【生物】孟德?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)（二）教學(xué)設(shè)計(jì)-2024-2025學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版（2019）必修2

課題第2節(jié)孟德?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)（3-4個(gè)課時(shí)）時(shí)間教材分析本節(jié)內(nèi)容在孟德?tīng)柗蛛x定律的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討不同性狀之間的關(guān)系及本質(zhì)，使我們可以更加深入的了解遺傳現(xiàn)象?！睹系?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)（二）》，由“兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)”，“對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋”，“對(duì)現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證”等內(nèi)容構(gòu)成。本節(jié)在教學(xué)內(nèi)容的安排上與第1節(jié)一樣，同樣是按照科學(xué)發(fā)現(xiàn)過(guò)程的順序來(lái)構(gòu)建框架體系，并按著孟德?tīng)柕膶?shí)驗(yàn)過(guò)程，由現(xiàn)象到實(shí)質(zhì)，層層深入地展開(kāi)討論。本節(jié)開(kāi)始就提出新的質(zhì)疑；“一對(duì)相對(duì)性狀的分離對(duì)其他相對(duì)性狀有沒(méi)有影響呢？”在此基礎(chǔ)上再展開(kāi)對(duì)兩對(duì)相對(duì)性狀的討論，既強(qiáng)調(diào)了二者之間的聯(lián)系，又褒揚(yáng)了孟德?tīng)柛矣谫|(zhì)疑、勇于創(chuàng)新和實(shí)踐的科學(xué)品質(zhì)和科學(xué)精神。同時(shí)，在內(nèi)容的表述上十分注重建立兩對(duì)性狀與一對(duì)性狀的聯(lián)系，如不僅單獨(dú)分析粒形與粒色，還以旁欄思考題的形式，從數(shù)學(xué)角度引導(dǎo)學(xué)生建立兩者之間的聯(lián)系。這為學(xué)生理解從單因素到多因素進(jìn)行研究的科學(xué)方法埋下了伏筆。學(xué)情分析由于在初中學(xué)習(xí)過(guò)一些遺傳知識(shí),部分學(xué)生可能在思想上并不重視本章的學(xué)習(xí),加之本章專(zhuān)有名詞較多,潛在的運(yùn)算公式較多,推理過(guò)程復(fù)雜多樣,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)學(xué)生以為自己學(xué)會(huì)了,可實(shí)際上概念性問(wèn)題模糊不清,推理過(guò)程不合邏輯的情況。本章學(xué)習(xí)中運(yùn)用了大量的推理和運(yùn)算,對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)思想是一個(gè)極大的考驗(yàn)。每年都有一部分學(xué)生沒(méi)有學(xué)會(huì)應(yīng)用遺傳規(guī)律進(jìn)行推理計(jì)算,主要原因在于對(duì)單位1、分?jǐn)?shù)、比例等概念理解不到位,所以他們?cè)谶z傳計(jì)算中無(wú)法確定整體1指的是什么,因而寫(xiě)出來(lái)的分?jǐn)?shù)自然就沒(méi)有道理。遺傳計(jì)算中會(huì)用到數(shù)學(xué)中的加法原理、乘法原理,一些數(shù)學(xué)能力較強(qiáng)的學(xué)生相對(duì)容易接受,而數(shù)學(xué)能力較差的學(xué)生則會(huì)出現(xiàn)加法、乘法亂用的現(xiàn)象教學(xué)目標(biāo)1.闡明自由組合定律，并能運(yùn)用自由組合定律解釋或預(yù)測(cè)一些遺傳現(xiàn)象。（生命觀念）2.通過(guò)對(duì)孟德?tīng)杻蓪?duì)相對(duì)性狀雜交實(shí)驗(yàn)的分析，培養(yǎng)歸納與演繹的科學(xué)思維，進(jìn)一步體會(huì)假說(shuō)-演繹法。（科學(xué)思維、生命觀念）3.通過(guò)分析孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律的原因，體會(huì)孟德?tīng)柕某晒?jīng)驗(yàn)，認(rèn)同敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新、探索求真的科學(xué)精神。（科學(xué)思維、科學(xué)探究）4.說(shuō)出基因型、表型和等位基因的含義。（生命觀念）教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)(1)兩對(duì)相對(duì)性狀雜交實(shí)驗(yàn)的分析，自由組合定律。(2)孟德?tīng)柅@得成功的原因2.教學(xué)難點(diǎn)(1)對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋?zhuān)?2)運(yùn)用遺傳規(guī)律解釋或預(yù)測(cè)一些遺傳現(xiàn)象，教學(xué)內(nèi)容及流程學(xué)習(xí)任務(wù)教學(xué)過(guò)程（第1-2課時(shí)）備注課堂導(dǎo)入【教師講述】孟德?tīng)柼岢觥胺蛛x定律”研究的是一對(duì)性狀，但通過(guò)觀察花園里的豌豆植株，孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)就子葉顏色和種子形狀來(lái)看，包括兩種類(lèi)型：一種是黃色圓粒的，一種是綠色皺粒的。【思考討論】1.決定子葉顏色的遺傳因子對(duì)決定種子形狀的遺傳因子會(huì)不會(huì)有影響呢？2.黃色的豌豆一定是飽滿(mǎn)的、綠色的豌豆一定是皺縮的嗎？【教師講述】一對(duì)相對(duì)形狀的遺傳遵循基因的分離定律，那兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳遵循什么定律呢？期待通過(guò)新課的學(xué)習(xí)找到答案。依據(jù)一對(duì)相對(duì)性狀雜交實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，運(yùn)用分離定律，以小組為單位，畫(huà)出黃色和綠色、圓粒和皺粒雜交的遺傳圖解。產(chǎn)生認(rèn)知沖突，引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)人新的學(xué)習(xí)情境。兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)【思考討論】通過(guò)觀察黃色圓粒和綠色皺粒兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳圖解，思考：1.正交、反交的F1全是黃色圓粒，說(shuō)明了什么？黃色對(duì)綠色為顯，圓粒對(duì)皺粒為顯。2.F2與親本不同的性狀組合是什么?綠色圓粒和黃色皺粒。3.為什么會(huì)出現(xiàn)新的性狀組合呢？它們之間有什么數(shù)量關(guān)系嗎？它們的數(shù)量比接近9∶3∶3∶14.這與一對(duì)相對(duì)性狀雜交實(shí)驗(yàn)中F2的3∶1的數(shù)量比有聯(lián)系嗎？每一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳都遵循了分離定律。即控制種子形狀的遺傳因子的遺傳，與控制子葉顏色的遺傳因子的遺傳是互不干擾的。通過(guò)對(duì)兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的討論和分析,讓學(xué)生了解雜交實(shí)驗(yàn)的過(guò)程統(tǒng)計(jì)方法,學(xué)會(huì)從一對(duì)相對(duì)性狀到兩對(duì)相對(duì)性狀的數(shù)據(jù)分析,并嘗試解釋兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中F2的性狀分離比與一對(duì)相對(duì)性狀性狀分離比的數(shù)學(xué)關(guān)系。對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋【教師講述】孟德?tīng)柼岢黾僬f(shuō)：1.假設(shè)豌豆的圓粒和皺粒分別由遺傳因子R、r控制；黃色和綠色分別由遺傳因子Y、y控制。2.F1在產(chǎn)生配子時(shí)，每對(duì)遺傳因子彼此分離，不同對(duì)的遺傳因子可以自由組合。3.F1的配子類(lèi)型及數(shù)量比：YR：yR：Yr：yr=1∶1∶1∶14.受精時(shí)，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的。通過(guò)遺傳圖解和棋盤(pán)法，得出雌雄配子的結(jié)合方式有16種、遺傳因子的組合形式有9種、性狀表現(xiàn)為4種?！窘處熤v述】采用棋盤(pán)法，觀察9：3：3：1的分布范圍的規(guī)律，對(duì)遺傳因子的組合形式中的純合子、雜合子進(jìn)行表格歸納?！窘處熤v述】從數(shù)學(xué)的角度分析，9∶3∶3∶1與3∶1之間的數(shù)學(xué)聯(lián)系，以更好地理解兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳結(jié)果：鼓勵(lì)并引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合孟德?tīng)栂惹暗难芯克悸泛头椒?，大膽預(yù)測(cè)F能產(chǎn)生4種等量的配子。本環(huán)節(jié)主要用孟德?tīng)柕募僬f(shuō)來(lái)解釋兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn),教師重點(diǎn)演示“成對(duì)的遺傳因子彼此分離,不成對(duì)的遺傳因子自由組合”的邏輯關(guān)系,讓學(xué)生理解自由組合產(chǎn)生4種配子的原理。同時(shí),還應(yīng)強(qiáng)調(diào)棋盤(pán)的畫(huà)法、注意事項(xiàng)等,便于學(xué)生在以后的實(shí)踐中用棋盤(pán)法解決問(wèn)題。對(duì)自由組合現(xiàn)象的驗(yàn)證【思考討論】你認(rèn)為關(guān)鍵是要驗(yàn)證什么？如何驗(yàn)證？設(shè)計(jì)思路是什么？【教師講述】設(shè)計(jì)思路：隱性純合子（yyrr）只產(chǎn)生一種含有隱性遺傳因子（yr）的配子，測(cè)交后代的性狀表現(xiàn)該由F1產(chǎn)生的配子種類(lèi)及比例來(lái)決定，因此，可以通過(guò)觀察測(cè)交后代的性狀表現(xiàn)及比例來(lái)推測(cè)F1產(chǎn)生的配子種類(lèi)及比例，進(jìn)而推測(cè)F1的遺傳因子組成。（等價(jià)于驗(yàn)證F1產(chǎn)生了含YR、Yr、yR、yr的4種數(shù)量相等的配子。）【教師講述】進(jìn)行演繹推理，進(jìn)行測(cè)交實(shí)驗(yàn)（正反交使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確）驗(yàn)證，測(cè)交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與預(yù)測(cè)相符。因此可以證明，孟德?tīng)枌?duì)兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳規(guī)律的解釋是完全正確的。（與分離定律一樣，自由組合定律同樣也可以用自交和花粉鑒定法來(lái)驗(yàn)證）培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的遷移應(yīng)用能力。感悟孟德?tīng)柼剿鬟^(guò)程中大膽的想象和創(chuàng)新。啟發(fā)學(xué)生理性思考實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)和巧妙之處，理解進(jìn)行科學(xué)探究必須要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和縝密的思維。通過(guò)分析參與受精的各配子的作用,幫助學(xué)生理解測(cè)交時(shí)選擇隱性個(gè)體(yyrr)的意義,進(jìn)而理解測(cè)交的意義。自由組合定律【教師講述】自由組合定律（孟德?tīng)柕诙桑嚎刂撇煌誀畹倪z傳因子的分離和組合是互不干擾的；在形成配子時(shí)，決定同一性狀的成對(duì)的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合?！窘處熤v述】自由組合定律的適用范圍：①真核生物的性狀遺傳。②有性生殖生物的性狀遺傳。③細(xì)胞核遺傳。（細(xì)胞質(zhì)中的遺傳因子及原核生物和非細(xì)胞生物都不遵循）④兩對(duì)及以上相對(duì)性狀的遺傳。（一對(duì)相對(duì)性狀只遵循分離定律）⑤控制兩對(duì)或兩對(duì)以上性狀的遺傳因子分別位于幾對(duì)同源染色體上?！颈容^歸納】比較自由定律和自由組合定律，進(jìn)行表格歸納。共同歸納總結(jié)自由組合定律的內(nèi)容，歸納總結(jié)明確本節(jié)教學(xué)核心內(nèi)容。通過(guò)閱讀自由組合定律的內(nèi)容,要求學(xué)生了解并識(shí)記重要理論,并在教師的講解下對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行深刻理解,最終達(dá)到能夠辨析概念的程度。孟德?tīng)枌?shí)驗(yàn)方法的啟示【教師講述】梳理總結(jié)在自由組合定律提出的過(guò)程中假說(shuō)演繹法的運(yùn)用。【思考討論】為什么孟德?tīng)柲軌蛉〉贸晒δ?？孟德?tīng)枌?duì)雜交實(shí)驗(yàn)的研究也不是一帆風(fēng)順的。他曾花了幾年時(shí)間研究山柳菊，結(jié)果卻并不理想。主要原因：①山柳菊沒(méi)有既容易區(qū)分又可以連續(xù)觀察的相對(duì)性狀②山柳菊有時(shí)進(jìn)行有性生殖，有時(shí)進(jìn)行無(wú)性生殖③山柳菊的花小，難以做人工雜交實(shí)驗(yàn)【教師講述】孟德?tīng)柅@得成功的原因：①選材科學(xué)：正確選用實(shí)驗(yàn)材料——豌豆。②策略科學(xué)：由單因素到多因素的研究方法：先研究一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳，再研究?jī)蓪?duì)或多對(duì)性狀的遺傳。③設(shè)計(jì)科學(xué)：科學(xué)地設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)程序、并用新的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——假說(shuō)演繹法。④鍥而不舍：假說(shuō)-演繹法歷經(jīng)近十年研究。⑤分析科學(xué)：用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。認(rèn)同科學(xué)研究過(guò)程中科學(xué)思維與科學(xué)方法的重要性，認(rèn)同孟德?tīng)柛矣谫|(zhì)疑、勇于創(chuàng)新、探索求真的科學(xué)精神。感悟科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的求知態(tài)度，認(rèn)同科學(xué)是不斷發(fā)展的。孟德?tīng)柍瑫r(shí)代的發(fā)現(xiàn)是有原因的。分析、借鑒前人的成功經(jīng)驗(yàn),有益于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)探究材料、方法、程序等的理解,尤其是孟德?tīng)柧哂胸S富的數(shù)學(xué)知識(shí)并能在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中加以應(yīng)用,在教學(xué)中可以提示學(xué)生用數(shù)學(xué)思想解決遺傳學(xué)問(wèn)題。孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)【教師講述】1909年，丹麥生物學(xué)家約翰遜（1857—1927）給孟德?tīng)柕摹斑z傳因子”一詞起了一個(gè)新名字，叫作“基因”，并且提出了表型（也叫表現(xiàn)型）和基因型的概念。①表型：生物個(gè)體表現(xiàn)出來(lái)的性狀，如豌豆的高莖和矮莖。②基因型：與表型有關(guān)的基因組成，如高莖豌豆的基因型是DD或Dd，矮莖豌豆的基因型是dd。③等位基因：控制相對(duì)性狀的基因，如D和d。注意：表現(xiàn)型＝基因型+環(huán)境條件（表型相同的個(gè)體，基因型不一定相同；基因型相同的個(gè)體，表型不一定相同，還受環(huán)境的影響。）進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的求知欲，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)新知的不斷探索。通過(guò)資料展示孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn),讓學(xué)生理解表型、基因型、等位基因3個(gè)概念,在落實(shí)概念的基礎(chǔ)上,通過(guò)數(shù)學(xué)推導(dǎo),讓學(xué)生領(lǐng)悟核心概念“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(yù)測(cè)子代的遺傳性狀”。孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的運(yùn)用【教師講述】分離定律和自由組合定律在生物的遺傳中具有普遍性：①助于人們正確地解釋生物界普遍存在的遺傳現(xiàn)象。②預(yù)測(cè)雜交后代的類(lèi)型和它們出現(xiàn)的概率。③在動(dòng)植物育種和醫(yī)學(xué)實(shí)踐等方面都具有重要意義?！就卣寡a(bǔ)充】重組類(lèi)型：（1）重組類(lèi)型不是指F2中遺傳因子組成與親本不同的個(gè)體，而是指F2中性狀表現(xiàn)與親本不同的個(gè)體。（2）含兩對(duì)相對(duì)性狀的純合親本雜交，F(xiàn)2中重組類(lèi)型不一定為3/8（YYRR和yyrr），也可能是5/8（YYrr和rrYY），這與親本的遺傳因子組成有關(guān)。通過(guò)具體實(shí)例幫助學(xué)生理解孟德?tīng)柕膬纱筮z傳規(guī)律在動(dòng)植物育種和醫(yī)學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用,進(jìn)一步理解雜交育種的目的和方法,學(xué)會(huì)推理預(yù)測(cè)某些遺傳病的發(fā)生概率。明確任何科學(xué)研究最終的目的，都是為了解決人類(lèi)生產(chǎn)生活問(wèn)題，為了人類(lèi)更加美好的生活。對(duì)學(xué)生進(jìn)行職業(yè)生涯指導(dǎo)，學(xué)習(xí)育種工作者勇于創(chuàng)新、持之以恒的科學(xué)精神。注重實(shí)踐教學(xué)，體驗(yàn)學(xué)以致用的快樂(lè)，提升學(xué)生主動(dòng)向他人宣傳關(guān)愛(ài)生命、健康生活的社會(huì)責(zé)任感。小結(jié)與練習(xí)【課堂小結(jié)】同板書(shū)【課堂練習(xí)】處理教材中的思考討論、練習(xí)與應(yīng)用，處理雙導(dǎo)學(xué)案和分層作業(yè)引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注知識(shí)內(nèi)容的梳理，嘗試構(gòu)建概念圖。板書(shū)設(shè)計(jì)1.2.1孟德?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)（二）作業(yè)布置【課后作業(yè)】1.完成分層訓(xùn)練課后素養(yǎng)評(píng)價(jià)、2.完成雙導(dǎo)學(xué)案對(duì)應(yīng)內(nèi)容和下一節(jié)問(wèn)題式預(yù)習(xí)部分教學(xué)反思分離定律是白由組合定律的基礎(chǔ),孟德?tīng)栠M(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)每一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳都遵循分離定律,那么分離定律就可以當(dāng)成分析自由組合定律的工具。分離定律中的相關(guān)規(guī)律,如F在產(chǎn)生配子時(shí),每對(duì)遺傳因子彼此分離:受精時(shí),雌雄配子隨機(jī)結(jié)合等,都可以直接拿來(lái)運(yùn)用,幫助解釋自由組合現(xiàn)象。先通過(guò)單獨(dú)分析每一對(duì)相對(duì)性狀的分離情況,使學(xué)生得出每對(duì)相對(duì)性狀的遺傳都遵循了分離定律的結(jié)論,而兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)是兩對(duì)相對(duì)性狀的自由組合,再用概率推演的方式,預(yù)測(cè)控制不同性狀的遺傳因子也是白由組合的,進(jìn)而讓學(xué)生能夠接受并理解孟德?tīng)枮槭裁刺岢霭子山M合的假說(shuō)。孟德?tīng)栐诮忉屧摤F(xiàn)象時(shí),其天才般的假設(shè)基于他雄厚的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。因此引入相關(guān)數(shù)學(xué)概念,從數(shù)學(xué)的角度解釋白由組合現(xiàn)象,為今后解決自由組合問(wèn)題提供了一把鑰匙,即所有的自由組合問(wèn)題都可以先將每一對(duì)相對(duì)性狀單獨(dú)用分離定律分析,然后結(jié)合乘法原理解決。學(xué)習(xí)任務(wù)教學(xué)過(guò)程（第3-4課時(shí)自由組合定律計(jì)算專(zhuān)題）備注遺傳學(xué)的解題步驟【教師講述】遺傳學(xué)的解題步驟：①寫(xiě)出該題的相對(duì)性狀②判斷顯隱形關(guān)系③寫(xiě)出親子代的遺傳圖解④先分析每一對(duì)相對(duì)性狀的結(jié)果，然后運(yùn)用乘法原理解題通過(guò)對(duì)接數(shù)學(xué)的計(jì)數(shù)原理讓學(xué)生接受和理解概率計(jì)算中加法原理、乘法原理的使用條件和原則,便于解答遺傳計(jì)算類(lèi)題目。9：3：3：1的變式【教師講述】“三步法”歸納自由組合定律中特殊分離比解題：①判斷是否遵循基因的自由組合定律：若沒(méi)有致死的情況，雙雜合子自交后代的表型比例之和為16，則遵循基因的自由組合定律，否則不遵循基因的自由組合定律。②寫(xiě)出遺傳圖解：根據(jù)基因的自由組合定律，寫(xiě)出F2四種表型對(duì)應(yīng)的基因型，并注明自交后代性狀分離比(9∶3∶3∶1)，然后結(jié)合作用機(jī)理示意圖推敲雙顯性、單顯性、雙隱性分別對(duì)應(yīng)什么表型。③合并同類(lèi)項(xiàng)：根據(jù)題意，將具有相同表型的個(gè)體進(jìn)行“合并同類(lèi)項(xiàng)”。多對(duì)相對(duì)性狀的自由組合【教師講述】應(yīng)用分離定律解決自由組合定律：解題思路：先拆分，后組合：①先確定是否遵循基因的自由組合規(guī)律。②拆分：將題中的兩對(duì)(或多對(duì))基因（性狀）拆分成一對(duì)，用基因的分離規(guī)律進(jìn)行分析研究。③組合：將用分離規(guī)律分析的結(jié)果按一定方式進(jìn)行組合或相乘。配子類(lèi)型及配子間結(jié)合方式問(wèn)題子代基因型種類(lèi)及概率問(wèn)題子代表型種類(lèi)及概率問(wèn)題注意：①計(jì)算子代雜合子概率時(shí)不能直接使用乘法定律，應(yīng)該先計(jì)算純合子的比例，然后用1－純合子的比例。②計(jì)算子代表型或基因型不同于親本的概率時(shí)不能直接使用乘法定律，應(yīng)先計(jì)算與親本基因型或表型相同的概率，然后用1－基因型或表型與親本相同的概率。已知子代求親本（逆推）【教師講述】已知子代求親本（逆推）：根據(jù)子代表型比例拆分為分離定律的分離比，確定每一對(duì)相對(duì)性狀的親本基因型，再組合。特殊致死情況【教師講述】特殊