性状分离比的模拟试验

性状分离比的模拟实验-教学目标知识目标通过模拟实验，形象地认识和理解成对的遗传因子在形成配子时发生分离，受精时，雌、雄配子随机结合的过程以及遗传因子的分离和配子随机结合与遗传结果之间的数量关系，间接的、具体的体验孟德尔假说，为进一步理解孟德尔的豌豆杂交实验打基础。能力目标通过思考探究、亲身体验，小组合作、交流，提高学生的质疑、推理、合作交流和创新思维能力。情感态度和价值观通过探究、亲身体验，小组合作、交流，组间竞争等活动激发学生自主学习、实事求是的科学态度以及团结协作的精神。二重点难点教学重点形象地认识生物体在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，受精时雌、雄配子随机结合的特点。教学难点理解遗传因子的分离和随机结合与生物性状之间的数量关系。三教学策略按部就班的实验，很大程度上限制了思维能力和创造能力的发挥，本实验改简单模拟为探究活动。教师巧妙设计问题，引导学生在思考、讨论中明确不同彩球与遗传因子之间的对应关系，随机抓取彩球与雌性配子随机结合的关系，通过小组合作进行实验操作、数据统计和结果分析，以期极大地发挥学生潜能，提高学习效率，增强合作意识；小组之间引入竞争，组间交流讨论得出结论，并对实验作出反思与改进，期间教师及时、有效地给予指导和评价，以此发挥个体的积极性和创造性，也能培养学生的成功意识和集体荣誉感。使学生在亲身参与的活动中明确实验过程中每一步骤的意义，进而理解生物在有性生殖时，由于遗传因子分离以及受精作用，结果导致一对相对性状的遗传结果。

教学准备（1）学校围棋和跳棋比赛用的棋子100个，黑、白各50个，玻璃球100个，红、绿各50个；一次性纸杯20个；（2） 将学生分成小组，每小组发两个纸杯，分别标记甲（早）、乙（A）,20个玻璃球或棋子，两种颜色各10个；（3） 准备好小黑板上用于统计全班实验结果的表格。\项目组别\早D&D早D打早d&D早d打DD：Dd：dd2345678910汇总由表得出：甲杯抓取情况D：d=乙杯抓取情况D：d=组合情况DD：Dd：dd=五教学过程复习导入一边回顾孟德尔的豌豆杂交试验及其假说，一边在黑板上写出相应的遗传图解。由假说得出的DD：Dd：dd=1：2：1比值是否符合实际呢？配子的种类及其比例是肉眼看不见的。我们能不能模拟雄配子（精子）和雌配子（卵细胞）的结合，从而得知受精卵的种类及其之间的数量关系？介绍材料（1） 两个纸杯，内置黑色和白色棋子各20个（2） 两个纸杯，内置红色和绿色玻璃球各20个集体讨论得出模拟方法：活动1：问题导思，集体讨论。根据现有材料引导学生结合孟德尔假说思考讨论，得出大致模拟方法：两种不同颜色的球/棋子分别代表含有显性遗传因子和隐性遗传因子的配子；两个纸杯分别代表雌、雄生殖器官；分别从两个纸杯抓出一个球/棋子组合在一起，模拟雌、雄配子的随机结合，得到受精卵的类型，即F2的遗传因子组成。适时复习，夯实基础。教师明确指出性状分离比模拟实验应满足的条件，也即孟德尔遗传实验需要满足的条件：（1）鸟个体形成的配子数目相等且生活力相同；（2）雌、雄配子结合的机会相等；（3）F2不同基因型的个体存活率相等；（4）观察的样本数目足够多。模拟的条件与实际的条件越接近其结果越能准确地体现实际实验的结果，所以，性状分离比模拟实验亦应满足上述条件。活动2：问题导思，加深理解。教师提出问题引发学生深入思考：（1） 每个纸杯中两种颜色的球/棋子数目可以不相同吗？不可以，我们要确保两个桶内的彩球数量相等，模拟了F1个体形成的配子数目相等且生活力相同，即杂合子Dd产生D和d两种配子的比例是1：1，且两种配子的生活力相同。（2） 甲、乙两个纸杯内的球/棋子数可以不相同吗？可以，雌、雄配子的数量可以不同，自然界中一般雄配子远多于雌配子。（3） 孟德尔统计了1064株「2，我们如何模拟这么多样本？通过一定次数地重复抓取球/棋子，进行组合，记录结果，即满足了样本数目足够大的条件。（4） 球/棋子组合有几种？4种，分别是早D&D；早DAd；早d&D；早dAd最后，进一步完善实验方法：甲（早）杯子中放球/棋子10个，乙（A）杯子中放球/棋子20个，每小组重复50次。4实验操作：活动3：小组演示，规范动作。选一组上台演示，学生可能出现的错误有：抓取过的球/棋子没有放回；有意挑取某种颜色的球/棋子；同一只手在同一个桶内一次抓取两个球/棋子；抓取之前没有摇匀等。教师及时给予指导、评价，借此强调注意事项：（1）为什么每次取完球/棋子都要放回？（杂合子产生两种配子且数目相等，放回可以确保每次模拟过程中，D、d出现的概率相同，保证配子结合的随机性）；（2）为什么抓取球/棋子时眼睛不要看，而要随机抓？为什么抓取前要摇纸杯，使球/棋子充分混匀？（保证抓取球/棋子的随机性，体现雌、雄配子结合的随机性，模拟雌雄配子结合的机会均等）（3）及时将每次抓取的字母组合记录在表格中（防止数据出错，体现科学的严谨性）。活动4：小组合作，亲身体验。教师指导分组实验，重复操作50次，看哪个小组分工合作最好，操作效率最高，记录单最清晰准确。教师巡堂，及时给予指导、评价。活动5：分组讨论，交流表达。各小组按做完的先后顺序将结果抄写在教师事先准备好的汇总表上，师生一起统计全班实验结果。引导学生进行小组讨论分析和交流：（1）将每个实验小组的结果与全班总的实验结果相比较，你有什么发现？（全班的统计结果更接近理论值，因为个体数量越大越接近统计规律。比如，我们知道人群中男女比例接近1：1，具体到每个家庭，第一胎生女孩后，第二胎一定是男孩吗？一个家庭中生男生女的比例不一定接近1：1，因为样本数太小，而一个省、市就更接近1：1，孟德尔的遗传统计是建立在大样本基础上的；（2）如果孟德尔当时只统计10株豌豆杂交，他还能正确的解释分离现象吗？（很难，因为样本实验统计的样本数足够多，是孟德尔能够正确分析实验结果的前提条件之一，当对10株个体作统计时，会出现较大误差。在此过程中，教师巡视，参与部分小组讨论，组织学生交流，引导得出正确结论。（3）比较各小组数据的差异，引导学生从分工情况、操作要点、重复次数、选材等方面进行误差分析。最后，小组间共同讨论减少误差、改进实验方法。5.拓展孟德尔是历史上把统计学应用于生物科学的第一人，这也是他成功的关键点之一，掀开了遗传学乃至生物学新的篇章。简单介绍概率规则中的加法定律和乘法定律，将概率概念引入生物教学，为后面相关计算打基础。由实验结果：甲(早)杯抓取情况D：dF1;乙(A)杯抓取情况D：d^1:1可知，F1个体(Dd)产生的任意一个携带D的雄配子的概率为1/2,携带d雄配子的概率为1/2，任意一个携带D或d的雌配子的概率也为1/2；受精时，雌、雄配子随机结合，因而受精卵遗传因子组成概率就是两个配子类型概率的乘积，即P(dd)=P(d)XP(d)=P(d)2=(1/2)X(1/2)=1/4；P=PXP+PXP=2PXP=(1/2)X(1/2)+(1/2)X(1/2)(Dd)(D) (d) (d) (D) (D) (d) /=1/2；P(dd)=P(d)XP(d)=P(d)2=(1/2)X(1/2)=1/4P(D)+P"6.课堂小结实验原理：由于进行有性杂交的亲本，在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，形成两种比例相等的配子。受精时，雌雄配子随机结合。F2的遗传因子组成比为1:2:1，表现型有两种，其比为3：1。因此，杂合子杂交后代发育成的个体，就一定会发生性状分离。通过模拟雌雄配子随机结合的过程，来探讨杂交后代的性状表现。实验目的：认识和理解遗传因子的分离和配子随机结合与性状之间的数量关系，间接的、具体的体验孟德尔假说。实验结果：见小黑板上用于统计全班实验结果的表格。结论：F1产生的配子为D：dF1，模拟雌、雄配子的随机结合，「2的遗传因