣。二、教學(xué)設(shè)計思路：本小節(jié)內(nèi)容理論性較強(qiáng)，前后順序邏輯嚴(yán)密，以系列的問題推進(jìn)教學(xué)進(jìn)程，以教師講解、學(xué)生討論、探究的方式處理教學(xué)內(nèi)容是可行的。我是按照一般科學(xué)的研究方法即要解決什么問題、采用什么做實驗材料、怎樣進(jìn)行實驗以及如何處理實驗數(shù)據(jù)等來設(shè)計本節(jié)課的。大致思路如下：1、通過一個小游戲引入新課。這樣既活躍了課堂氣氛，又能使學(xué)生感覺到本節(jié)課要講的內(nèi)容就存在于咱們身邊，使學(xué)生帶著濃厚的興趣進(jìn)入課堂。2、通過講解孟德爾的生平使學(xué)生了解孟德爾的科學(xué)探索的精神，并讓學(xué)生知道他在遺傳學(xué)界中的重要地位。3、展示豌豆的一些易于區(qū)分的性狀和

3、豌豆的生殖器官花來理解孟德爾為什么選用豌豆做實驗材料。4、通過一步步的探究來學(xué)習(xí)孟德爾的一對相對性狀的雜交實驗。5、通過學(xué)生分組討論和一個小資料與模擬實驗來解釋孟德爾的雜交實驗。6、用一般科學(xué)的研究方法來小結(jié)本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容。三、教學(xué)實施的程序：教學(xué)內(nèi)容教師組織與引導(dǎo)學(xué)生活動教學(xué)意圖引入新課小游戲：請大家把雙手伸出來,五指分開,然后雙手自然交叉,握緊，引導(dǎo)學(xué)生相互觀察，找出和其他的同學(xué)的異同點(diǎn)。引導(dǎo)學(xué)生回答其異同點(diǎn)。講解：其實雙手交叉拇指的位置就是人的一種性狀，也就是區(qū)別于他人的一種特征。（引出性狀的概念）并讓學(xué)生試著從人的身上找出一些性狀來。設(shè)疑:你可曾經(jīng)留意過自己的哪些性狀與爸爸相似，哪些

4、性狀與媽媽相似？引出遺傳現(xiàn)象。雙手自然交叉，握緊，并前后比較，尋找異同點(diǎn)?；卮穑河械娜穗p手交叉左手拇指在上，有的人右手拇指在上。學(xué)生傾聽，并相互討論并從身上找一些性狀，例如：人的眼皮的形狀：單眼皮和雙眼皮，有無耳垂，有無酒窩等等。學(xué)生思考并回答：單眼皮象爸爸，有酒窩象媽媽。以游戲的形式導(dǎo)入新課,活躍課堂氣氛來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。使學(xué)生感覺到知識就在咱們身邊。從身邊來感受遺傳現(xiàn)象孟德爾生平引導(dǎo)：是哪個人在遺傳方面最先做出了突破性的進(jìn)展呢？課件出示孟德爾的頭像并講解:他叫孟德爾，是現(xiàn)代遺傳學(xué)的奠基人，出生于奧地利的一個貧民家庭,由于家庭貧困,故在21歲的時候就到了修道院,由于他從小對科學(xué)很感興趣,

5、在修道院的花園里,他種植了豌豆,菜豆,山柳菊等植物進(jìn)行雜交試驗,其中最有名氣的就是連續(xù)8年的豌豆雜交試驗,也總結(jié)了一些基本規(guī)律,但是他的成績超越了當(dāng)時的時代而沒有被別人所接受,故在20世紀(jì)初的時候3位植物學(xué)家相繼分別做了同樣的試驗也總結(jié)出了類似的規(guī)律,這時孟德爾的成績才被世人所接受,當(dāng)時的科學(xué)界追認(rèn)他為遺傳學(xué)之父.現(xiàn)在的科學(xué)界對孟德爾有這樣一個新的評價:8年耕耘源于對科學(xué)的癡迷,一畦畦豌豆蘊(yùn)藏遺傳的秘密,實驗設(shè)計開辟了研究的新路,科學(xué)統(tǒng)計揭示了遺傳的規(guī)律.學(xué)生思考并回答：孟德爾。學(xué)生傾聽,感受孟德爾的科學(xué)探索精神和勇于創(chuàng)新的精神,明確孟德爾在遺傳學(xué)界的地位.初步了解孟德爾在遺傳學(xué)界的地位,以及

6、學(xué)習(xí)他的科學(xué)探索的精神.孟德爾帶著什么樣的問題來進(jìn)行試驗的呢?設(shè)疑:當(dāng)年的孟德爾是帶著什么樣的問題來進(jìn)行實驗的呢?一個是我們看到豐富多彩的性狀傳遞著,存在著,是否有一根魔棒在其背后指揮著呢?如果有這根魔棒的話,那么,它在細(xì)胞中又是怎樣存在的呢?生物體是直接把性狀傳遞給了后代還是把控制性狀的物質(zhì)傳遞給了后代的呢?1. 性狀是由什么來控制的?2. 他們在細(xì)胞中是怎樣存在的?3. 他們又是如何傳遞給后代的呢?學(xué)生思考,討論,交流,給學(xué)生提出問題,讓他們帶著問題來進(jìn)入孟德爾的探索歷程.孟德爾選用豌豆做試驗材料的原因.設(shè)疑:孟德爾是從一粒粒小小的豌豆里來揭開了生命的奧秘,那么豌豆又有什么神奇的地方來使孟

7、德爾名垂青史呢?1.課件展示豌豆莖的高度,花的位置,種子的顏色,種子的形狀,子葉顏色,種皮顏色,豆莢顏色及形狀等,明確相對性狀的概念,總結(jié)出.豌豆具有一些易于區(qū)分的性狀.設(shè)疑:人的大眼睛和雙眼皮, 狗的長毛和直毛是一對相對性狀嗎? 2.課件展示豌豆的花,講述豌豆的花是兩性花即雌雄同株,但豌豆花在未開放之前就已經(jīng)完成了受粉. 即豌豆是自花傳粉和閉花授粉的植物.學(xué)生觀察并思考,討論,并回答:人的大眼睛和小眼睛是一對相對性狀,雙眼皮和單眼皮是一對相對性狀;狗的長毛和短毛是一對相對性狀,直毛和卷毛是一對相對性狀.學(xué)生理解自花傳粉和閉花授粉的豌豆其后代全是純種.引出相對性狀的概念,為學(xué)生闡明”一對相對性

8、狀的遺傳實驗”做鋪墊,培養(yǎng)學(xué)生的概括能力和理解能力,探究一對相對性狀的雜交實驗遺傳圖解設(shè)疑: 怎樣可以使豌豆的性狀得以改變呢?探究一:如果用高莖和矮莖的豌豆雜交，后代會是怎樣的呢？ 設(shè)疑：如何設(shè)計實驗? 展示課件來操作實驗:去高莖豌豆的雄蕊,受上矮莖豌豆的花粉, 課件展示實驗結(jié)果:全是高莖.探究二：子一代的高莖性狀與親本的選擇有關(guān)系嗎？設(shè)疑：如何設(shè)計實驗:預(yù)期實驗結(jié)果:課件展示實驗結(jié)果：全是高莖 。推論：正反交具有同一性，子一代的性狀具有一致性。探究三：有沒有控制矮莖的物質(zhì)呢 ？引導(dǎo)學(xué)生做出假設(shè)如何設(shè)計實驗？引導(dǎo)學(xué)生預(yù)期結(jié)果： 課件展示實驗結(jié)果：子二代既有高莖豌豆也有矮莖豌豆。 講述：邊板書邊

9、敘述一對相對性狀的遺傳實驗：純種高莖豌豆x 純種矮莖豌豆（+或 ） （ 或 + ）F1: 高莖豌豆 自交F2: 高莖豌豆 : 矮莖豌豆 3 : 1結(jié)合上述講述內(nèi)容,給出相對性狀,自交, 雜交 正交和反交, 顯性性狀, 隱性性狀和性狀分離的概念.引導(dǎo)學(xué)生回答: 用高莖的和矮莖的豌豆雜交思考并預(yù)期結(jié)果:高莖、矮莖或介于中間用高莖豌豆做母本，矮莖豌豆做父本，雜交，學(xué)生觀察,學(xué)會如何進(jìn)行雜交.實驗.學(xué)生疑惑,為什么全是高莖?并提出新的問題:是不是母本是高莖后代就是高莖呢?引導(dǎo)學(xué)生做出假設(shè):有關(guān)系設(shè)計實驗: 用矮莖豌豆做母本，高莖豌豆做父本，進(jìn)行雜交,全是矮莖學(xué)生又產(chǎn)生了新的疑問:矮莖這種性狀哪里去了?

10、并提出疑問：有沒有控制矮莖的物質(zhì)呢 ？有控制矮莖的物質(zhì)讓子代之間進(jìn)行雜交，可能全是高莖，也可能有高有矮。邊聽講邊掌握遺傳圖解的繪制要點(diǎn),概述顯性遺傳因子與顯性性狀,隱性遺傳因子與隱性性狀之間的關(guān)系;概述孟德爾對性狀分離的解釋要點(diǎn).感受孟德爾的豌豆雜交實驗歷程,培養(yǎng)學(xué)生的問題意識，給與學(xué)生發(fā)散思維、啟動已有知識的空間，使學(xué)生理解孟德爾的科學(xué)研究方法，展示遺傳圖解的畫法,使學(xué)生掌握其畫法,并掌握以下概念:自交, 雜交 正交和反交, 顯性性狀, 隱性性狀和性狀分離對分離現(xiàn)象的解釋:設(shè)疑: 那么這種現(xiàn)象是偶然還是必然的呢？是個別的還是普遍的呢？怎樣再繼續(xù)做試驗?講解:孟德爾8年一共做了很多種性狀，其中

11、非常有成就的是7對相對性狀，（課件展示他做的豌豆雜交實驗的結(jié)果）發(fā)現(xiàn)顯性和隱性不是偶然的，它帶有相當(dāng)?shù)谋厝恍?，另外它還帶有普遍性，而且F2代還帶有特定的比例，大致都在3：1左右。設(shè)疑：為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？根據(jù)這個實驗結(jié)果，思考并討論以下3個問題：1. 遺傳因子有何特點(diǎn)?2. 遺傳因子是如何傳遞給后代的?3. 如何解釋性狀的分離現(xiàn)象?講解并板書對分離現(xiàn)象的解釋：P: DD x dd F1配子 D d F1： Dd x Dd F2配子D d D dF2： DD Dd Dd dd DD : Dd : dd 1: 2: 1 遺傳圖解：一對相對性狀的雜交實驗圖解設(shè)疑：如何用試驗來驗證并觀察一下F1在

12、形成配子的時候遺傳因子發(fā)生分離，并且其分離比是1：1呢？小資料：科學(xué)家以水稻為例：水稻的非糯性對糯形是顯性，含非糯性基因的花粉有直鏈淀粉，遇碘變?yōu)樘m黑色，；含糯性基因的花粉有支鏈淀粉，遇碘變?yōu)榧t褐色。將純種非糯稻和純種糯稻雜交，取F1植株的花粉加碘染色，在光學(xué)顯微鏡下觀察，花粉粒有藍(lán)黑色和紅褐色兩種，大約各占50%,其結(jié)論：驗證了遺傳因子的分離發(fā)生在形成配子的時期。必然的,可以再找其他對的相對性狀來做試驗,學(xué)生分組討論,把每個組的意見歸納一下.引導(dǎo)學(xué)生回答:1. 遺傳因子是 獨(dú)立存在的. 互不融合,l2. 遺傳因子在體細(xì)胞中是成對存在的,3. F1在形成配子的時候成對的遺傳因子要發(fā)生分離,.分

13、別進(jìn)入不同的配子中,隨配子遺傳給后代。4. 受精時，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的。學(xué)生和老師一起來完成遺傳圖解。 學(xué)生觀察并傾聽，認(rèn)識遺傳因子的分離發(fā)生在形成配子的時期。引出純合子與雜合子的概念;:遺傳因子的特點(diǎn)以及是如何傳遞給后代的，怎樣用遺傳圖解來解釋性狀的分離現(xiàn)象。并用小資料的試驗具體說明遺傳因子的分離發(fā)生在形成配子的時期,其配子比例是1:1.性狀分離比的模擬試驗設(shè)疑：遺傳因子分離，配子隨機(jī)結(jié)合真的能出現(xiàn)3：1的結(jié)果嗎？能否用一種方法來模擬一下？拿出紅色和白色兩個袋子里分別放置了一些紅色和黑色的玻璃球，指導(dǎo)學(xué)生閱讀實驗的目的和要求，明確相關(guān)的問題。在學(xué)生閱讀的基礎(chǔ)上，幫助學(xué)生明確實驗要求。1、

14、 兩個袋子分別表示生物體的精巢和卵巢；兩種顏色的小球分別代表含有顯性遺傳因子和隱性遺傳因子的配子，2、 每個袋子里的紅球和黑球的數(shù)目都是10個，確保雌、雄配子數(shù)目相等。 3、 分別從兩個袋子里抓取一個小球組合在一起的含義是：模擬雌、雄配子的隨機(jī)結(jié)合。4、 將抓取的小球放回原來的袋子內(nèi)，搖勻。按步驟重復(fù)做20次，確保觀察樣本數(shù)目足夠多，雌、雄配子結(jié)合的機(jī)會相等。組織學(xué)生匯報，統(tǒng)計全班的實驗結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生將每個小組的實驗結(jié)果與全班總的實驗結(jié)果作比較，比較的結(jié)果說明了什么？設(shè)疑：1、為什么全班的實驗結(jié)果與預(yù)期的結(jié)果更接近？ 2、如果孟德爾在研究遺傳實驗時，只統(tǒng)計20株豌豆豌豆雜交結(jié)果，他還能正確解釋

15、性狀分離現(xiàn)象嗎？將實驗結(jié)果與孟德爾的雜交實驗結(jié)果作比較，幫助學(xué)生理解“實驗樣本數(shù)量足夠大，是滿足統(tǒng)計學(xué)規(guī)律的必要條件之一。設(shè)疑：今天的天氣預(yù)報說：明天的降水概率是20%，是什么意思？學(xué)生閱讀并思考以下問題：1、 兩個袋子代表什么？兩種小球代表什么？2、 如何在每個袋子里設(shè)置玻璃球的數(shù)量？3、 分別從兩個袋子內(nèi)抓取一個小球組合在一起的含義是什么？4、 為什么要重復(fù)20次？含義是什么？ 4人一組，進(jìn)行實驗記錄，統(tǒng)計結(jié)果。各小組匯報實驗結(jié)果，理解遺傳因子的分離，配子隨機(jī)結(jié)合的含義。學(xué)生思考并回答培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力和思維能力， 將模擬實驗與遺傳實驗相結(jié)合，明確每一實驗步驟的真正意義，理解模擬試驗是進(jìn)行科學(xué)研究的一種方法。