性狀分離比的模擬試驗(yàn)

1、性狀分離比的模擬實(shí)驗(yàn)一 教學(xué)目標(biāo)1. 知識(shí)目標(biāo) 通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)，形象地認(rèn)識(shí)和理解成對(duì)的遺傳因子在形成配子時(shí) 發(fā)生分離，受精時(shí)，雌、雄配子隨機(jī)結(jié)合的過(guò)程以及遺傳因子的分離 和配子隨機(jī)結(jié)合與遺傳結(jié)果之間的數(shù)量關(guān)系， 間接的、 具體的體驗(yàn)孟 德爾假說(shuō)，為進(jìn)一步理解孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)打基礎(chǔ)。2. 能力目標(biāo) 通過(guò)思考探究、親身體驗(yàn)，小組合作、交流，提高學(xué)生的質(zhì)疑、 推理、合作交流和創(chuàng)新思維能力。3. 情感態(tài)度和價(jià)值觀 通過(guò)探究、親身體驗(yàn)，小組合作、交流，組間競(jìng)爭(zhēng)等活動(dòng)激發(fā)學(xué) 生自主學(xué)習(xí)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度以及團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。二 重點(diǎn)難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)形象地認(rèn)識(shí)生物體在形成配子時(shí)， 成對(duì)的遺傳因子彼此分離，

2、 受 精時(shí)雌、雄配子隨機(jī)結(jié)合的特點(diǎn)。2. 教學(xué)難點(diǎn) 理解遺傳因子的分離和隨機(jī)結(jié)合與生物性狀之間的數(shù)量關(guān)系。三 教學(xué)策略 按部就班的實(shí)驗(yàn)，很大程度上限制了思維能力和創(chuàng)造能力的發(fā) 揮，本實(shí)驗(yàn)改簡(jiǎn)單模擬為探究活動(dòng)。教師巧妙設(shè)計(jì)問題，引導(dǎo)學(xué)生在 思考、討論中明確不同彩球與遺傳因子之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系， 隨機(jī)抓取彩 球與雌性配子隨機(jī)結(jié)合的關(guān)系， 通過(guò)小組合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、 數(shù)據(jù)統(tǒng) 計(jì)和結(jié)果分析，以期極大地發(fā)揮學(xué)生潛能，提高學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)合作 意識(shí)；小組之間引入競(jìng)爭(zhēng)，組間交流討論得出結(jié)論，并對(duì)實(shí)驗(yàn)作出反 思與改進(jìn)，期間教師及時(shí)、有效地給予指導(dǎo)和評(píng)價(jià)，以此發(fā)揮個(gè)體的 積極性和創(chuàng)造性， 也能培養(yǎng)學(xué)生的成功意識(shí)和集體

3、榮譽(yù)感。 使學(xué)生在 親身參與的活動(dòng)中明確實(shí)驗(yàn)過(guò)程中每一步驟的意義， 進(jìn)而理解生物在 有性生殖時(shí)， 由于遺傳因子分離以及受精作用， 結(jié)果導(dǎo)致一對(duì)相對(duì)性 狀的遺傳結(jié)果。四教學(xué)準(zhǔn)備（1）學(xué)校圍棋和跳棋比賽用的棋子100個(gè)，黑、白各50個(gè)，玻 璃球100個(gè)，紅、綠各50個(gè)；一次性紙杯20個(gè)；（2）將學(xué)生分成小組，每小組發(fā)兩個(gè)紙杯，分別標(biāo)記甲（早）、乙（谷），20個(gè)玻璃球或棋子，兩種顏色各10個(gè)；（3）準(zhǔn)備好小黑板上用于統(tǒng)計(jì)全班實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表格項(xiàng)目 組另卜、1早D 6 D早D 6 d早d 6 D早d 6 dDD : Dd : dd2345678910匯總由表得出：甲杯抓取情況 D: d=乙杯抓取情況D:

4、d=組合情況DD : Dd: dd=五教學(xué)過(guò)程1.復(fù)習(xí)導(dǎo)入一邊回顧孟德爾的豌豆雜交試驗(yàn)及其假說(shuō)， 一邊在黑板上寫出相 應(yīng)的遺傳圖解。由假說(shuō)得出的 DD: Dd: dd= 1: 2: 1比值是否符合 實(shí)際呢？配子的種類及其比例是肉眼看不見的。 我們能不能模擬雄配 子（精子）和雌配子（卵細(xì)胞）的結(jié)合，從而得知受精卵的種類及其 之間的數(shù)量關(guān)系？2. 介紹材料（1）兩個(gè)紙杯，內(nèi)置黑色和白色棋子各 20 個(gè)（2）兩個(gè)紙杯，內(nèi)置紅色和綠色玻璃球各 20 個(gè)3. 集體討論得出模擬方法：活動(dòng) 1：?jiǎn)栴}導(dǎo)思，集體討論。根據(jù)現(xiàn)有材料引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合孟德 爾假說(shuō)思考討論，得出大致模擬方法：兩種不同顏色的球/棋子分別代表

5、含有顯性遺傳因子和隱性遺傳因子的配子；兩個(gè)紙杯分別代表 雌、雄生殖器官；分別從兩個(gè)紙杯抓出一個(gè)球 /棋子組合在一起，模 擬雌、雄配子的隨機(jī)結(jié)合，得到受精卵的類型，即F2 的遺傳因子組成。適時(shí)復(fù)習(xí)， 夯實(shí)基礎(chǔ)。教師明確指出性狀分離比模擬實(shí)驗(yàn)應(yīng)滿足 的條件，也即孟德爾遺傳實(shí)驗(yàn)需要滿足的條件： （1）F1 個(gè)體形成的配 子數(shù)目相等且生活力相同； （2）雌、雄配子結(jié)合的機(jī)會(huì)相等； （3）F2 不同基因型的個(gè)體存活率相等； （4）觀察的樣本數(shù)目足夠多。模擬的 條件與實(shí)際的條件越接近其結(jié)果越能準(zhǔn)確地體現(xiàn)實(shí)際實(shí)驗(yàn)的結(jié)果， 所 以，性狀分離比模擬實(shí)驗(yàn)亦應(yīng)滿足上述條件?；顒?dòng) 2：?jiǎn)栴}導(dǎo)思， 加深理解。 教師提出

6、問題引發(fā)學(xué)生深入思考： （1）每個(gè)紙杯中兩種顏色的球 /棋子數(shù)目可以不相同嗎？不可以，我們要確保兩個(gè)桶內(nèi)的彩球數(shù)量相等，模擬了F1 個(gè)體形成的配子數(shù)目相等且生活力相同，即雜合子Dd產(chǎn)生D和d兩種配 子的比例是 1：1，且兩種配子的生活力相同。 （2）甲、乙兩個(gè)紙杯內(nèi)的球 /棋子數(shù)可以不相同嗎？可以，雌、雄配子的數(shù)量可以不同，自然界中一般雄配子遠(yuǎn)多于 雌配子。（3）孟德爾統(tǒng)計(jì)了 1064株F2,我們?nèi)绾文M這么多樣本？通過(guò)一定次數(shù)地重復(fù)抓取球 /棋子，進(jìn)行組合，記錄結(jié)果，即滿 足了樣本數(shù)目足夠大的條件。（ 4）球 /棋子組合有幾種？4種，分別是早D谷D;早D谷d;早d谷D;早d谷d最后，進(jìn)一步完

7、善實(shí)驗(yàn)方法：甲（早）杯子中放球 /棋子10個(gè)， 乙（谷）杯子中放球/棋子20個(gè)，每小組重復(fù)50次。4 實(shí)驗(yàn)操作：活動(dòng) 3：小組演示，規(guī)范動(dòng)作。選一組上臺(tái)演示，學(xué)生可能出 現(xiàn)的錯(cuò)誤有：抓取過(guò)的球 /棋子沒有放回；有意挑取某種顏色的球 /棋 子；同一只手在同一個(gè)桶內(nèi)一次抓取兩個(gè)球 /棋子；抓取之前沒有搖 勻等。教師及時(shí)給予指導(dǎo)、評(píng)價(jià)，借此強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)： （1）為什么每 次取完球 /棋子都要放回？（雜合子產(chǎn)生兩種配子且數(shù)目相等，放回 可以確保每次模擬過(guò)程中， D、d 出現(xiàn)的概率相同，保證配子結(jié)合的 隨機(jī)性）；（ 2）為什么抓取球 /棋子時(shí)眼睛不要看，而要隨機(jī)抓？為什 么抓取前要搖紙杯，使球 /棋子充

8、分混勻？（保證抓取球 /棋子的隨機(jī) 性，體現(xiàn)雌、雄配子結(jié)合的隨機(jī)性，模擬雌雄配子結(jié)合的機(jī)會(huì)均等）（3）及時(shí)將每次抓取的字母組合記錄在表格中（防止數(shù)據(jù)出錯(cuò)，體 現(xiàn)科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性）。活動(dòng) 4：小組合作，親身體驗(yàn)。教師指導(dǎo)分組實(shí)驗(yàn)，重復(fù)操作 50 次，看哪個(gè)小組分工合作最好，操作效率最高，記錄單最清晰準(zhǔn)確。教師巡堂，及時(shí)給予指導(dǎo)、評(píng)價(jià)?；顒?dòng) 5：分組討論，交流表達(dá)。各小組按做完的先后順序?qū)⒔Y(jié)果 抄寫在教師事先準(zhǔn)備好的匯總表上， 師生一起統(tǒng)計(jì)全班實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 引 導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組討論分析和交流： （ 1）將每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的結(jié)果與全班 總的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較， 你有什么發(fā)現(xiàn)？ （全班的統(tǒng)計(jì)結(jié)果更接近理論 值，因?yàn)閭€(gè)

9、體數(shù)量越大越接近統(tǒng)計(jì)規(guī)律。比如，我們知道人群中男女 比例接近 1： 1，具體到每個(gè)家庭，第一胎生女孩后，第二胎一定是 男孩嗎？一個(gè)家庭中生男生女的比例不一定接近1： 1，因?yàn)闃颖緮?shù)太小，而一個(gè)省、市就更接近 1：1，孟德爾的遺傳統(tǒng)計(jì)是建立在大 樣本基礎(chǔ)上的；（ 2）如果孟德爾當(dāng)時(shí)只統(tǒng)計(jì) 10 株豌豆雜交，他還能 正確的解釋分離現(xiàn)象嗎？ （很難，因?yàn)闃颖緦?shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)的樣本數(shù)足夠多， 是孟德爾能夠正確分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提條件之一，當(dāng)對(duì) 10 株個(gè)體作 統(tǒng)計(jì)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)較大誤差。在此過(guò)程中，教師巡視，參與部分小組討 論，組織學(xué)生交流， 引導(dǎo)得出正確結(jié)論。（3）比較各小組數(shù)據(jù)的差異， 引導(dǎo)學(xué)生從分工情況、操作

10、要點(diǎn)、重復(fù)次數(shù)、選材等方面進(jìn)行誤差分 析。最后，小組間共同討論減少誤差、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法。5. 拓展孟德爾是歷史上把統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)用于生物科學(xué)的第一人， 這也是他成 功的關(guān)鍵點(diǎn)之一，掀開了遺傳學(xué)乃至生物學(xué)新的篇章。簡(jiǎn)單介紹概率規(guī)則中的加法定律和乘法定律， 將概率概念引入生 物教學(xué)，為后面相關(guān)計(jì)算打基礎(chǔ)。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果：甲(早)杯抓取情況 D : dF:1 ;乙(谷)杯抓取情況 D: dH:1可知，F(xiàn)1個(gè)體(Dd)產(chǎn)生的任意一個(gè)攜帶 D的雄配子的概 率為 1/2，攜帶 d 雄配子的概率為 1/2，任意一個(gè)攜帶 D 或 d 的雌配 子的概率也為 1/2；受精時(shí)，雌、雄配子隨機(jī)結(jié)合，因而受精卵遺傳 因子組成概率就

11、是兩個(gè)配子類型概率的乘積，即 P(DD) =P(D) X P(d)=P(d)2= (1/2)X( 1/2) =1/4;P(Dd)=P(D)X P(d)+P(d)X P(d)=2P(d)X P(d)= (1/ 2) X (1/2) +(1/2) X (1/ 2) =1/2; P(dd)=P(d)X P(d)=P(d)2=(1/2)X( 1/2) =1/4P(D)+P(d)=16. 課堂小結(jié) 實(shí)驗(yàn)原理：由于進(jìn)行有性雜交的親本，在形成配子時(shí)，成對(duì)的遺傳因子彼此分離，形成兩種比例相等的配子。受精時(shí)，雌雄配子隨機(jī)結(jié)合。 F2 的遺傳因子組成比為 1:2:1 ，表現(xiàn)型有兩 種，其比為 3：1。因此，雜合子雜交后代發(fā)育成的個(gè)體， 就一定會(huì)發(fā)生性狀分離。 通過(guò)模擬雌雄配子隨機(jī)結(jié)合的過(guò) 程，來(lái)探討雜交后代的性狀表現(xiàn)。 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫J(rèn)識(shí)和理解遺傳因子的分離和配子隨機(jī)結(jié)合與性狀之間的 數(shù)量關(guān)系，間接的、具體的體驗(yàn)孟德爾假說(shuō)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：見小黑板上用于統(tǒng)計(jì)全班實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表格。結(jié)論：F1產(chǎn)生的配子為D: dF:1，模擬雌、雄配子的隨機(jī)結(jié)合，F(xiàn)2的遺傳因子組成 D