高中生物 第二单元 遗传的基本规律 第一章 基因的分离规律 第一节 孟德尔试验的科学方法教案 中图版必修2

1、第一节 孟德尔试验的科学方法一、教学目标1、了解一般的科学研究方法：实验结果假说实验验证理论2、了解两大遗传定律的关系3、理解孟德尔的科学方法4、选用豌豆作为实验材料的原因二、重难点：科学研究方法：实验结果假说实验验证理论三、板书设计： 一、恰当的选择试验材料 二、巧妙的运用由简到繁的试验方法 三、运用数理统计的方法 四、严密的假说演绎过程 1、提出问题 2、提出假说 3、设计试验验证假说 4、总结规律四、教学过程： 导入：在前人工作的基础上孟德尔进行了植物杂交实验，并且一针见血地指出：前人的工作“到目前为止，还没有卓有成效地提出一个能普遍应用的控制杂种形成和发育的规律。”并指出了存在的问题：

2、（1）没有一个试验能确定杂种后代出现的类型数目；（2）没有按照不同世代把这些类型予以归类；（3）没有搞清它们在统计学上的关系。针对这些问题孟德尔开展了8年工作，采用32个品种，观察了7对性状(图1-1)，最终总结了2个定律，即独立分配和自由组合定律，后人称为孟德尔定律，从而创建了遗传学，其贡献与当时十九世纪三大发现相比毫不逊色，遗憾的是不幸被埋没了35年，这是遗传学发展。那么孟德尔的成功是不是偶然的呢，显然不是，今天我们就介绍一下孟德尔科学的试验方法：一、恰当的选择试验材料： 教师讲述：孟德尔在选择材料的时候选的是豌豆，为什么要选择豌豆呢，其中有道理的，学生阅读课本，回答原因，教师总结：1、豌

3、豆是自花传粉、闭花授粉的植物，自然状况下是纯种，2、豌豆品种间的性状差异大，容易区分； 二、巧妙的由简到繁的方法：教师举例学生总结：1、什么是相对形状？2、孟德尔选用的是几对相对性状？教师总结：大家知道，孟德尔的论文的醒目标题是植物杂交试验，因此他所从事试验的方法，主要是“杂交试验法”。他用纯种的高茎豌豆与矮茎豌豆作亲本（亲本以P表示），在它们的不同植株间进行异花传粉。如图2-4所示高茎豌豆与矮茎豌豆异花传粉的示意图。结果发现，无论是以高茎作母本，矮茎作父本，还是以高茎作父本，矮茎作母本（即无论是正交还是反交），它们杂交得到的第一代植株（简称“子一代”，以F1表示）都表现为高茎。也就是说，就这

4、一对相对性状而言，F1植株的性状只能表现出双亲中的一个亲本的性状高茎，而另一亲本的性状矮茎，则在F1中完全没有得到表现。 又如，纯种的红花豌豆和白花豌豆进行杂交试验时，无论是正交还是反交，F1植株全都是红花豌豆。正因为如此，孟德尔就把在这一对性状中，F1能够表现出来的性状，如高茎、红花，叫做显性性状，而把F1未能表现出来的性状，如矮茎、白花，叫做隐性性状。孟德尔在豌豆的其他5对相对性状的杂交试验中，都得到了同样的试验结果，即都有易于区别的显性性状和隐性性状。孟德尔在研究的时候是选用的是一对相对性状。三、运用数学方法数学统计教师叙述：豌豆表型F1F2F2比例圆形皱缩子叶圆形5474圆1850皱2

5、.96:1黄叶绿色子叶黄色6022黄2001绿3.01:1紫花白花紫花705紫224白3.15:1膨大缢缩豆荚鼓胀882鼓299瘪2.95:1绿色黄色豆荚绿色428绿152黄2.82:1花腋生花顶生腋生651腋生207顶生3.14:1高植株矮植株高植株787高277矮2.84:1四、严密的假说演绎：（一）设计严密，层次分明1.亲本杂交（parent generation）：（1）选材：孟德尔选材时考虑到“这种植物的杂种在开花期必须防止所有外来花粉的影响”。刚开始，鉴于豆科植物的特殊花器结构成为被选的实验材料，最终选择了严格自花受粉的豌豆；在实验中他又注意选择生命力强的种子，使后代的成活力相同，

6、避免统计误差；种子在使用前进行试种，观察是否存在分离，确定纯种后才使用。(2) 选择研究的性状：“具有稳定的可区分性”，即质量性状，摒弃数量性状，抓住了遗传规律的主流。(3) 继承了前人采用的正反交（reciprocal cross），为以后区分伴性遗传和细胞质遗传打下基础。(4) 设立对照实验：将盆栽的植物移到温室内和大田种植的作对照，以排除虫媒的干扰。2. 杂种1代（filial generation 1，F1）的观察：确定了“显性”（dominate）性状和“隐性”(recessive)性状。将在杂交中能传递给后代的性状称为显性，而在传递过程中潜伏的性状称为隐性。3. F2代的观察(1)

7、 对后代的性状进行了统计处理，发现显性性状和隐性性状的分离比为31；(2) 注意到了“当试验植株数目较少时，结果可发生相当大的波动”，因而采用大样本。(3) 为保证后代成活、统计精确，十分细致地将矮株进行移植，避免其被相邻的高株覆盖因得不到阳光而死亡。(4) 对具有显性性状的植株，进一步通过自交来研究其遗传结构。4. F3代的研究经观察统计表型为显性（A）的植株有两种基因型：AA和Aa，比例为12。 （二）科学推论对以上的结果，孟德尔进行了科学推论：（1）遗传因子成对存在，形成生殖细胞时彼此分离；（2）以A代表显性性状，a代表隐性性状，Aa表示杂合类型，那么在F2代中后代的构成可用公式：1A+2Aa+1a 来表示，表明了各种类型的基因型以及比例。 （三）精确验证孟德尔不仅推论出公式并创用测交（tes