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第一章遗传因子的发现第一节孟德尔的豌豆杂交实验（一）第一课时一、课标解读本章是《遗传和进化》（必修2）的开篇，集中描述了孟德尔对生物性状遗传的规律的研究。第一节《孟德尔的豌豆杂交实验(一)》是按照孟德尔对生物性状遗传的探索过程，从现象到本质，层层深入地展开。二、教材分析本课时教学内容是：孟德尔生平介绍和实验材料——豌豆介绍；一对相对性状的杂交实验过程（发现问题）；对分离现象的解释（提出假说）。分离定律是学生学习的三大遗传定律中第一个定律，也是学生接触的第一个微观数量化的定律，是学习《家系分析》《生物的变异－基因重组》《人类遗传病与优生》及《生物的进化－基因和基因型频率》的基础。所以，通过这部分内容的学习，可以帮助学生更好的理解遗传学中的相关概念，也能为学好其它相关内容作好理论和方法上的准备。三、学生学情分析我此次上公开课的学校是广州市第四中学，班级是高一的一个平行班，该班学生学习积极性较高，但是相对重点班的学生执行力以及理解力都稍弱。本节蕴含了很多有关遗传的概念和科学术语，学生虽然初中有学习过，但从教学实践中发现学生对这些关键概念遗忘率很高，所以教师在执教过程中适当补充关键概念对学生本节学习乃至遗传学的后续学习都是必不可少的。其次，课本淡化了豌豆杂交实验过程的文字书写，笔者认为在逐层深入讲述中补充杂交实验过程的规范文字书写，扎实学生遗传学根基也是必要的。再次,对孟德尔杂交实验的假说的推理和理解是难点,需要通过教师的具体引导和学生小组之间的互帮互助完成。四、教学目标、教学策略基于对新教材、新课程标准和学生学情的分析，制定如下教学目标和教学策略。(一)教学目标1.知识目标：（1）知道杂交、自交、正交、反交的含义及人工杂交的基本方法。（2）识记并会写遗传学的各种基本符号。（3）能够辨别相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离的实际例子。（4）理解孟德尔对分离现象的解释。2.能力目标：（1）通过孟德尔从“实验现象→假设→验证→总结规律”的科学研究过程的教学，让学生了解科学发现的过程和知识形成的经过，学会“假说—演绎法”这种科学方法，提高学生的逻辑思维能力，培养学生的创新精神。（2）初步掌握在遗传学中运用符号说明遗传规律的方法。3.情感目标：(1)通过分析孟德尔成功的原因，使学生认识到科学的学习方法以及思考方式。(2)让学生体会科研成果之来之不易，引导学生培养自己的兴趣爱好以及耐挫折的能力。（二）教学重点1、辨别相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离的实际例子。2、杂交、自交实验的规范书写。3、对基因分离现象的解释。（三）难点：1、杂交、自交实验的规范书写；2、结合减数分裂，从本质上理解对分离现象的解释。（四）教学方法和教学策略1、运用预习学案,让学生在课前有目的地进行预习,去熟悉一些初中曾经讲过的概念,比如自交、杂交、自花传粉、闭花受粉等。2、在教学过程中注意，创设情景引导学生关注和发现身边有趣的遗传现象及孟德尔的生平简介是激发学生求知的很好教学资源。3、简介孟德尔遵循“学习-实践-创新”的科学思路。4、在讲课过程中逐步引入相关概念，让学生带着问题学习，符合学生认知规律，避免概念与实验脱离的教学模式。5、让学生随着科学的实验程序，在教师的引导下，把自己想象成孟德尔，观察现象，提出假说，进行推理。五、教学过程教学过程教师活动学生活动设计意图导入组织学生讨论：“融合遗传”是否出现在平常的遗传现象中？讲述：列举典型的实例，如不同颜色的牡丹花，黑人与白人的后代等，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？组织学生交流对孟德尔的初步了解。交流探讨身边的生物遗传现象是否符合“融合遗传”的观点。激发学生的探究欲望和学习兴趣。引言（介绍孟德尔的生平）今天我们就先来讨论遗传的问题。讨论遗传的问题，有一位科学家我们不能不提，他就是孟德尔。孟德尔在借鉴前人研究方法的基础上，开展了一系列开创性的研究工作，拉开了人类正真科学地研究遗传和变异现象的序幕，因此他被后人誉为遗传学奠基人。他的成就是发现了遗传的两大定律—分离定律和自由组合定律。对于孟德尔有这样的评价：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。从这段话里同学们体会一下孟德尔为什么会取得成功呢？下面我们就按照他的研究足迹看看他是如何探究遗传学问题的。感受遗传与自己的关系密不可分，了解遗传之父孟德尔的生平。唤起学生对遗传学的兴趣。(一)为什么选用豌豆作为遗传实验容易取得成功？结合学生的预习学案，提出相关的问题：提问：孟德尔的杂交实验主要是用什么材料？其实验成功的原因是什么？（回答：豌豆。因为豌豆是严格的自花传粉、闭花受粉植物，学生通过观察碗豆花示利用多种手段教学目标成过程所以在自然状态下保持纯种。）放投影片：豌豆花示意图。讲述：豌豆花的结构很适合自花传粉，这是因为花在未受粉之前，雄蕊和雌蕊都紧紧地被花瓣包裹着，这样就保证了碗豆花在自然条件下一般是纯种。所以用豌豆花做人工杂交实验结果可靠又容易分析。与此同时，呈现自花传粉和异花传粉的图片，让学生自己去发现自交与杂交的不同点，在这个过程中掌握自交和杂交的概念。提问：除此以外，碗豆花还有什么作为实验对象的优点呢？（回答：有容易区分的相对性状。）问：什么是相对性状？（回答：一种生物的同一种性状的不同表现类型。）放投影片：豌豆的七对相对性状（教师简要总结：孟德尔发现豌豆的这些性状都能够稳定地遗传给后代，且这些性状易于区分，试验结果很容易观察和分析，这就是孟德尔的试验成功的又一个原因。）学生结合教师讲解做题训练：习题：下列性状中属于相对性状的是（）Ａ、猫的白毛与蓝眼Ｂ、兔的短毛与长毛Ｃ、豌豆的高茎和蚕豆的矮茎Ｄ、棉花的细绒与长绒教师结合学生回答进行讲评：四个答案对在哪里？错在哪里？提问：同学们小组讨论并说说，人体存在哪些相对性状？（答：单眼皮和双眼皮，蓝眼和褐眼，有耳垂和没有耳垂……）提问：根据上面的学习，我们知道了不同品种的豌豆之间同意图，结合预习，了解碗豆花的结构特点。学习相对性状概念。让学生了解孟德尔选豌豆作为实验材料的原因。采取教学目标达成过程时具有多对相对性状，应该怎样研究和分析呢？（答：秉着从简单到复杂的原则，先研究一对相对性状再多对。）讲述：孟德尔为了便于分析实验结果，他首先只是对每一对性状分别进行研究。（二）一对相对性状的杂交实验（出示课件：高茎豌豆和矮茎豌豆的杂交实验的实物图以及其中的各种符号，先让学生熟悉遗传学中常用的符号。）提问：自然状态下的豌豆是严格的自花传粉，要进行杂交试验，如何进行异花传粉？学生回答：用人工杂交的方法。讲述：在碗豆花未成熟之前对母本（♀）去雄，再套上纸带，防止其他花粉的干扰。待雌蕊成熟时，再授与父本(♂)的花粉。这就是人工异花传粉，保证了杂交的可靠性。讲述：用纯种的高茎豌豆和纯种的矮茎豌豆作亲本进行杂交。无论正交还是反交，杂交后的第一代（简称子一代，用F1表示）总是高茎的。（一边讲述一边在黑板上规范书写杂交实验的遗传图解）提问：子一代为什么全是高茎，矮茎性状哪去了？了解人工杂交实验过程。学习遗传图解的规范书写。逐层推进方法，指导学生注意遗传图解的规范写法。在讲授过程中逐步引入显性性状、隐性性状、性状离概念。P高茎Ｘ矮茎（P代表亲代；X表示杂交）↓F1高茎(F1表示杂交后产生的第一代，简称子一代)↓⊕（⊕表示自交）F2高茎矮茎（F2表示子二代，自交第一代）性状分离现象（显性性状）（隐性性状）数量：787277比例：3：1教学目标达成过程讲述：带着这个疑问，我们看看孟德尔是怎样做的。他让子一代高茎豌豆自交，得到的子二代植株中既有高茎也有矮茎。(一边讲述一边在黑板上规范书写杂交实验的遗传图解)提问；子二代出现的两种性状，能提示我们什么？（答：矮茎性状在子一代并没有消失，只是没有表现出来。）讲述：孟德尔把杂种子一代（F1）中显现出来的性状，叫做显性性状，如高茎；把未显现出来的性状，叫隐性性状，如矮茎。子二代中同时显现显性性状和隐性性状的现象，在遗传学上叫做性状分离。同时，提问学生分析显隐性性状的方法，通过学生的回答，教师进行总结，并让学生做题练习。同时孟德尔对子二代两性状的株数进行了统计分析，他发现，在所得到的1064个子二代豌豆植株中，有787株是高茎，277株是矮茎，高茎与矮茎的数量比接近3：1。请同学们注意这个比例。提问：该杂交试验结果3：1是不是偶然的到的结果？（答：不是偶然，可以通过对其他相对性状进行重复实验得到相同的结论书本第四页最下面的表格。）是什么原因导致遗传性状在杂种后代中按一定的比例分离呢？（设疑引入下文）(三)对分离现象的解释（提出假说）讲述：在孟德尔当时的年代，生物学还没有建立基因概念，孟德尔认为生物的性状是由遗传因子（后改称为基因）控制的。（1)生物的性状是由遗传因子决定的。显性性状由显性遗传因子控制，如高茎用大写字母Ｄ表示，隐性性状是由隐性遗传因子控制，如矮茎用小写字母ｄ表示。教师在黑板上帮学生推理亲代和F1代的基因组成。引导学学生结合教师的讲解，完成探究学案中的第一题。学生自己根据教师的引导，在探究学案上书写小组及时纠正学生书写遗传图解中出现的问题。给出学生孟德尔遗传因子的假说的第一点，并且在黑板上帮学生推理亲教学目标达成过程生根据教师的推理思路以及减数分裂的内容进行推理，如果自己是孟德尔，怎么分析，通过小组讨论在学案上写出合理的遗传图谱。从学生中抽小组代表出来解释自己的遗传图解，教师在一旁进行点评和总结。（2)在生物的体细胞中，控制性状的基因是成对的。讲述：由相同遗传因子的配子结合成的合子发育成的个体，叫纯合子(如DD和dd),可稳定遗传。而由不同遗传因子的配子结合成的合子发育成的个体，叫杂合子(如Dd)，不能稳定遗传，后代会发生性状分离。（3)生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子分离，配子只含有每对遗传因子中的一个。（4)受精时，雌雄配子随机结合。（边讲述边在投影上呈现杂交实验遗传因子的遗传图解）提问：DD或dd产生的配子是什么？（答：Ｄ或ｄ。）讲述：由于基因Ｄ对ｄ的显性作用，所以F1（Dd）只表现出高茎性状，而矮茎性状表现不出来。提问：F1（Dd）自交时，可产生哪几种配子？答：Ｄ和ｄ两种数目相等的配子。讨论的遗传图谱，在思考、讨论交流中体验孟德尔遗传因子假说。用遗传因子解释分离现象，学习配子交叉线图法规范书写方法。代和F1代的基因组成。引导学生根据教师的推理思路以及减数分裂的内容进行推理，通过小组讨论写出合理的遗传图谱讲述：由于在受精时，雌雄配子随机结合，F2便可产生三种基因组合：ＤＤ、Ｄd、ｄｄ，且它们的数量比为1：2：Ｉ。由于Ｄ对ｄ的显性作用，F2的性状表现有两种类型，高茎和矮茎，且数量比为3：1。总结学案①生物的性状是由________________决定的。②一般说来，进行有性生殖的生物，体细胞中的遗传因子是___________存在的。亲本为纯合子的高茎(DD)和矮茎(dd)，则F1遗传因子为___________，由于D对d具有______，F1表现为___________。③生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子___________，分别进入不同的配子中。配子中只含有___________。④受精时，雌雄配子的结合是___________的。教师对孟德尔杂交实验（一）中的性状分离现象进行解释后，给学生一分钟时间对学案进行整理。结束语：下堂课的启示：孟德尔提出的假说符合了一对相对性状杂交实验的实验现象，但是假说的正确性应该怎样验证呢？这留待同学们课下去思考。作业：P8第四题，再加一问：如果显性遗传因子用A表示，这个图谱中所有羊的遗传因子的组成是什么？给学生一分钟时间，让学生自己完成学案中总结部分的内容巩固所学知识