《基因的分离定律》名师教案

1、PAGE16基因的分离定律（第一课时）教学设计南京师范大学附属中学虞梦琦【教学目标】1知识目标：举例说明基因与性状的关系并辨别相对性状；说出孟德尔的选材原因和实验方法并描述孟德尔实验过程中的操作要点。2能力目标：通过学习一对相对性状的遗传实验，体会科学研究的一般过程，尝试像科学家一样进行思考、解释和推理；运用数学知识对性状分离结果做出解释，并使用小球模拟性状分离比的实验。3情感态度与价值观目标：通过对孟德尔的生平介绍，认同孟德尔善于观察、刻苦钻研、锲而不舍的科学精神；通过对一对相对性状的遗传实验的学习，形成敢于质疑、勤于实践以及严谨求实的科学态度。【教学重点】1阐明一对相对性状的遗传及性状分离

2、的概念，解释性状分离现象，理解基因分离定律的实质2体会科学研究的一般过程【教学难点】对基因分离定律实质的理解【教学过程】教师行为预设学生行为设计意图（一）课堂导入1热身小游戏：游戏1：请大家双手手指交叉，看看自己在最上面的大拇指是左手还是右手。左手在上的同学请举手，右手在上的同学请举手。游戏2：请大家竖起自己的大拇指，看看大拇指能否向后弯曲。能弯曲的同学举手，不能弯曲的举手。2这些形态特征、生理特性，我们就称之为性状。那对于同一生物来说，同一种性状，有的左手在上，有的右手在上，有的能弯曲有的不能，这些不同的表现类型，我们称之为相对性状。3除了游戏中涉及的两个例子外，还有很多相对性状。比如：PP

3、T展示。还有单双眼皮、卷发直发。这是去年5月，老师拍的一盆七彩杜鹃开花，大家可以找到其中的相对性状吗4我们知道，这些性状的表现都与遗传有关，比如妈妈是卷发，你也是卷发。但是有时候我们也会发现，有的父母都是双眼皮，但孩子却是单眼皮。所以，遗传究竟是怎么回事呢有没有什么规律呢跟随老师的口令一起做游戏回忆初中知识，理解性状和相对性状的概念观看幻灯片学生回答：红花和白花思考通过游戏活动和图片展示引起学生注意、激发学生学习兴趣，使其快速投入课堂氛围中（二）新课推进一、孟德尔生平介绍1教师介绍孟德尔生平故事：人类对于遗传的研究可以追溯到19世纪以前，包括像亚里士多德和柏拉图都对遗传现象做出过解释。但是说到

4、对遗传规律的研究，必须要提孟德尔。孟德尔在遗传学上的地位绝不亚于牛顿在力学上的地位。孟德尔出身在一个园艺师家庭，大学之后孟德尔一边在修道院担任神职，一边兼职在中学任教，同时开始了他长达8年的豌豆研究。但是很遗憾，孟德尔用心血浇灌的豌豆所告诉他的秘密，不能得到当时人们的认可，直到孟德尔逝世16年后，人们才“重新发现”孟德尔早在34年前就发现的遗传规律。2介绍孟德尔的豌豆实验：这就是孟德尔的豌豆。孟德尔为什么会选择豌豆作为实验材料呢豌豆的什么特点吸引到了孟德尔呢在正式研究之前，孟德尔选了34个不同品种的豌豆进行试种两年，发现每种豌豆的后代都是相似的。为什么这34个品种的豌豆后代都如此相似呢原来豌豆

5、是一种严格的自花受粉、闭花传粉的植物，也就是说，雌雄同体的豌豆花的卵细胞始终只和自己这株花的精子相结合，世世代代都是这样。3这种基因型相同的生物体间相互交配的交配方式叫自交，自交使得豌豆的后代都是纯种的，没有外来的其他遗传信息和其发生交流。与自交相对的一种交配方式叫杂交，也就是基因型不同的生物体间相互交配的过程，比如哺乳动物之间的交配就是杂交。4自交得到的后代形态上就很相似，使其各个品种的豌豆具有稳定的、易于区分的性状。孟德尔总结了豌豆的7对性状。PPT展示：那我们来看看豌豆的相对性状。介绍，种子的性状，子叶的颜色，花色，花的位置，茎的高度等。二、一对相对性状的遗传实验1豌豆有7对相对性状，一

6、下子研究7对，工作量过大并且复杂，因此孟德尔决定从一对性状入手开始研究。孟德尔选择了花色这对相对性状，希望从紫花和白花豌豆之间杂交后代的花色呈现规律中寻找到遗传的规律。教师解答：我们只需要将一朵花去除雄蕊，只提供雌蕊，而采取另一朵颜色的花的花粉粒，通过人工授精的方式，实现豌豆的杂交即可。2紫花豌豆和白花豌豆杂交，它们就是亲本，我们用P表示亲本，用“”号表示杂交，杂交的后代，我们称其为子一代，用F1表示。通过杂交，子一代会呈现什么颜色呢有同学一想，白种人和黑种人生出来是混血儿，那子一代豌豆也应该是混血儿吧，紫色加白色，应该是浅紫色。但事实上，子一代没有表现出亲本两个性状的融合，而是只表现出一个亲

7、本的性状，子一代全是紫花。像这样，F1表现出来的性状，比如紫花性状，我们称其为显性性状，而像白花这样，在子一代中没有表现出来的性状我们称其为隐形性。为什么会这样呢子一代中另一个亲本性状，白花性状是永远消失了还是暂时隐藏起来了呢3为了解开这个谜团，孟德尔决定继续试验。按理来说，如果子一代的紫花自交，如果白花性状永远消失了，自交的后代就永远不会出现白花性状。孟德尔也想到了这样的方法，于是他让子一代紫花自交，结果发现，在所有后代里，既出现了紫花也出现了白花。看来白花性状只是暂时在子一代中隐藏起来了。像这种表现中不同亲本性状的现象，称之为性状分离。4孟德尔经过杂交试验后，他发现，子二代中紫花和白花的比

8、例刚好接近3:1，于是他又思考，在杂种后代中这种性状分离比的结果是巧合、偶然，还是真的是必然出现的呢为了解开这个谜团，于是他继续试验，把豌豆的这7种性状依次进行杂交实验，我们把结果列在了PPT的表格里。请同学们计算一下F2中显性性状和隐形性状的比例。教师PPT展示答案。通过表格的现象总结结论。显隐性之比接近3:1。只有F2才出现性状分离，F1只表现出显性性状。三、对分离现象的解释1为什么会有这种现象呢产生这种性状分离的原因是什么呢于是孟德尔首创式提出遗传因子这一概念，他认为，植物的每一个性状都是由成对的遗传因子控制的。板书：假设控制显性性状紫花的遗传因子是大写字母A，控制隐性性状白花的遗传因子

9、是a，那么，亲本纯种的紫花的遗传因子组合就是AA，白花的遗传因子组合就是aa。其实现在我们已经知道，孟德尔提出的遗传因子就是我们所谓的基因。孟德尔提出第二个观点是：植物形成配子时，成对的基因将互不干扰、独立地分开。板书配子。经过受精作用，雌雄配子结合形成受精卵时，基因又恢复为成对存在，也就是F1的花色基因组成就是Aa，而A对a有显性作用，所以F1只表现出A所控制的性状，因此F1总是表现为紫花。2根据孟德尔提出的这些观点，请同学们尝试着解释一下F1自交产生的F2的性状分离的原因。F1是自交，因此雌花和雄花都是Aa，雌花产生的配子有A、a，雄花产生的配子也有A、a，雌雄配子之间两两结合，产生的F2

10、就有AA，Aa和aa，其中AA和Aa都表现为紫花，aa表现为白花。（结合学生的讲解板书展示，再观看PPT）解释一样，一般不写成aA很好。其中个体实际表现出来的性状我们称之为表现型，表现型之比应该是紫花：白花=3:1，与表现型有关的基因组成我们称之为基因型，因此基因型之比应该是AA:Aa:aa=1:2:1。在当时遗传学发展很有限的情况，孟德尔凭借自己对实验数据的敏锐的洞察和分析，以及根据现象大胆地猜想，对性状分离现象做出了科学的解释。但是由于受到多方面因素的限制，孟德尔并没有完全确认其实质。四、基因分离定律的实质1过渡：今天的我们再来看孟德尔的实验和他做出的解释，尝试分析产生性状分离的实质，一起

11、完成孟德尔没能完成的任务。2根据我们之前学习的知识，基因携带遗传信息，不会凭空存在于细胞中，而是存在染色体上，所以基因其实是染色体上一个很小的片段。这是一条染色体，假设这个位置上的基因是表达紫花的基因A。这是另一条染色体，这个位置的基因是表达白花的基因a。我们知道，在一个二倍体生物的细胞中，染色体是成对存在的，成对的染色体叫做同源染色体。这和孟德尔提出的遗传因子成对存在是符合的。那么亲代中作为纯种的紫花的同源染色体就是这样的，相同位置都是A基因，这就叫相同的基因。同样的，白花可以这样表示，两个a也是相同的基因。3紫花白花杂交产生后代，需要先产生配子，产生配子的分裂方式应该是减数分裂，减数分裂的

12、特点就是同源染色体的分离，同时基因也会随着同源染色体的分离而独立地分开。亲代产生的配子，应该是这样表示。雌雄配子结合，形成合子，合子发育为子一代，子一代的染色体就应该是这样的。而像这对同源染色体上决定相对性状的基因，我们就称之为等位基因。继续，F1自交，也要通过减数分裂产生雌雄配子，它们产生的配子应该是（教具展示）。箭头表示。请同学上黑板摆出F2的基因型的类型。PPT展示：除此之外，我们还可以用一个表格来模拟F1配子的结合。第一横排代表雌配子的类型，第一列代表雄配子的类型，中间代表雌雄配子结合产生的合子。这样的结果与孟德尔的解释也是一致的。基因型比是1:2:1，表现型比是3:1。4这样，我们就

13、可以从现代生物学的角度给孟德尔的实验下一个定论，也就是说，在细胞进行减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。这就是我们现在说的基因的分离定律。五、性状分离比的模拟实验1下面，我们就模拟孟德尔的性状比分离实验。我们用两个小盒子代表父本和母本，里面放了小球代表含基因A和a的雌雄配子，其中黄球代表基因A，白色代表基因a。我们就用这样的材料来模拟实验，那请大家思考下面几个问题：雌雄配子的数量是否一定要相等因此父本的盒子里有40个配子，母本的盒子里有20个配子。含基因A和a的雌雄配子数量是否一定要相等模拟雌雄配子结合时，如何做到随机结

14、合每次抓出来的球需要放回去吗2下面就请一组同学来进行实验，每个同学上来的具体操作是：充分混合盒中小球，分别从两个盒中随机抓取一个小球，记录小球颜色所代表的基因组合，将所抓取的小球放回原盒摇匀，然后后面的同学依次上来抓球。我来记录基因组。3实验结束，统计实验结果，算出基因型比和表现型比。发现并不是1:2:1和3:1。为什么呢为什么我们就得不到孟德尔当时得到的比值呢问题究竟出在哪里4这是课前老师自己做的实验，这是10次的结果，同样的结果与孟德尔的分离比相去甚远。这是实验20次的结果，比值相差就更大了。这是实验50和100次的。我们发现实验次数越多，结果与预期更接近，这是为什么呢5教师总结：所以，如

15、果当初孟德尔只统计了10株豌豆的性状，他还能正确地解释性状分离现象吗认真听讲，了解孟德尔的生平认识豌豆的特性学习自交和杂交的概念有同学提出问题，不是说豌豆自花传粉吗所以自然状态下紫花白花是无法实现杂交的思考白色性状去哪里了学生计算小组讨论。小组代表回答回忆减数分裂的相关知识同学上黑板摆染色体教具学生思考，回答：不一定，并且雄配子大于雌配子。一定。孟德尔的假设就是两种类型的配子数量相同。摸球的时候不能看，小球要混合均匀。需要，表示两种配子的数目始终要相等。进行实验。黑板上写出三种基因组，画正字学生思考，回答：存在偶然性，有误差。学生能够对孟德尔的境遇感同身受，体会科学研究要耐得住寂寞通过思考几个

16、关键的问题，让学生理解孟德尔实验的前后逻辑关系，加深理解利用教具，更加形象生动的介绍基因分离定律的实质，将看不见摸不着的染色体和基因转化为学生可见可触摸的教具，让抽象的知识更加具体直观，同时也有助于学生深刻理解等位基因和同源染色体之间的关系。让学生亲自动手去摆教具，使其加深印象。通过性状分离比模拟实验，不仅让学生体验了孟德尔一对相对性状杂交实验的整个过程的，也对孟德尔对对基因分离定律解释的核心加深印象，有助于学生理解基因分离定律的实质。同时，也让学生明白科学实验要避免偶然性和减少误差，树立严谨地科学态度。（三）课堂小结教师总结孟德尔的发现问题思考问题的思路，从而体会科学家的理性的科学思维。最后

17、布置课后任务：即使模拟实验的结果与孟德尔的结果一致，就能说明孟德尔对于基因分离的解释一定正确了吗孟德尔对于基因分离定律的解释，是基于默认F1配子有两种类型，并且产生的比例是1:1。事实上是不是呢这些配子的类型都是肉眼看不见，是孟德尔提出的假设，于是孟德尔又设计了一个实验来验证。请同学回去思考一下，如何利用豌豆设计一个实验，验证F1配子类型和比例。下节课我们请同学们来汇报一下。学生思考，并记录课后作业学生带着思考结束本堂课，通过课后思考，引出下节课的内容测交实验【教学反思】本节课的教学重点是引导学生去体会科学研究的一般过程，并且学生能够阐明一对相对性状遗传及性状分离的概念，并解释性状分离现象产生的原因。难点在于，这是高中生第一次接触遗传规律相关的知识，可能在对性状分离现象的解释上略有困难，因此教师可以结合前面学习的减数分裂相关知识帮助学生对此部分知识的进行理解。另外，孟德尔的遗传实验运用的是假说演绎法，虽然第一课时暂不介绍这一概念，但应当在教学中让学生体会假说演绎法的整个科学过程。这样，学生在第二课时思考孟德尔实验获得成功的原因时，能够有切身的体会，理解得也更加透彻。这也给后面学习基因的自