【公開課】孟德爾的豌豆雜交實驗(一)+教案高一下學期生物人教版必修2

課題：《孟德爾的豌豆雜交實驗(一)》教學設(shè)計一、課標要求與解讀【課標要求】課程標準與本節(jié)對應的“內(nèi)容要求”是:“闡明有性生殖中基因的分離和自由組合使得子代的基因型和表型有多種可能，并可由此預測子代的遺傳性狀”?；诿系聽柾愣闺s交實驗的事實和數(shù)據(jù)，運用歸納、演繹等科學思維方法，進行提出假說、構(gòu)建模型、模擬實驗、建構(gòu)概念等教學活動:按照從感性認識到理性認識的認知規(guī)律分析問題，透過孟德爾豌豆雜交實驗的現(xiàn)象來看分離定律的本質(zhì)，從中體驗科學探索討程，科學家的科學態(tài)度和科學精神:形成“有性生殖中基因的分離和重組導致雙親后代的基因組合有多種可能”的初步認識?！菊n標解讀】本節(jié)的“問題探討”通過紅、藍墨水混合的比喻，來說明融合遺傳的含義，其意圖是引導學生依據(jù)日常生活經(jīng)驗類比遺傳現(xiàn)象，暴露學生的錯誤概念，引發(fā)學生的認知沖突，以此產(chǎn)生融合遺傳是否合理的疑問。在問題中，教材引導學生分析紅花豌豆與白花豌豆雜交后，子代的豌豆花會是什么顏色。這是本節(jié)將要學習的豌豆的7對相對性狀之一，這樣就將“問題探討”情境中創(chuàng)設(shè)的問題與本節(jié)內(nèi)容聯(lián)系在一起，為進一步理解本節(jié)所述的孟德爾的顆粒遺傳觀點埋下伏筆。二、教學內(nèi)容與分析【教材分析】孟德爾的豌豆雜交實驗一由“一對相對性狀的雜交實驗”“對分離現(xiàn)象的解釋”“對分離現(xiàn)象解釋的驗證”“分離定律”四部分內(nèi)容構(gòu)成，是遺傳學的基本規(guī)律也是學習遺傳與進化的基礎(chǔ)。本節(jié)的教學內(nèi)容主要是對分離現(xiàn)象解釋的驗證”和“分離定律”，即按照孟德爾的探索過程由現(xiàn)象到實質(zhì)，層層深入地展開的，體現(xiàn)了學科內(nèi)在邏輯性與學生認識規(guī)律的統(tǒng)一。其內(nèi)容理論性強，邏輯嚴密，是發(fā)展學生科學分析問題的能力和探究能力，學習科學史和科學精神的良好載體?！緦W情分析】學生在初中的學習過程中已經(jīng)學過花的結(jié)構(gòu)及發(fā)育，了解基因控制生物性狀等知識，但是學生缺乏遺傳細胞學基礎(chǔ)，即學生還沒學習減數(shù)分裂的知識，這反而有利于學生人從孟德爾的角度出發(fā)，創(chuàng)造性的分析解決問題。學生已經(jīng)學完必修一模塊，對高中生物已經(jīng)有了一定的科學思維基礎(chǔ)，知識也有了一定量的積累，這就為必修二模塊學習遺傳學知識奠定了一定細胞學基礎(chǔ)。必修二尤其第一章內(nèi)容更注重邏輯思維和推理能力，與數(shù)學概率等知識聯(lián)系緊密，需要較強的理性思維。三、核心素養(yǎng)生命觀念:區(qū)別性狀分離、顯性性狀、隱性性狀、雜合子和純合子等基本概念；科學思維:理解孟德爾一對相對性狀的雜交實驗及其解釋和驗證。通過學習孟德爾-對相對性狀的雜交實驗過程，體驗科學研究的一般過程；科學探索:闡明分離定律并能運用分離定律解釋和預測一些遺傳現(xiàn)象，并嘗試雜交實驗的設(shè)計。通過課前的調(diào)查實驗和課堂模擬實驗培養(yǎng)學生的動手能力和觀察、分析、整理歸納能力，學會科學的思維方法；社會責任:通過科學家的事跡，對學生進行熱愛科學、獻身科學的教育。體驗孟德爾遺傳實驗的科學方法和創(chuàng)新思維，逐漸養(yǎng)成敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新、勇于實踐，以及嚴謹求實的科學態(tài)度和科學精神。四、教學重點與難點【教學重點】1．對分離現(xiàn)象的解釋。2．以孟德爾的遺傳實驗為素材進行科學方法教育。3．對分離定律的驗證過程?！窘虒W難點】：1．對分離現(xiàn)象的解釋。2．以孟德爾的遺傳實驗為素材進行科學方法教育。3．對分離定律的驗證過程。五、教學方法問題解決式啟發(fā)導學六、教學準備課件制作、布置學生預習七、課時安排2個課時八、教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設(shè)計意圖導入第一課時創(chuàng)設(shè)情景，設(shè)疑引入“種瓜得瓜，種豆得豆”，“龍生龍，鳳生鳳，老鼠生兒打地洞”“龍生九子各不相同”，“一豬生九仔，連母十個樣”分別說明了什么現(xiàn)象？從而引入本學期的教學內(nèi)容：遺傳與進化展示課本的問題探討資料：人們曾經(jīng)認為，兩個親本雜交后，雙親的遺傳物質(zhì)會在子代體內(nèi)發(fā)生混合，使子代表現(xiàn)出介于雙親之間的性狀。就像把一瓶藍墨水和一瓶紅墨水倒在一起，混合液是另外一種顏色，再也無法分出藍色和紅色。這種觀點也稱作融合遺傳。提問：（1）按照上述觀點，當紅花豌豆與白花豌豆雜交后，子代的豌豆花會是什么顏色？（2）你同意上述觀點嗎？你的證據(jù)有哪些？[過渡]那么，遺傳物質(zhì)在親子代之間傳遞究竟遵循什么規(guī)律呢？今天我們就來解決這個問題。引導學生閱讀“本節(jié)聚焦”。學生談?wù)摶卮穑哼z傳與變異。結(jié)合學生的預習，回答回答閱讀“本節(jié)聚焦”。從生活實例出發(fā)，激發(fā)學生的學習興趣和學習動機明確本節(jié)課的學習任務(wù)認識孟德爾，走近實驗播放遺傳學之父——孟德爾的生平簡介的視頻，引導學生思考：孟德爾的學習背景和植物雜交實驗的經(jīng)歷，指出其中最成功的是豌豆雜交實驗。提問：（1）為什么只有豌豆雜交實驗最成功？（2）豌豆用作遺傳實驗材料的優(yōu)點是什么？結(jié)合圖片講述豌豆花的結(jié)構(gòu)特點。提問：（1）孟德爾如何進行豌豆的雜交？組織學生閱讀教材P3的人工異花傳粉示意圖，寫出該操作操作流程。提問：（1）為什么要對母本進行去雄？去雄應該在開花前還是開花后，為什么？（2）人工異花傳粉前后都需要進行套袋處理，為什么？[過渡]展示豌豆7對相對性狀的圖片，請學生觀察，并思考問題提問：（1）豌豆作遺傳實驗材料還具有哪些優(yōu)點？并引出相對性狀的概念:一種生物的同一性狀的不同表現(xiàn)類型。展示一些相對性狀，要求學生會判斷相對性狀。和學生一起總結(jié)豌豆作為雜交實驗材料的優(yōu)點。觀察孟德爾的簡介視頻，思考問題認識豌豆自花傳粉、閉花授粉的特點識圖、析圖，利用教材中的“相關(guān)信息”、正文內(nèi)容和插圖，結(jié)合對初中所學知識的回憶，明確自交、雜交的概念，并根據(jù)教師提示總結(jié)人工異花傳粉的流程。滲透科學實證觀念和孟德爾勇于沖破傳統(tǒng)觀念束縛的精神。講述與自主學習相結(jié)合，在師生共同解決問題的過程中，體會豌豆用于遺傳實驗材料的優(yōu)點。一對相對性狀的雜交實驗對分離現(xiàn)象的解釋對分離現(xiàn)象解釋的驗證分離定律性狀分離比的模擬實驗引導學生認識常見的遺傳學符號及含義。一、觀察實驗，發(fā)現(xiàn)問題[過渡]為了便于分析，孟德爾首先對一對相對性狀的遺傳進行了研究。逐步展示一對相對性狀雜交實驗的過程，并設(shè)置如下問題串。提問：（1）為什么子一代都是高莖的？為什么不是矮莖或是不高不矮的？難道矮莖性狀消失了嗎？（2）為什么子二代中的矮莖性狀又出現(xiàn)了？（3）F2中出現(xiàn)的3：1性狀分離比是偶然的嗎？從而引出以下三個概念：（1）隱性性狀：一對相對性狀的親本雜交，子一代未顯現(xiàn)出來的性狀；（2）顯性性狀：一對相對性狀的親本雜交，子一代顯現(xiàn)出來的性狀；（3）性狀分離：在雜種后代中，同時顯現(xiàn)出顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象。展示教材第4頁表1-1。歸納現(xiàn)象:F2中出現(xiàn)的性狀分離是有規(guī)律的，分離比接近3:1。提問：什么原因?qū)е逻z傳性狀在雜交后代中按一定的比例分離呢？請同學們自主閱讀教材P5，小組合作思考討論完成問題。（1）根據(jù)閱讀孟德爾提出了什么來修正融合遺傳？（遺傳因子—顆粒遺傳）（2）生物體內(nèi)遺傳因子怎樣存在？（3）生物配子中遺傳因子怎樣存在？（4）受精作用中遺傳因子隨配子怎樣結(jié)合？二、分析實驗，提出假說[過渡]孟德爾首先提出生物的性狀是由遺傳椅因子決定的。每個遺傳因子決定一種特定的性狀。指導學生基于雜交實驗的事實，結(jié)合老師的提示，通過討論完成圖解，分析遺傳因子的傳遞規(guī)律。假說一：生物的性狀是由遺傳因子決定的，這些遺傳因子不會相互融合、也不會在傳遞中消失。顯性性狀：由顯性遺傳因子控制（如用大寫D表示）隱性性狀：由隱性遺傳因子控制（如用小寫d表示）假說二：體細胞中的遺傳因子是成對存在的。純合子：遺傳因子組成相同（如DD、dd）雜合子：遺傳因子組成不同（如Dd）假說三：生物體在形成生殖細胞——配子時，成對的遺傳因子彼此分離，分別進入不同的配子。假說四：受精時，雌雄配子隨機結(jié)合。組織學生匯報討論結(jié)果，說明純合子、雜合子的概念，規(guī)范遺傳圖解的書寫。第二課時三、演繹推理，驗證假說[過渡]孟德爾的假說完美的解釋了雜交現(xiàn)象，但是孟德爾并沒有看到F1的遺傳因子組成及形成配子遺傳因子的分離現(xiàn)象。提問：他怎樣才能驗證自己的假說呢？布置小組任務(wù)：在F1自交、F1與顯性親本雜交、F1與隱性親本雜交中選擇最佳雜交方案證明F1的遺傳因子組成及其產(chǎn)生的配子種類和比例，預測結(jié)果并用遺傳圖解表示。組織學生匯報討論結(jié)果，闡明選擇方案的理由。展示規(guī)范的測交遺傳圖解，對學生出現(xiàn)的錯誤及時給予糾正。[過渡]一種正確的假說僅能解釋已有的實驗結(jié)果是不夠的，還應該能預測另外一些實驗的結(jié)果。如果實驗結(jié)果和預測相符，這個假說就得到了驗證。展示孟德爾測交實驗的結(jié)果，與預測相符。四、歸納概括，精煉規(guī)律引導學生歸納分離定律的內(nèi)容，請大家總結(jié)孟德爾一對相對性狀雜交實驗的結(jié)論。進一步講述假說—演繹法：孟德爾在對實驗現(xiàn)象進行觀察和體會分析的基礎(chǔ)上，通過嚴謹?shù)耐评砗痛竽懙南胂筇岢龊侠淼募僬f，然后演繹推理出測交實驗的結(jié)果，以可見的遺傳實驗的結(jié)果來推出不可見的遺傳因子的行為，從而驗證了假說，總結(jié)出遺傳規(guī)律，這種科學研究方法稱為假說—演繹法。五、模擬實驗，體驗假說以上內(nèi)容我們學習了孟德爾的一對相對性狀的雜交實驗，以及孟德爾一對相對性狀雜交實驗的結(jié)果做出的解釋（假說），我們通過一個模擬實驗來體驗孟德爾的假說。指導學生閱讀教材中的實驗目的和步驟，并回答下列問題。提問：（1）兩個桶內(nèi)放入相等的兩種彩球的含義是什么？兩個球內(nèi)的小球總數(shù)是否一定要相等？（2）分別從兩個桶內(nèi)隨機抓取一個彩球的含義是什么？（3）分別從兩個桶內(nèi)隨機抓取一個彩球組合在一起模擬的是什么過程？（4）為什么要將抓取的彩球放回原來的小桶內(nèi)并搖勻？組織學生設(shè)計記錄表，進行模擬實驗，記錄結(jié)果。提問：孟德爾的實驗數(shù)據(jù)是否支持樣本數(shù)量越大結(jié)果越接近理論值？觀察分析實結(jié)果，回答問題。提出父本、母本的思路。認同矮莖性狀是隱藏的觀點，通過實驗過程歸納顯性性狀、隱性性狀和性狀分離的概念。通過不完全歸納法，得出3:1的規(guī)律。通過對雜交實驗的分析，對應提示的問題，認同以下觀點。1.遺傳因子具有一定的獨立性，既不會相互融合也不會在傳遞中消失；2.遺傳因子在體細胞中成對存在；3.生物體在形成生殖細胞——配子時，成對的遺傳因子彼此分離，分別進入不同的配子。4.受精時，雌雄配子隨機結(jié)合使得后代出現(xiàn)3:1的性狀分離比。用符號進行描述，填圖1.孟德爾以F自交結(jié)果為依據(jù)提出假說，因此F自交不能用于證明假說。2.顯性親本為純合子，后代均為顯性個體，無法證明F1的遺傳因子組成。3.隱性純合子產(chǎn)生的含有隱性遺傳因子的配子在與F1產(chǎn)生的配子結(jié)合后，只表現(xiàn)出F1配子所決定的性狀，因此，后代的性狀種類和比例即F1所產(chǎn)生的配子的種類和比例。歸納分離定律的內(nèi)容。厘清模擬關(guān)系，明確實驗的模擬意義。1.兩種彩球分別模擬含有顯性、隱性兩種遺傳因子的配子，且F1產(chǎn)生的兩種配子數(shù)量相等。2.在形成配子時，成對的遺傳因子發(fā)生分離。3.模擬雌雄配子形成和隨機結(jié)合的過程。4.確保每次實驗中雌雄配子形成和結(jié)合的機會相等?；诿系聽枌嶒灥氖聦嵑蛿?shù)據(jù)，培養(yǎng)學生尊重和證據(jù)，以及嚴謹務(wù)實的求知態(tài)度。體會孟德爾實驗方法的創(chuàng)新性，認同數(shù)學統(tǒng)計法在遺傳學研究中的價值。培養(yǎng)學生基于事實和證據(jù)進行歸納、概括的能力。在學習過程中逐漸構(gòu)建相關(guān)概念，學習遺傳圖解，提升用科學符號表述實驗結(jié)果的能力。訓練學生的批判性思維，滲透科學實證的思想。通過對各種方案的評價、選擇，訓練學生縝密的科學思維。通過嚴謹?shù)耐评硇纬筛拍?，深化對測交概念的理解。體會孟德爾首創(chuàng)測交實驗的創(chuàng)新性基于演繹推理的結(jié)果，通過歸納、概括，形成遺傳現(xiàn)象建立在遺傳因子有規(guī)律的活動基礎(chǔ)_上的認識。通過對概念形成過程中科學思維方法的概括總結(jié)，培養(yǎng)嚴謹務(wù)實的求知態(tài)度。感悟孟德爾提出顆粒遺傳這一超越自