高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 盂德尔的豌豆杂交实验(一)第1课时教案
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1.1《孟德尔的豌豆杂交实验(一)》
第1课时
学校 、班级
科目
课型
新授课
课时
1
执教
生物
大单元《遗传因子的发现》教学目标
1.明确杂交、自交、测交及正反交等交配方式,说出基因型、表型和等位基因的含义。
2.通过孟德尔豌豆杂交实验的分析,体验科学研究的一般过程,能解释和预测生活中的遗传现象,培养学生的科学思维。
3.认同在科学探究中正确选材、运用数学统计方法、提出新概念以及应用符号体系表达概念的重要性。
4.阐明分离定律和自由组合定律,并运用分离定律和自由组合定律解释或预测一些遗传现象。
5.通过孟德尔研究的事迹,对学生进行热爱科学、献身科学的教育,体会孟德尔的创新思维,逐渐养成敢于质疑、勇于创新和实践以及严谨求实的科学态度和科学精神,培养学生的社会责任感。
6.尝试杂交实验的设计,培养学生的动手能力和观察、分析、整理归纳的能力。
课标要求
大概念:遗传信息控制生物性状,并代代相传。
重要概念:有性生殖中基因的分离和重组导致双亲后代的基因组合有多种可能。
次位概念:
(1)说明进行有性生殖的生物体,其遗传信息通过配子传递给子代
(2)阐明有性生殖中基因的分离和自由组合使得子代的基因和表型有多种可能,并可由此预测子代的遗传性状
教材内容分析
教材内容
《孟德尔豌豆杂交实验(一)》的教学内容由“豌豆用作遗传实验材料的优点”、“一对相对性状的杂交实验”、“对分离现象的解释”,“性状分离比的模拟实验”,“对分离现象的解释的验证”五部分内容构成,内容较多,需分为两个课时完成。《孟德尔豌豆杂交实验(一)》是以孟德尔发现遗传因子的实验过程为主线,突出科学史和科学研究方法的教育。教材中以问题为线索,引导学生思考、分析孟德尔遗传实验的科学方法,达到阐明分离定律,最终能够运用分离定律解释一些遗传现象的教学目标。
地位作用
《孟德尔豌豆杂交实验(一)》是2019人教版高中生物必修二第一章第一节的内容,教材用科学方法教育统领了教学全过程。学生在分析实验的过程中,体验“假说—演绎法”这一科学研究的过程,体验孟德尔敢于质疑、敢于创新、勇于实践以及严谨、求实的科学态度和科学精神,为后面学习自由组合定律、摩尔根的果蝇杂交实验和DNA复制过程等打下基础。
学习者特征分析
一般特征
学习积极性较高、思维活跃;实验分析能力、分析问题和解决问题的能力都有待加强。
原有能力
学生在初中已经接触了一些相关概念,知道了遗传、变异、性状、相对性状、基因等基本概念,通过本节内容的学习还将继续深化学生对这些概念的理解。
教学目标
1.区别性状分离、显性性状、隐性性状、自交、杂交等基本概念。
2.理解孟德尔一对相对性状杂交实验过程,通过学习孟德尔一对相对性状的杂交实验过程,体验科学研究的一般过程,能解释和预测生活中的遗传现象,培养学生的科学思维。
3.尝试杂交实验的设计,培养学生的动手能力和观察、分析、整理归纳的能力。
4.通过孟德尔研究的事迹,对学生进行热爱科学、献身科学的教育,体会孟德尔的创新思维,逐渐养成敢于质疑、勇于创新和实践以及严谨求实的科学态度和科学精神,培养学生的社会责任感。
教学重点
1.区别性状分离、显性性状、隐性性状、自交、杂交等基本概念。
2.总结豌豆作为杂交实验材料的优点。
3.孟德尔一对相对性状杂交实验过程。
4.对分离现象的解释。
教学难点
1.孟德尔一对相对性状杂交实验过程。
2.对分离现象的解释。
教学工具
多媒体教学(PPT、图片、视频)、红蓝色墨水
教学方法
教法:演示法、讲授法、问题驱动教学法
本节课的内容偏向于抽象,对于孟德尔遗传因子的发现,通过问题串的方法使学生置身于孟德尔的立场中,自主思考和讨论伴随着一个个问题的解决,跟随着孟德尔的思路,一步步对基因分离做出假设,有助于培养学生的科学探究精神。
学法:合作探究
本节课的知识偏难,需要思考的问题很多,仅靠学生的独立思考不能解决重点,所以可将学生分为小组合作探究解决问题,可以加强学生们之间的交流,培养学生的语言表达能力和合作能力,加快问题的解决,提高课堂学习效率。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
情境导入
同学们好,我们在初中阶段就已经学习过遗传的相关知识。一说到遗传,在19世纪的中后期流行着“融合遗传”的观点。什么是融合遗传呢?
我们来观察一个现象:在一个透明杯中分别滴加红墨水和蓝墨水。
提问:两种颜色的墨水混合在一起之后大家还能分得清红色和蓝色吗?(不可以,会出现一个中间色,也就是两种颜色会融合在一起。)
课件展示融合遗传的概念:控制双亲性状的遗传物质会在子代体内发生混合,使子代表现出介于亲本之间的一种性状。
按照这种观点,当红花豌豆与白花豌豆杂交后,子代的豌豆花会是什么颜色?那么对于这个观点你是否赞同呢?你的证据有哪些?
请学生表达观点。
那么双亲的遗传物质在向子代传递的过程当中,遵循什么样的规律呢?这就是我们今天要研究的问题。
观察红蓝色墨水融合现象,阅读课本“问题探讨”中“融合遗传”的概念,了解“融合遗传”的观点。思考、讨论红花和白花杂交后代会表现出什么颜色的花。
学生:“不同意,比如说单眼皮的人和双眼皮的后代不一定是一单一双,或者是一个黑人和白人,他们的后代皮肤可能是黑色或者白色,所以不赞同”(可能有别的例子)
演示实验导入,联系生活中常见的现象,激发学生学习兴趣。
新知探究
孟德尔是一位传奇的“现代遗传学之父”,发现了影响世界的遗传规律。他勇于挑战权威,冲破传统观点,我们来一起了解一下。
请学生分享课前了解到的孟德尔的生平经历,课件展示,再进行总结。
孟德尔生于1822年,家境贫寒,但一直都未放弃自己的研究事业,通过八年的辛苦劳作,发现了有着划时代意义的遗传规律。他于1865年公开自己的研究成果,但因为太过超前,直到1900年,才真正进入孟德尔时代。
他的成功离不开八年的努力和持之以恒的精神,当然他在科学探究的过程中,对实验材料的正确的选择也促使了他的成功。
学生课前查阅资料,了解孟德尔的生平经历,课上请学生代表分享。
学生自主查阅资料,了解孟德尔,可以帮助学生拉近与遗传规律发现过程的距离,引起学生学习兴趣。
了解孟德尔研究事迹,体会孟德尔的创新思维,逐渐养成敢于质疑、勇于创新和实践以及严谨求实的科学态度和科学精神,培养学生的社会责任感。
一、豌豆用作遗传实验材料的优点
孟德尔的实验选用了玉米、紫茉莉、山柳菊等等,为什么用豌豆做杂交实验取得成功了呢?豌豆作为遗传学材料有哪些优点呢?
课件展示豌豆花的结构,学生自主阅读课本并观察结构,学生代表总结:
1.豌豆自花传粉,闭花受粉。自花传粉避免了外来花粉的干扰,所以豌豆的自然状态下一般是纯种。这种方式使得实验的结果更加可靠,而且容易分析。
2.豌豆的植株有易于区分的性状,所以可以较容易的观察和分析实验结果。(以上两点教材上有,学生容易回答)
教师总结:豌豆的花在开放之前就已完成授粉的过程,正如刚才同学所说,自然状态下豌豆就只能自交,所以它是纯种。那什么是自交呢?除了自交还有哪种交配方式?
通过图示,分别讲解豌豆的自交和杂交。
大家通过观察可以看到,豌豆一朵花中既有雌蕊又有雄蕊,这样的花叫作两性花;再来看一下玉米的结构,只含有雄蕊的叫雄花,只含有雌蕊的叫雌花,这样的花叫作单性花。
讲解玉米的自交和杂交。
豌豆的植株有易于区分的性状,什么是性状?
性状:生物体的形态结构、生理特征和行为方式的总称。
大家有没有发现豌豆的性状是一对一对的,叫作相对性状:一种生物同一性状的不同表现类型。
图片展示相对性状:弯曲和挺直的大拇指;图片展示热播剧《狂飙》角色“安欣”和“陈书婷”,总结图片中存在的相对性状,并强调相对性状的判断要点。
引导学生,补充豌豆的其余两个优点:
3.子代数目多,便于进行统计分析;
4.花大,易于做人工杂交实验
课件展示相对性状、孟德尔选择豌豆作为实验材料的优点的练习题。
教师板书(豌豆用作材料优点)
通过前面的分析,大家已经知道豌豆在自然状态下只能够进行自交,那它如何完成杂交实验,应该怎样操作?
请同学们阅读课本相关内容,进行概括总结,写出操作步骤,观看视频,请学生代表描述。
强调每次操作的目的,强调两次套袋。
课件展示豌豆用作遗传实验材料的优点的练习。
学生仔细研读课本,观察豌豆图片,总结豌豆作为遗传材料的优点。
说明自己理解的生物性状并举例。
举出自己熟悉的相对性状的例子,判断课件展示图片中存在的相对性状。
观看视频,阅读课本相关内容,进行总结,写出操作步骤,学生代表描述相关过程。
提高学生的观察、归纳概括能力。
举出热播剧角色,请学生判断,激发学生兴趣,加深理解,突破重难点。
教师一步步的分析,讲解每一步的的原理和注意事项,最后在通过视频是学生更加直观的学习人工异花传粉的过程,使学生能基于特定的生物学事实,理解生物学概念,突破重点。
自行总结,加深记忆。
完成练习,及时巩固,加深理解。
二、一对相对性状的杂交实验
1.介绍常见的遗传学符号及含义
父本: 母本:
杂交:× 自交:⊗
亲代:P 子一代:F1 子二代:F2
2.孟德尔一对相对性状的杂交实验过程
孟德尔在做豌豆杂交实验的过程中用到了“假说演绎法”的研究方法。我们一起来跟着孟德尔来体验这种方法的神奇之处。
学生自主阅读教材中一对相对性状的杂交实验过程。
PPT展示一对相对性状的杂交实验过程后讲解实验过程。
豌豆常见的相对性状有7对,孟德尔为了便于分析,从简单到复杂,先研究一对。他选择了高茎和矮茎进行杂交:将一株高茎豌豆作母本,矮茎作父本,发现子一代都是高茎。是不是因为母本是高茎,这个子代才是高茎呢?可否设计一个实验来探究高茎是否由母本决定?
(学生:可以让矮茎做母本,高茎做父本。观察子代还是不是高茎?)
孟德尔也这样做了发现子一代还是高茎,说明子代性状不是由母本决定。如果把第一个实验叫作正交,那么第二个就叫作反交。
现在正交和反交结果相同,但是同学们有没有发现子一代中有一个特殊的现象?
(学生:子一代中只有高茎,没有矮茎。)
孟德尔也带着同样的问题,让子一代自交,他发现了什么?
(学生:子二代中出现了矮茎)
这就说明子一代中矮茎并未消失,只是隐而未现。孟德尔把一对相对性状的亲本杂交后子一代未显现出来的性状称为隐性性状,子一代中显现出来的性状,称为显性性状。
在杂种后代中,同时显现出显性性状和隐性性状的现象叫作性状分离。
所以同学们,我们再回到课堂开始时“问题探讨”中的问题,假设红花性状用A决定,白花性状用a表示,纯种红花和白花杂交,子一代会不会出现粉色的花朵?
从孟德尔的生平经历可以知道,孟德尔在进修时学习了自然科学和数学,所以他没有只停留在对实验现象的观察与描述上,而是对F2中不同相对性状的个体进行数量统计。他发现子二代当中的显隐性状的比例是多少?
(学生:是3:1。)
那F2中出现3:1的性状分离比是偶然的吗?豌豆的七对相对性状,孟德尔全都进行了杂交实验,课件展示孟德尔豌豆杂交实验的结构的表格,提问:F2中不同相对性状的个体比例存在规律吗?
学生:显性和隐性的比值都接近3:1。
看来F2中出现3:1的性状分离比不是偶然的,是什么原因导致遗传性状在杂种后代中按一定比例分离呢?
孟德尔在对一对相对性状的杂交实验结果进行观察之后就发现了好几个问题,同学们在生活中遇到问题之后怎么办呢?(学生:解决问题)那大家是不是先要猜测一下为什么会出现这样的问题,可能是……的原因。孟德尔想理清楚这个原因,也进行了一些大胆的、严谨地推测,我们一起来沿着孟德尔的足迹,对这样一个问题做一个解释。
学生认真听讲,了解孟德尔一对相对性状的杂交实验过程,思考子代性状是否由母本决定,讨论,各抒己见。
通过思考和讨论,明确子代性状不是由母本决定,明确正交和反交实验。
学生观察子一代豌豆性状,发现只有高茎,没有矮茎。
观察并思考F1和F2中分别出现的现象,明确显性性状、隐性性状和性状分离的概念。
观察并分析孟德尔豌豆杂交实验的结构的表格,找出性状分离是否存在规律。
联系生活实际,逐步理解假说-演绎法。
学生自主思考,提出问题,训练学生分析问题和解决问题的能力。
学生根据生物现象理解正交、反交、显性性状和隐性性状以及性状分离的概念。
通过讲解孟德尔利用数学统计发现子二代的分离比接近3:1,引导学生理解孟德尔的整个研究过程实质上是利用了频率的稳定性,建立数学模型,揭示统计结果背后的遗传规律,让学生明白数学函数可以预测现象、揭示规律,感受数学与生物学科的相互融合、相互促进的过程。
利用问题串的方式进行讲解,引导学生思考,逐步理解实验过程。
对分离现象的解释
孟德尔大胆的冲破融合遗传的观点,提出自己的见解:
控制生物性状的遗传物质是遗传因子,并且控制显性性状的遗传因子叫显性遗传因子,用大写字母表示,如D;控制隐性性状的遗传因子叫隐性遗传因子,用小写字母表示,如d。
在体细胞中,遗传因子是成对存在的。亲代的遗传因子组成应该是什么?(DD和dd)。F1的遗传因子组成是什么?
(子二代有显性也有隐性,子一代应该既有D也有d,所以子一代的遗传因子组成是Dd。)
遗传因子组成相同的个体叫作纯合子,如DD;遗传因子组成不同的个体叫作杂合子,如Dd。
生物体在形成生殖细胞--配子
时,成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中。
4.受精时,雌雄配子的结合是随机的。
学生思考过程中,教师边讲解边给出亲本到F1的遗传图解,帮助学生理解。
请学生代表在黑板上尝试写出F1到F2的遗传图解,其余学生在纸上书写,完成后学生互评,教师指导总结书写遗传图解的要点。
基于杂交实验结果,孟德尔提出了自己的四点假设。他的伟大之处在于这几点假说都是超越了他所处的时代的认知,他通过严谨的推理和大胆的想象,完美解释了他的杂交实验现象。
但是,一种假说的正确仅能解释已有的实验结果是不够的,还应该能够预测另外一些实验的结果,伟大的孟德尔又会怎么做呢?让我们下节课再一起跟着遗传学之父的足迹,体验他的成功之旅。
学生阅读教材中对分离现象的解释,一起思考和分析孟德尔一对相对性状的杂交过程。
尝试写出遗传图解。
教师通过问题串的方式,以孟德尔的思维逐步引导学生思考,根据孟德尔的四点假说,解释一对相对性状的杂交实验,了解并分析实验过程,突破教学重点,注重训练学生思维能力。
加深理解和记忆,熟悉遗传学基本表述方式。
课堂小结
从知识内容、过程方法、生命观念的角度进行小结
共同总结本节所学
明确本节课重要概念、孟德尔一对相对性状杂交实验过程,理解对分离现象的解释
课堂练习
课后P8 “练习与应用”概念检测1-3
独立完成
扎实基础
布置作业
完成《优化设计》第一节对应习题
预习本节对分离现象的解释和对分离现象解释的验证
写出孟德尔一对相对性状杂交的遗传图解
完成教材P8思维训练(选做)
分层作业,落实基础,提高能力
板书设计
孟德尔的豌豆杂交实验
一、豌豆用作遗传实验材料的优点
1.自花传粉、闭花受粉
2.具有多对易于区分的性状
3.子代数量多,便于统计和分析
4.花大,易操作
二、人工异花传粉的操作
去雄→套袋→人工授粉→再套袋
×
矮茎
高茎
三、一对相对性状的杂交实验
dd
DD
P
Dd
dd
高茎
DD
Dd
×
F2
矮茎
F1
高茎
教学设计反思
优点:
1.课堂节奏把握较好,讲述细致,逻辑清晰,重点突出。
2.联系热播剧,激发学生兴趣,提高学生参与度。
3.注重细节,如请学生给自己点赞,观察自己和同桌的大拇指形状是否一致,举例说明相对性状,吸引学生注意力。
缺点:
1.直接提出假说演绎法难度较大,可以课前先提出,再进行杂交实验,引导学生逐步理解。
2.遗传图解的书写较难,可以先板书一遍再让学生练习。
3.导入的红花白花杂交后代是否会出现粉花,可以在讲完杂交实验之后再提问。
4.假说的第一点--遗传因子不会相互融合,也不会消失,即可否定融合遗传。
5.演绎推理的部分有三点:①F1为杂合子;②F1产生2种类型的配子;③测交过程的推理。
6.花大、易操作,可以引出人工异花传粉。
7.整体设计思路:可以从实验开始,寻找遗传因子,明确亲代向子代的传递。
人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)教学设计: 这是一份人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)教学设计,共14页。教案主要包含了孟德尔遗传规律的应用等内容,欢迎下载使用。
高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)教学设计: 这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)教学设计,共13页。教案主要包含了两对相对性状的杂交实验,对自由组合现象的解释和验证,自由组合定律,孟德尔遗传规律的应用等内容,欢迎下载使用。
高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)教案: 这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)教案,共12页。教案主要包含了两对相对性状的杂交实验,对自由组合现象的解释等内容,欢迎下载使用。