《基因的分离定律》设计 省赛一等奖

《基因的分离定律》教学设计教学目标1．举例说明基因与性状的关系。2．阐明基因的分离定律。3．分析孟德尔遗传实验的科学方法。4．结合“孟德尔的实验数据说明了什么？”的“积极思维”教学活动，培养学生的科学思维能力。5．通过引导学生学习遗传过程，分析遗传图解的学习过程，培养学生的观察能力、综合分析能力、应用规律解决问题的能力。6．通过分析等位基因的分离与减数分裂的联系，训练学生的知识迁移能力。7．结合教材的“边做边学”“继续探究”等活动，提高学生科学探究的意识与能力，锻炼学生进行科学探究的基本技能。8．通过联系基因的分离定律的知识在动植物育种和医学实践中的应用，使学生认识学习分离定律知识的价值。9．通过孟德尔遗传实验过程教学，了解一般的科学研究方法：实验结果——假说——实验验证——理论。10．结合孟德尔遗传实验的科学方法知识的教学，让学生认识正确的科学研究方法对于科学研究的重要性，感受孟德尔在遗传实验的科学研究中所表现出来的严谨求实的科学态度、坚忍不拔的意志和持之以恒的探索精神。11．结合教材的“继续探究”活动，引导学生在进行小组合作探究学习过程中培养学生的合作意识。教学重点基因的分离定律。教学难点基因的分离定律。教具准备豌豆的植株形态图、种子和果实结构图、豌豆一对相对性状的杂交实验及等位基因的分离与减数分裂的关系的多媒体课件、“性状分离比的模拟实验”所需的实验器材、人类多指症的图片资料等。课时安排3个课时。教学过程eq\o(\s\up7(),\s\do5(导入新课))教师活动：利用多媒体展示科学研究实验田中生长的大豆，接着显示大豆开的紫花和白花。科研人员用紫花大豆与白花大豆杂交，F1全是紫花，F1自花传粉，F2共有1653株，其中紫花植株1240株，白花植株413株。师：上述实验中所得到的F2大豆中紫花植株与白花植株的数据中有什么规律？学生活动：计算出大豆F2中所得到的紫花植株与白花植株两种表现型的数量比例，并讨论。师：孟德尔对豌豆七对相对性状分别进行杂交遗传实验，并统计出实验结果。从F2中的两种表现型数量的比例中，我们经过计算也发现有什么规律？生：F2中各种显性性状的数据除以隐性性状的数量所得到的两种表现型的比例都接近于3∶1。师：如何解释孟德尔关于豌豆的一对相对性状的遗传杂交实验结果？为什么F1的表现型都只表现出显性性状？为什么子二代都出现性状分离现象，而且显性性状与隐性性状的数量比接近3∶1?eq\o(\s\up7(),\s\do5(推进新课))学生活动：阅读教材P25～26孟德尔对豌豆的一对相对性状的遗传杂交实验的解释，思考并分小组讨论上述问题，小组推荐代表发言。生：这是因为豌豆的细胞中有控制性状的遗传因子，紫花豌豆与白花豌豆杂交产生的子一代含有一对遗传因子，由于有显性因子，因此，F1的表现型都只表现出显性性状。子一代的体细胞内不同遗传因子互不融合或混杂，保持其相对独立性。当子一代产生配子时，子一代可以产生相等的两种花粉细胞和两种卵细胞，子一代自交过程中，两种花粉细胞和两种卵细胞随机结合，可以产生四种组合，形成的子二代有两种表现型，比例为3∶1。师：结合紫花豌豆与白花豌豆杂交实验遗传分析图解，把孟德尔对豌豆的一对相对性状的遗传杂交实验的解释如下：课件展示：(1)卵细胞和花粉细胞中具有控制生物性状的遗传因子，控制显性性状的是显性因子，用大写英文字母(如A代表紫花因子)表示，控制隐性性状的是隐性因子，用相对应的小写英文字母(如a代表白花因子)表示。(2)紫花亲本与白花亲本杂交产生的F1含有一对遗传因子(Aa)，由于A是显性因子，因此，F1的表现型都只表现出显性性状(如紫花)。(3)杂种F1的体细胞内不同遗传因子互不融合或混杂，保持其相对独立性。当F1产生配子时，F1可以产生相等的两种花粉细胞和两种卵细胞，即A型和a型的花粉，A型和a型的卵细胞。(4)F1自交过程中，A型和a型的花粉与A型和a型的卵细胞随机结合，可以产生四种组合，形成的F2有AA、Aa和aa3种遗传因子组成类型，如果数量足够大，则三者比例为1∶2∶1，Aa类型的表现型为显性性状，因此，性状分离比例为3∶1。课件展示：师：在孟德尔的原始论文中，遗传因子与遗传性状常有混淆。1909年，丹麦遗传学家约翰森(W·L·Johannsen,1857～1927)提出一个新的术语——基因，用来取代孟德尔概念不十分清晰的遗传因子，把遗传因子与遗传性状严格区分开来。控制一对相对性状的基因，如豌豆的紫花基因与白花基因，称为等位基因。师：F1自交过程中，产生相等的两种花粉细胞和两种卵细胞，即A型和a型的花粉，A型和a型的卵细胞。这两种花粉细胞和两种卵细胞随机结合，产生的四种组合比例相等吗？师：下面我们来做一个性状分离比的模拟小实验，来验证一下根据孟德尔的一对相对性状的遗传实验结果，所作的假设推论出的上述几种基因组合及数量比是否正确。教师活动：将学生分组(可按照班级的原小组为单位)，每组推荐三位代表。教师事先准备好每组两个小塑料桶放在讲桌上，向甲桶里分别放入两种颜色(并分别标有A和a的小球各10个(代表雌配子)。向乙桶里分别放入另两种颜色(分别标有A和a的小球各10个(代表雄配子)。交给每组学生。学生活动：每组学生中，一人拿甲桶，一人拿乙桶，分别充分摇动甲、乙小桶，使桶内小球充分混合。然后，两位学生分别同时从桶内随机抓取一个小球，另一位学生负责记录。各小组其他同学注意观察。各小组开始随机抓取小球，并记录：第一次从甲桶中取出A，从乙桶中取出a，给合为Aa，各小组记录员记录。第二次抓取的组合为aa，第三次组合为Aa，第四次……。各小组共随机抓取小球50组。师：各小组统计出随机抓取的前4、10、50次，请同学们统计并说出结果。是否出现三种组合AA、Aa和aa，且比例是否为1∶2∶1?第一组记录员回答：随机抓取的前4、10、50次时，三种组合AA、Aa和aa的比例为2∶2∶0；3∶5∶2；12∶25∶13。第二组记录员回答：随机抓取的前4、10、50次时，三种组合AA、Aa和aa的比例为1∶1∶2；2∶4∶4；14∶23∶11。第三组记录员回答：随机抓取的前4、10、50次时，三种组合AA、Aa和aa的比例为0∶3∶1；1∶6∶3；11∶24∶15。师：根据各小组统计出的随机抓取的前4、10、50次的情况，分别说出随机抓取的前4、10、50次是否都出现三种组合AA、Aa和aa，且比例是1∶2∶1?学生活动：讨论分析学生实验的结果。生甲:：随机抓取前4次时，都没有出现三种组合AA、Aa和aa的比例是1∶2∶1。生乙:：随机抓取前10次时，各小组都出现三种组合AA、Aa和aa，而且比例是接近1∶2∶1。生丙::：随机抓取前50次时，各小组都出现三种组合AA、Aa和aa，而且比例更接近1∶2∶1。师：若各小组随机抓取100次、500次，我们再统计出结果，就会发现，不仅会出现三种组合AA、Aa和aa，而且比例会更接近1∶2∶1。由这一模拟试验我们知道了随机事件的概率是在数据越大的情况下越接近，所以孟德尔在统计豌豆杂交分离比时是统计了上千株的豌豆。如果只统计10株是得不出这一结论的。同时，通过这一试验，也证明了孟德尔的假设推论是成立的。孟德尔为了验证他对分离现象的解释是否正确，又设计了另一个试验——测交试验。测交就是让F1与隐性纯合子杂交，这个方法可以用来测定F1的基因组合。师：孟德尔为什么能通过测交实验，验证他对分离现象的解释是否正确呢？学生活动：阅读教材P27测交内容，讨论分析。学生活动：请两位学生上黑板写出测交的遗传图解。师：如何由测交来判断F1的基因组成？生：测交后代如果出现两种类型，就说明F1为杂合子，若后代只有一种表现类型，就说明F1为纯合子。师：孟德尔所做的测交试验结果，符合预期的设想，从而证明了F1在形成配子时，成对的基因发生了分离，分离后的基因分别进入到了不同的配子中。师：为什么F1在形成配子时，成对的基因会发生分离，产生两种比例相等的配子呢？师：20世纪初，遗传学家通过大量的试验，才证实了基因位于染色体上，并且成对的基因正好位于一对同源染色体上，从而从本质上解释了性状分离现象。教师活动：利用多媒体结合细胞染色体，说明位于一对同源染色体的相同位置上，控制着相对性状的基因，叫做等位基因。师：减数分裂的第一次分裂的主要特征是什么？学生活动：回顾前面学习的减数分裂知识，讨论。生：同源染色体分离。师：减数第一次分裂过程中，同源染色体分离进入不同的配子中，那么同源染色体上的等位基因，也随着同源染色体的分离而进入不同的配子中，独立地随配子遗传给后代。教师活动：利用多媒体演示细胞减数分裂时，随同源染色体的分离，位于同源染色体上的等位基因也分离。师：请同学阅读课文，归纳并说出基因分离定律的实质。学生活动：阅读课文，独立归纳基因分离定律的实质。生