2019-2020年高中生物 第一章第一節(jié) 孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)(一)教案 新人教版必修21設(shè)計(jì)思想：1.1普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）明確提出“要重視生物科學(xué)史的學(xué)習(xí)”，因?yàn)椤皩W(xué)習(xí)科學(xué)史能使學(xué)生沿著科學(xué)家探索生物世界的道路，理解科學(xué)的本質(zhì)和方法，學(xué)習(xí)科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)的精神，對提高學(xué)生的探究能力和生物科學(xué)素養(yǎng)都具有重大的意義。”孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷了“提出問題構(gòu)建假說驗(yàn)證假說得出結(jié)論”的科學(xué)研究一般過程，運(yùn)用了“假說演繹”這一現(xiàn)代科學(xué)研究中常用的科學(xué)研究方法，是很好的生物科學(xué)史材料。1.2普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）倡導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、探究發(fā)現(xiàn)、合作交流的學(xué)習(xí)方式，從而培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。2 教學(xué)內(nèi)容分析2.1 教材內(nèi)容及地位：“孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)（一）”是人教版必修2第一章第一節(jié)，內(nèi)容是基因分離定律的發(fā)現(xiàn)過程，是按孟德爾“觀察實(shí)驗(yàn)、發(fā)現(xiàn)問題分析問題、提出假說設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證假說歸納綜合、總結(jié)規(guī)律”的科學(xué)研究過程為線索編寫的，能讓學(xué)生親自踏著孟德爾的足跡，親自經(jīng)歷提出假說,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說的科學(xué)研究過程，培養(yǎng)學(xué)生探究能力和科學(xué)思維。2.2教學(xué)重、難點(diǎn)：2.2.1教學(xué)重點(diǎn)：讓學(xué)生像孟德爾一樣嘗試提出假說,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說。2.2.2教學(xué)難點(diǎn)：嘗試對分離現(xiàn)象進(jìn)行解釋，提出假說；設(shè)計(jì)測交實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說。3教學(xué)目標(biāo)：3.1知識(shí)目標(biāo)：3.1.1闡明孟德爾的一對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)及分離定律。3.1.2分析孟德爾遺傳實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法。3.2能力目標(biāo)：3.2.1通過學(xué)習(xí)一對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生不斷提出問題，分析和解決問題；3.2.2嘗試像科學(xué)家那樣解釋和推理，并對分離現(xiàn)象作出解釋；3.2.3通過孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)，體會(huì)科學(xué)研究的一般過程，通過假說演繹法的科學(xué)方法的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步提高學(xué)生的探究能力；3.3情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：通過對一對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)過程，認(rèn)同敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新、勇于實(shí)踐，以及嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。4.學(xué)情分析：高一的學(xué)生對生物的遺傳現(xiàn)象已經(jīng)有一定的感性認(rèn)識(shí)，通過必修1分子與細(xì)胞的學(xué)習(xí)，具備一定的遺傳學(xué)的分子基礎(chǔ)，但是學(xué)生缺乏遺傳細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)，即學(xué)生還沒學(xué)習(xí)減數(shù)分裂的知識(shí)，這反而有利于學(xué)生能從孟德爾的角度出發(fā)，創(chuàng)造性的分析解決問題。5 教學(xué)過程:教 學(xué)環(huán) 節(jié)教師組織和引導(dǎo)學(xué) 生活 動(dòng)設(shè) 計(jì)意 圖交流調(diào)查結(jié)果，嘗試解釋某一性狀的遺傳引入：學(xué)生交流單雙眼皮遺傳的調(diào)查結(jié)果，并用表格進(jìn)行歸納與統(tǒng)計(jì)：父母子女單眼皮雙眼皮有的單眼皮，有的雙眼皮單眼皮單眼皮全部為單眼皮雙眼皮雙眼皮有的單眼皮，有的雙眼皮設(shè)疑：嘗試解釋單眼皮雙眼皮單眼皮？引導(dǎo)：主要的問題是：1、單雙眼皮是由什么控制的呢？（根據(jù)已有的生物學(xué)知識(shí)知道是遺傳物質(zhì)控制的）2、母親細(xì)胞內(nèi)控制眼皮的遺傳物質(zhì)怎樣存在？（從數(shù)量上分析，1個(gè)，2個(gè)或是若干個(gè)）3、母親的控制眼皮的遺傳物質(zhì)如何傳給孩子呢？4、父親有給孩子控制眼皮的遺傳物質(zhì)嗎，如果有，父親給的遺傳物質(zhì)遇到母親給的遺傳物質(zhì)會(huì)發(fā)生什么呢？（保持完整，還是互相融合？）要解釋這些問題，最終還是要通過科學(xué)的實(shí)驗(yàn)。從人類對遺傳的探索從19世紀(jì)開始至今，已經(jīng)能完美解釋這些問題，其中孟德爾在解釋這些問題上，作出了巨大的貢獻(xiàn)。我們今天就來一起沿著孟德爾的足跡，看看他是如何開展研究，并取得了巨大的成就。課前調(diào)查：人類單雙眼皮的遺傳嘗試解釋遺傳現(xiàn)象。隱性滲透“性狀”和“相對性狀”的概念；培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用歸納與統(tǒng)計(jì)的科學(xué)方法。通過學(xué)生嘗試解釋遺傳現(xiàn)象，還原孟德爾當(dāng)時(shí)的研究場景。介紹孟德爾一對相對性狀的實(shí)驗(yàn)過程孟德爾開展實(shí)驗(yàn)，選擇了豌豆作為實(shí)驗(yàn)材料。豌豆有很多相對性狀，如，莖的高度有高莖和矮莖，（呈現(xiàn)豌豆7對相對性狀的圖）。孟德爾將高莖和矮莖進(jìn)行雜交，無論誰做母本，或父本，子一代都是高莖，并且高度和親本的高莖一樣高，一點(diǎn)也沒變矮。他繼續(xù)將F1進(jìn)行自交，發(fā)現(xiàn)子二代出現(xiàn)了高莖和矮莖，矮莖和親本一樣的矮，一點(diǎn)也沒變高。P 高莖 矮莖 F1 高莖F2 高莖 矮莖 將矮莖稱為隱性性狀，高莖稱為顯性性狀，F(xiàn)1自交后代出現(xiàn)高莖和矮莖的現(xiàn)象稱為性狀分離。孟德爾的實(shí)驗(yàn)到此，并沒有讓感到意外，因?yàn)樵谒耙呀?jīng)有一位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了性狀分離的現(xiàn)象，但是孟德爾并沒有就此止步，他做了一件與眾不同的事情，那就是他收集了F2代植株共一千多株，其中高莖的787株，矮莖277株，其比例為2.84:1，孟德爾用他數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)，確定數(shù)量越大，其比例就越接近3:1。3:1是必然的還是偶然的呢？孟德爾繼續(xù)其它6對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：（教材表1-1）結(jié)合板圖，觀察分析一對相對性狀的實(shí)驗(yàn)過程。傾聽感受孟德爾是一個(gè)勤奮、具有創(chuàng)新精神的人。簡單介紹豌豆，豌豆的其它特征到第二課時(shí)再討論，這樣能保證學(xué)生探究思維的連貫性；并且這樣處理，并不影響學(xué)生對雜交實(shí)驗(yàn)的理解。還原孟德爾的實(shí)驗(yàn)過程，讓學(xué)生理解孟德爾的實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果；滲透科學(xué)品質(zhì)、科學(xué)精神教育嘗試解釋3:1的性狀分離比設(shè)疑：如何解釋3:1的性狀分離比呢？講述：在當(dāng)時(shí)，關(guān)于遺傳物質(zhì)在細(xì)胞的存在以及如何在親子代間的傳遞，有很多科學(xué)家對遺傳現(xiàn)象問題做出一些解釋，其中以達(dá)爾文為代表的一些科學(xué)家提出 “多重微?！庇^點(diǎn)：每個(gè)細(xì)胞對應(yīng)某一種性狀存在無數(shù)完全相同的遺傳物質(zhì)，每一遺傳物質(zhì)的許多復(fù)制物可能同時(shí)傳遞給生殖細(xì)胞。例如：母親是單眼皮，父親是雙眼皮，母親產(chǎn)生的卵細(xì)胞中含有很多個(gè)單眼皮遺傳物質(zhì)，父親產(chǎn)生的精子中也含有很多個(gè)雙眼皮遺傳物質(zhì)，那最終子代是單眼皮還是雙眼皮由數(shù)量決定，誰提供的多就像誰，而數(shù)量是隨機(jī)的。關(guān)于雙親的遺傳物質(zhì)在子代細(xì)胞中如何存在這一問題，當(dāng)時(shí)有一種“融合遺傳”觀點(diǎn)：由父本和母本提供的遺傳物質(zhì)在子代細(xì)胞中完全融合。使子代表現(xiàn)出介于雙親之間的性狀。例如：雙親中一方直發(fā)，一方是卷發(fā)，那么孩子頭發(fā)就是中等程度的卷曲。設(shè)疑：用“多重微?！庇^點(diǎn)和“融合遺傳”觀點(diǎn)能對孟德爾的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象作出合理解釋嗎？（“多重微?！庇^點(diǎn)：不能解釋，如果按多重微粒觀點(diǎn)遺傳，子代不可能出現(xiàn)一定的比例?！叭诤线z傳”：按融合觀點(diǎn)，子一代的高度應(yīng)該是介于高莖和矮莖之間，且子二代的不可能得到矮莖和親本一樣的矮。）設(shè)疑：嘗試解釋3:1的性狀分離比？1、性狀由遺傳因子控制，遺傳因子是獨(dú)立的?？刂骑@性性狀的為顯性因子（D），控制隱性性狀的為隱性因子（d）2、體細(xì)胞中應(yīng)該有幾個(gè)遺傳因子？（1個(gè)，2個(gè)， 3個(gè)，4個(gè)）3、生殖細(xì)胞中幾個(gè)？（1個(gè)） 4、雌雄配子隨機(jī)結(jié)合。以上四點(diǎn)就是孟德爾的假說的主要內(nèi)容。:孟德爾提出的假說在當(dāng)時(shí)的背景下是一種超越時(shí)代的設(shè)想。傾聽，理解孟德爾當(dāng)時(shí)的研究背景，當(dāng)時(shí)人們對遺傳問題的主流觀點(diǎn)；思考、討論、交流；學(xué)生討論、交流；告訴學(xué)生當(dāng)時(shí)的主流觀點(diǎn)，利于學(xué)生從孟德爾角度出發(fā)，分析問題。培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力和批判性思維這是教學(xué)的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)，通過精心設(shè)計(jì)問題，降低思維難度，突破難點(diǎn)；給學(xué)生充分的時(shí)間和發(fā)散性思維的空間，培養(yǎng)學(xué)生分析能力；滲透孟德爾大膽創(chuàng)新的精神設(shè)計(jì)測交實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證假說設(shè)疑：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說呢？實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證假說是否成立？實(shí)驗(yàn)原理：關(guān)鍵證明成對（Dd）的遺傳因子分離，產(chǎn)生了兩種配子（D和d）；遺傳因子看不見，摸不著，只能從子代性狀及比例分析分析配子的類型及比例。實(shí)驗(yàn)材料： F1高莖（Dd）和矮莖 （dd）結(jié)果預(yù)測：（這是利用假說進(jìn)行演繹的過程）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：高莖 30株，矮莖34株，比例接近1：1 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：假說是成立的。這種雜交方法后來稱為測交，是孟德爾首創(chuàng)的，它非常完美的證明了假說是成立的，從此，測交成為非常經(jīng)典的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)。思考與討論，嘗試寫出演繹推理的遺傳圖解。對假說的驗(yàn)證是難點(diǎn)，設(shè)計(jì)成實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式進(jìn)行逐步引導(dǎo)、啟發(fā)，幫助學(xué)生突破難點(diǎn)；滲透科學(xué)精神教育：創(chuàng)新精神總結(jié)總結(jié)：孟德爾在通過一對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)的分析后，大膽的提出假說，并設(shè)計(jì)了測交實(shí)驗(yàn)對假說進(jìn)行驗(yàn)證，這種科學(xué)研究方法稱為假說演繹法。通過一對相對性狀的實(shí)驗(yàn)及其解釋，后人把它歸納為孟德爾第一定律：課后思考：1.孟德爾為什么選擇豌豆？2.孟德爾為什么能成功？3為什么是孟德爾打開了“遺傳學(xué)的大門”？滲透科學(xué)方法教育；作為第二課時(shí)的主要討論題。6 教學(xué)反思：6.1回眸歷史，讓學(xué)生像科學(xué)家一樣探究 本節(jié)課的教學(xué)利用科學(xué)史開展探究性學(xué)習(xí)，注重創(chuàng)設(shè)探究情境，還原孟德爾當(dāng)時(shí)的研究場景，讓學(xué)生能沿著孟德爾的足跡，學(xué)生真正做到了像孟德爾一樣創(chuàng)造性的分析問題，提出假說，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說。通過學(xué)生的思維探究過程，從一定程度上提高了學(xué)生的探究能力和生物科學(xué)素養(yǎng)。6.2精心設(shè)問，讓學(xué)生思維的羽翼飛翔 本節(jié)課教學(xué)通過教師的精心設(shè)問，有效激發(fā)了學(xué)生的思維。從課堂表現(xiàn)上看，學(xué)生的思維孟德爾一樣具有創(chuàng)造性，表現(xiàn)相當(dāng)精彩。不要認(rèn)為學(xué)生的思維能力不能和科學(xué)家同日而語，當(dāng)學(xué)生的思維能力被你想方設(shè)法激發(fā)出來的時(shí)候，你會(huì)發(fā)現(xiàn)他們的創(chuàng)造力是無窮的。6.3潛移默化，讓學(xué)生感受科學(xué)家的魅力本節(jié)課在科學(xué)方法和科學(xué)精神的教學(xué)上，注重潛移默化，并達(dá)到潤物細(xì)無聲的效果。教師并不是費(fèi)盡口舌向?qū)W生解釋什么是“假說演繹”法，而是讓學(xué)生像孟德爾一樣運(yùn)用“假說演繹”法開展探究。教師通過創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生自己去體會(huì)感悟孟德爾在研究中體現(xiàn)出來的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神和科學(xué)品質(zhì)等，而不是歸納成教條灌輸給學(xué)生。