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孟德尔的豌豆杂交实验(一)教学设计(李晓兰)


2018-01-16 10:31:35   来源:   撰稿:李晓兰   摄影摄像:    ;  评论:0 点击:

共1课时 第1节 孟德尔的豌豆杂交… 高中生物 人教2003课标版评论(0)1重点难点 1 对分离现象的解释,阐明分离定律,理解该规律的实质。 2 利用孟德尔豌豆实验这一经典史学材料进行“假说—演绎”的推理训
共1课时
第1节 孟德尔的豌豆杂交… 高中生物    人教2003课标版评论(0)1重点难点
1.对分离现象的解释,阐明分离定律,理解该规律的实质。
2.利用孟德尔豌豆实验这一经典史学材料进行“假说—演绎”的推理训练。2教学过程2.1 第一学时评论(0)教学目标
一、知识目标:
1.了解孟德尔对一对相对性状的杂交实验结果的分析、提出假设和验证假设的过程,阐明分离定律。
2.辨别显性遗传因子、隐性遗传因子、杂合子、纯合子和测交等基本概念术语。
二、能力目标:
1.通过学习分离定律,培养训练学生的观察能力和设计实验、分析问题的思维能力和逻辑推理能力。
2.通过了解孟德尔的实验思路,使学生了解运用科学方法揭示遗传规律的科学思维方法,对学生进行科学方法的训练。
3.通过调动学生积极参与讨论,培养知识的迁移和知识的应用能力。
三、情感态度与价值观目标:
1.通过了解孟德尔的实验思路,培养学生形成实事求是、踏实、严谨的科学态度。
2.通过分析分离定律,使学生对现象与本质,因果关系等哲学观点有所认识。评论(0)学时重点
1.对分离现象的解释,阐明分离定律,理解该规律的实质。
2.利用孟德尔豌豆实验这一经典史学材料进行“假说—演绎”的推理训练。评论(0)学时难点
1.假说——演绎法中演绎推理环节。
2.运用分离定律预测及解释一些遗传现象。教学活动评论(0)活动1【导入】孟德尔的豌豆杂交实验(一)第2课时
一、复习一对相对性状的杂交试验(观察实验,发现规律)
出示:“奥古斯丁修道院后花园”图片,引出对孟德尔的一对相对性状杂交实验的复习,同时板书出“现象”一栏。
【设计意图:通过回顾已学的一对相对性状的实验过程为本节课的学习作铺垫】评论(0)活动2【讲授】孟德尔的豌豆杂交实验(一)第2课时
二、提出假说,解释现象
在规律的遗传结果中蕴含的遗传本质是什么呢?孟德尔另一智慧的地方,通过推理和大胆想象提出了一个假说来解释实验现象。
1.孟德尔当时在对实验结果进行分析时,也不知道到底是什么物质决定了豌豆茎的高矮,孟德尔将它称为遗传因子。
2.你认为F1体细胞中至少有几个与茎的高矮有关的遗传因子?为什么?学生分析得出:体细胞中遗传因子是成对存在的(如果有学生说4个,说明科学遵从最简单的原则)。教师说明:决定显性性状的为显性遗传因子(用大写字母如D表示);决定隐性性状的为隐性遗传因子(用小写字母如d表示)。
3.F1体细胞中遗传因子组成应该是怎样的? 教师说明:遗传因子组成不同的个体叫做杂合子。
4.高茎和矮茎亲本体细胞中遗传因子的组成应该是怎样的?教师说明:遗传因子组成相同的个体叫做纯合子。
5.遗传因子是通过什么“桥梁”由亲本传给子一代的呢?
6.生殖细胞中,遗传因子应该是怎样的呢?学生分析得出:配子中只含有每对遗传因子中一个,形成生殖细胞——配子时,成对的遗传因子彼此分离,分别进入到不同的配子中。
7.根据以上假说,将杂交实验以遗传图解形式表示出来。学生边解说,教师边将遗传图解写在黑板上(板书“解释”一栏)。书写的过程中,师生讨论共同分析出:受精时,雌雄配子结合是随机的。
8.通过课件总结孟德尔解释实验现象时所提出的四点假说要点。强调孟德尔在分析实验现象时,是根据推理和大胆想象提出的假说,而且假说的内容通过遗传图解的方式能合理地解释实验结果。
【设计意图:用设置“问题串”的方式引导学生对每一步的实验现象进行解释,引导学生围绕“遗传因子”展开讨论,尝试自己提出假说。在学习的过程中学生不仅加深了对知识的理解,还培养了创新精神和科学的思维方法】
三、演绎推理,验证假说
角色扮演论文投稿给科学期刊后的评审机制(把论文以匿名的形式,送给两三位有关专业的权威人士去评审)。
【设计意图:通过模拟论文评审环节,引导学生认同假说是需要被证明的,假说如果不能被证明将永远是个假说。】
2.应该怎样验证假说的正确性呢?
课件展示假说内容,引导学生分析得出:孟德尔要直接验证他的假说,只能用显微镜观察的方法,确定遗传因子的真实存在和遗传因子的传递方式,但这在当时是不可能的。
(1)在当时技术条件、认知水平的限制下,如果你是孟德尔,如何验证自己的假说是否正确呢?(学生小组讨论)
(2)(在学生纠结时)教师指出:一种正确的假说,仅仅能够解释已有的实验结果(自圆其说)是不够的,还应该能够预测另一些实验的结果。
角色扮演(评审人):我们可以在审稿意见中给学术期刊或孟德尔建议“我们对作者的研究很感兴趣,这是个开创性的发现,假说解释得也很合理,但这只是个假说,我们希望看到它能预测一些实验结果。”
(3)如果你是孟德尔,运用假说中的解释,能预测哪些实验结果,再通过实验去证实呢?
学生小组讨论(可能说出六种基本类型:DD×DD,dd×dd,DD×dd,Dd×Dd,Dd×dd,Dd×DD)
(4)这时教师提醒学生:你认为关键是要验证假说中的哪一点(假说的核心内容)?
学生讨论结果:形成配子时成对的遗传因子发生分离。
(5)教师引导并板书:遗传因子的分离虽然看不见,但遗传因子决定生物的性状,其中显性遗传因子(D)决定显性性状(高茎),隐性遗传因子(d)决定隐性性状(矮茎)。提示:可以想办法让不可见的遗传因子分离以可见的性状分离表现出来。
(6)应该是检验纯合子形成配子时成对的遗传因子分离?还是检验杂合子?
(7)Dd×Dd,Dd×dd,Dd×DD哪种预测实验设计用于验证假说正确与否更有说服力呢?
引导学生认识测交实验在验证假说中的科学性和合理性。同时板书“验证”一栏:测交实验的遗传图解。
(8)展示孟德尔的测交实验结果。同时让学生理解为什么叫做测交,到底测的是什么。
【设计意图:“假说——演绎法”的过程是不能用灌输、堆砌等教育方式的,需要教师引导,学生自觉认同。要使学生体会到孟德尔生活的时代是根本无法看到“遗传因子”的,借助“观察——归纳法”是无法研究出遗传规律的。由此引导学生从当时的实际情况出发,尝试把自己变成孟德尔,以他的思维方式提出问题,进行分析,形成假说,进行演绎推理,进而引导他们自行设计出测交实验,这种对重要科学史的重现,既能深入理解科学知识,也是培养思维能力和科学方法的重要途径。】
四、归纳“假说——演绎法”
1.带领学生重新梳理孟德尔一对相对性状的整个实验流程(左下图),提出“假说——演绎法”。引导学生理解“假说—演绎法”是形成和构造科学理论的一种重要思维方法。


2.归纳“假说-演绎法”的一般流程(右上图)。
让学生理解孟德尔研究过程中的哪个步骤是演绎。学生看到的是,孟德尔提出假说后,就设计测交实验进行检验了,那么哪一步是演绎呢?事实上,观察、实验所检验的常常不是假说本身,而是根据假说做出的推论,即从假说中逻辑地推导出来的描述个别现象或事件的推论。如果孟德尔要直接验证他的假说,只能用显微镜观察的方法,确定遗传因子的真实存在和遗传因子的传递方式,这在当时是不可能的。那么,孟德尔设计的测交实验,实际上检验的是“推论”。这个“推论”,就是根据假说对测交实验所进行的演绎推理得到的论题——杂合子形成配子时具有对性关系的遗传因子分离,也就是课本中提到的测交实验结果所要证实的推论:(1)F1究竟是不是杂合子(Dd)?(2)如果是杂合子,生成配子时具有对性关系的遗传因子果真分离吗?
【设计意图:回顾实验的同时,归纳重要科学研究方法。】
五、孟德尔遗传规律的再发现
图片展示:孟德尔论文(德文)《植物杂交实验》第一页。引出孟德尔的论文发表后并未引起科学界的重视。因为它太超前了,太抽象了!他提出了各种概念用于解释现象——比如遗传因子是什么?遗传因子在当时看不见摸不着,人们不喜欢看不见摸不着的东西,人们觉得这只是个假说。人们可以用科学的死亡之吻——“这只是个假说”来一票否定它。
但据孟德尔的朋友说,孟德尔生前相信“他的时代会到来”。果然,在孟德尔论文发表35年后的1900年,有3位科学家几乎同时重新作出了孟德尔那样的发现,课件展示六位学者重复孟德尔植物杂交实验的结果(见左下表格)。也就是在那一年里,他们也都发现了孟德尔的论文。这时,他们才清楚自己的工作早在35年前就由孟德尔做过了,孟德尔定律就这样被重新发现了。

为什么这时候人们就能接受孟德尔的假说了呢?真正重新点燃这个火种的,是19世纪后期染色体的发现,简单地说,细胞学家,也就是在显微镜下研究细胞的人,发现了形成生殖细胞时同源染色体的分离与孟德尔所说的遗传因子的分离非常相似,也就是在细胞水平找到了遗传因子的实体对应(见右上图)。当然,随着科学和技术的发展,现在人们已经从分子水平找到了孟德尔所说的遗传因子就是现在人们常说的基因。
【设计意图:介绍孟德尔的论文发表后并没有引起科学界的重视,引出科学是讲证据的,科学是经得起检验的,在质疑中,科学将越来越成熟。同时使学生认同孟德尔的伟大之处:在还不知道遗传因子是什么的情况下,成功地用数学建模的方法研究出遗传因子的传递规律,做出了超越时代的发现。】
六、总结归纳分离定律
继续介绍,随着科学的不断发展,当细胞水平和分子水平的证据不断出现后,后人把孟德尔所做的一对相对性状的实验结果及解释,归纳为遗传学的第一定律,又称分离定律,课件展示定律内容。
七、用诗文概述本课内容
师生齐读:“八年耕耘源于对科学的痴迷,一畦畦豌豆蕴藏遗传的秘密。实验设计开辟了研究的新路, 数学统计揭示出遗传的规律。
【设计意图:引导学生体会孟德尔对科学的热爱、锲而不舍的精神,以及对遗传学实验和研究方法上的贡献。】评论(0)活动3【作业】孟德尔的豌豆杂交实验(一)第2课时
1.下列为一对相对性状的杂交实验中性状分离现象的假设性解释,其中错误的是( )

A.生物的性状是由细胞中的遗传因子决定的

B.体细胞中的遗传因子成对存在,互不融合

C.在配子中只含有每对遗传因子中的一个

D.生物的雌雄配子数量相等,且随机结合

2.孟德尔通过植物杂交实验,探索遗传规律,他采用了严格的科学方法,下列哪些是正确的

A.一对相对性状的遗传实验和结果——分析问题,提出假设

B.测交实验和结果——分析问题,寻找规律

C.分离定律的本质——发现问题,提出假说

D.对分离现象的解释——分析问题,提出假说

3.下列有关分离定律的叙述中,正确的是

A.分离定律是孟德尔针对豌豆一对相对性状的实验结果及其解释直接归纳总结的

B.在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子是单独存在的,不会相互融合

C.在形成生殖细胞——配子,单独存在的遗传因子要发生分离,所以称分离定律

D.在形成配子时,成对的遗传因子分离后进入不同的配子中,可随配子遗传给后代

4.孟德尔在一对相对性状的豌豆杂交实验中做了三个实验,他发现问题阶段做的实验和验证假说阶段做的实验分别是

A.观察实验、发现问题→分析问题、提出假说→设计实验、验证假说→归纳总结、总结规律

B. 个案研究→综合比较→提出假说→归纳结论

C.发现问题、分析问题→提出假说、设计实验→观察实验、验证假说→归纳综合、总结规律

D. 个案研究→发现问题→提出假说→归纳综合

5.假说—演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法,下列属于孟德尔在发现分离定律时“演绎”过程的是

A.生物的性状是由遗传因子决定的

B.由F2出现了3:1推测生物体产生配子时,成对遗传因子彼此分离

C.若F1产生配子时成对遗传因子分离,则测交后代会出现两种性状的比接近1:1

D.若F1产生配子时成对遗传因子分离,则F2中三种遗传因子组成的个体比接近1:2:1



答案:1.D 2.D 3.D 4.A 5.C           

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