1.1孟德尔的豌豆杂交试验（一）.doc

第 5 页2020年2月3日高中生物教学设计第一章第1节 孟德尔的豌豆杂交实验（一） 【教学分析】教学目标知识目标：1、用豌豆做杂交实验的优点及操作方法。2、一对相对性状的杂交实验。3、对性状分离现象的解释和验证。4、分离定律。能力目标：学会并运用遗传学的基本概念，并能准确应用。情感态度与价值观目标：体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维。教学重点1、对分离现象的解释，阐明分离定律。2、以孟德尔的遗传实验为素材进行科学方法教育。3、运用分离定律解释一些遗传现象。教学难点对分离现象的解释。教学方法教具准备课时安排2课时【练习反馈】课后练习反馈教学反思【教学过程第1课时】【故事导入】有一位著名女舞蹈家给萧伯纳写了一封热情洋溢的信，信中说：“如果我俩结婚，生个孩子有你那样的智慧和我这样的外貌，该有多么美妙！”萧伯纳回信说：“那个孩子如果只有我这样的外貌和你那样的智慧，就糟透了。”如果他们结婚，到底孩子会是什么样的？对于进行有性生殖的生物来说，虽然我们知道双亲都要贡献遗传物质，但后代的性状却总会表现出非常大的随机性。那么生物的性状是如何遗传的呢？在100多年前，有位科学家通过植物杂交实验来研究这个问题并获得了巨大的成就。你知道他是谁吗？孟德尔的豌豆杂交实验所蕴含的宝藏实在太丰富了，比如他如何选择了豌豆作为实验材料，如何使豌豆植株之间进行有性生殖等等。在孟德尔生活的时代，有人用融合遗传的观点解释有性生殖生物的性状遗传。融合遗传的观点是：两个亲本进行有性生殖，双亲的遗传物质会在子代体内发生融合，使子代表现出介于双亲之间的性状。就像蓝色与黄色融合后变成绿色一样，再也无法分辨出蓝色和黄色。今天我们重点来分析他在进行豌豆杂交实验时所使用的科学研究方法。我们无法还原他所有的设计，只是循着他留给我们的实验线索，与他进行一场跨越时间和空间的对话，让我们通过自己的分析来初步体验他的研究思想和方法来表达我们对他的敬意。【讲授新课】一、用豌豆做杂交实验的优点及操作方法【提问】1、在孟德尔之前也有许多人做过杂交实验，为什么他们没有得出定律呢？2、孟德尔杂交实验所选材料与实验的成功有关吗？（强调了以下几点：孟德尔家境贫寒却刻苦学习；他对杂交实验的研究长达8年之久；孟德尔的实验并非一开始就成功，他曾用山柳菊、玉米等多种材料做杂交实验，都没有成功，最后用豌豆做实验才发现了遗传的基本规律。）（1）材料用豌豆作实验材料的优点：该环节涉及到较多的初中知识，考虑到许多学生初中知识的薄弱，因此，补充讲解了花的结构以及传粉的过程。师：一朵花即有雄蕊又有雌蕊，我们将它称之为两性花；而一朵花只有雄蕊或只有雌蕊，则称为单性花。书上告诉我们豌豆是自花传粉植物，那么豌豆应该是两性花还是单性花呢？生：两性花。因为自花传粉指的是一朵花的花粉落在同一朵花的雌蕊的柱头上的过程，只有两性花才同时具有花粉和柱头。（播放课件中两性花的结构图）师：也就是说只有两性花能完成自花传粉，那么单性花的传粉方式又是怎样的呢？生：是通过异花传粉。异花传粉指的是两朵花之间的传粉过程。师：豌豆做实验容易成功不止因为它是自花传粉植物，而且是闭花传粉，也就是豌豆花在未开放时，就已经完成了受粉，这就避免了外来花粉的干扰。所以豌豆在自然状态下一般都是纯种。孟德尔用豌豆进行人工杂交实验，结果既可靠又容易分析。豌豆除了这个特点之外还有其他有利于研究的特点吗？生：豌豆还具有易于区分的相对性状。（展示课件中人体内一些相对性状的图片，帮助学生理解相对性状的含义。）【总结】1、豌豆是自花授粉而且闭花授粉的植物，自然状态下，一般是纯种，所以用豌豆做人工杂交实验，结果既可靠又容易分析。2、豌豆还有能稳定遗传且易于区分的性状，实验结果很容易观察和分析。3、豌豆的花大，便于人工授粉。4、豌豆一次能繁殖产生许多后代，因而很容易收集到大量数据进行分析。（2）操作步骤1、去雄：除去母本未成熟花的全部雄蕊。然后套上纸袋，以免外来花粉干扰。2、传粉：待雌蕊成熟后，采集另一植株的花粉，涂在除去雄蕊的花的柱头上，继续套袋。师：什么是相对性状呢？生：一种生物的同一种性状的不同表现类型就叫做相对性状。师：在孟德尔之前也有许多人做过杂交实验，为什么他们没有得出定律呢？。生：在科学研究中，我们要研究问题应该要化繁为简，孟德尔首先是对每一对性状的遗传分别进行研究，这样就较容易发现其中的规律。二、一对相对性状的杂交实验（该环节由学生自学，然后将孟德尔杂交实验过程复述，以此锻炼学生的总结归纳能力。并对实验现象提出问题，引导学生思考。）师：现在请一位同学来讲讲孟德尔关于一对相对性状的杂交实验的过程。生：孟德尔用自然条件下的高茎豌豆与矮茎豌豆杂交，产生的子一代全为高茎，接着他又用子一代自交，结果发现子二代中既有高茎豌豆又有矮茎的豌豆，并且高茎与矮茎的数量比接近3:1。（播放孟德尔杂交实验的示意图。）师：这位同学讲得很好。孟德尔的实验过程我们已经了解，实验现象也已知道，那么现在就有了以下几个问题：F1代为什么全为高茎的？而F2代为什么又出现了性状分离，并且分离比为3:1，这是偶然的吗？生：这不是偶然。因为孟德尔又分别对豌豆的其他6对相对性状进行杂交实验，实验结果都接近3:1。三、对分离现象的解释师：孟德尔做了杂交实验之后，在观察和统计分析的基础上，果断地屏弃了前人融合遗传的观点，提出了自己的一套假说。什么是假说呢？生：假说就是还未经过验证的，还不能确定是对还是错。师：假说必须要经过验证才能成为定律。在孟德尔的假说里，生物的性状是由什么决定的呢？生：由遗传因子决定。师：那么这些遗传因子有什么特点呢？生：遗传因子不相融合也不会消失。师：就像不同颜色的玻璃球，如果把红色和绿色的玻璃球放如桶内，玻璃球会变色吗？生：不会。师：孟德尔认为这些遗传因子就像一个个独立的颗粒，因此孟德尔提出的遗传方式也称为“颗粒遗传”。孟德尔还对遗传现象做了一些规定：F1所表现的性状称为显形性状，而F1所未表现的那个亲本性状为隐性性状。显形性状由显形遗传因子控制，用大写字母表示；隐性性状由隐性遗传因子控制，由小写字母表示。师：遗传因子在体细胞中的存在形式是怎样的？生：是成对存在的。师：很好。根据上面的两点假说，我们是否可以推出孟德尔杂交实验植株的遗传因子的组成？以字母D来表示这对遗传因子。生：可以推出亲本和F1的遗传因子组成。因为已知亲本高茎豌豆和矮茎豌豆都是纯种的，则它们的体细胞中的遗传因子组成分别为DD和dd。又知道F1为高茎的，说明F1中有一个D，而F2又出现了矮茎性状，说明控制矮茎的遗传因子没有消失，它只是隐藏在F1中，因此F1的遗传因子组成为Dd。师：这位同学的推论完全正确。现在已经知道亲本和F1遗传因子的组成，那么大家来大胆猜测一下，究竟生物遗传要遵从什么样的规律，遗传因子为DD和dd的亲本才能产出Dd的子一代呢？（学生认真地思考）生1：F1中的两个遗传因子应该来自不同的亲本。生2：亲本的两个遗传因子要分离。师：也就是说体细胞中成对的遗传因子在形成生殖细胞配子时要彼此分离，不能同时处于一个配子中。换一句话说，配子中遗传因子的存在形式是怎样的呢？生：是单个存在的。师：很好。根据上面的三点假说，我们已经能够解释为什么F1只出现高茎的豌豆了。但是还有一个问题未解决F2为什么出现性状分离比为3:1？你们根据上面的假说将F1自交表示出来，看看F2代有什么现象？F1 Dd Dd配子 D dD dF2 DD Dd Dd dd高 高 高 矮生：F2中出现了高茎和矮茎两种性状。师：在孟德尔的实验结果表面F2中高矮茎之比为3:1，那么出现3:1的性状分离比需要什么样的前提呢？（这个问题对于学生来说较难，只有少数学生能够回答。）生：前提是F1中不同雌雄配子结合的几率要相等。也就是F2中DD:Dd:Dd:dd必须是1:1:1:1，这样高矮茎的比例才会是3:1。师：换句话说就是受精时，雌雄配子的结合是随机的。D与D、D与d或者是d与d相结合机会都是相等的，没有说哪一种组合的几率较大。这就是孟德尔假说的第四点。【总结】1、生物的性状是由遗传因子决定的。解释下：什么是遗传因子，就是现代遗传学的基因，因为孟德尔生活的时代是19世纪，而基因是20世纪丹麦植物学家和遗传学家约翰逊首次才提出来的。显性遗传子：决定显性性状（如D表示）隐性遗传子：决定隐性性状（如d表示）2、体细胞中遗传因子是成对存在的。纯合子：遗传因子组成相同的个体，如dd（对着遗传图说）杂合子：遗传因子组成不同的个体，如Dd（对着遗传图说）3、生物体在形成生殖细胞配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。4、受精时，雌雄配子的结合是随机的。【教学过程第2课时】【复习】回忆上节课的一对相对性状的杂交实验过程及解释。【新课讲授】四、对分离现象解释的验证孟德尔假说如果是正确的，仅仅“自圆其说”是不够的，作为正确的解释还能预测另一些实验的结果。从而引出假说-演绎法的方法。孟德尔根据自己的假说设计了测交实验，选用F1和隐形纯合子测交。组织学生根据孟德尔的假说内容预测实验结果，并用图示表示。图解测交 Dd（高茎）dd（矮茎）配子 Dd d测交后代Dd（高茎）dd（矮茎）1：1孟德尔的实验结果显示测交结果中高茎和矮茎的比例约等于1:1，和预测结果相符合，说明孟德尔的假说是正确的。组织学生归纳分离定律。五、分离定律1、内容：在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子的时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。2、应用分离定律须满足以下四个条件：（1）进行有性生殖的生物的性状遗传。（2）真核生物的性状遗传。（3）细胞核遗传。（4）一对相对性状的遗传。高中生物教学设计【板书设计】一、用豌豆做杂交实验的优点及操作方法（1）材料用豌豆作实验材料的优点：1、豌豆是自花授粉而且闭花授粉的植物，自然状态下，一般是纯种，所以用豌豆做人工杂交实验，结果既可靠又容易分析。2、豌豆还有能稳定遗传且易于区分的性状，实验结果很容易观察和分析。3、豌豆的花大，便于人工授粉。4、豌豆一次能繁殖产生许多后代，因而很容易收集到大量数据进行分析。（2）操作步骤1、去雄：除去母本未成熟花的全部雄蕊。然后套上纸袋，以免外来花粉干扰。2、传粉：待雌蕊成熟后，采集另一植株的花粉，涂在除去雄蕊的花的柱头上，继续套袋。二、一对相对性状的杂交实验F1 Dd Dd配子 D dD dF2 DD Dd Dd dd高 高 高 矮三、对分离现象的解释1、生物的性状是由遗传因子决定的。解释下：什么是遗传因子，就是现代遗传学的基因，因为孟德尔生活的时代是19世纪，而基因是20世纪丹麦植物学家和遗传学家约翰逊首次才提出来的。显性遗传子：决定显性性状（如D表示）隐性遗传子：决定隐性性状（如d表示）2、体细胞中遗传因子是成对存在的。纯合子：遗传因子组成相同的个体，如dd（对着遗传图说）杂合子：遗传因子组成不同的个体，如Dd（对着遗传图说）3、生物体在形成生殖细胞配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。4、受精时，雌雄配子的结合是随机的。四、对分离现象解释的验证孟德尔根据自己的假说设计了测交实验，选用F1和隐形纯合子测交。图解：测交 Dd（高茎）dd（矮茎）配子 Dd