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文檔簡(jiǎn)介
1、PAGE16基因的分離定律(第一課時(shí))教學(xué)設(shè)計(jì)南京師范大學(xué)附屬中學(xué)虞夢(mèng)琦【教學(xué)目標(biāo)】1知識(shí)目標(biāo):舉例說明基因與性狀的關(guān)系并辨別相對(duì)性狀;說出孟德爾的選材原因和實(shí)驗(yàn)方法并描述孟德爾實(shí)驗(yàn)過程中的操作要點(diǎn)。2能力目標(biāo):通過學(xué)習(xí)一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn),體會(huì)科學(xué)研究的一般過程,嘗試像科學(xué)家一樣進(jìn)行思考、解釋和推理;運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)性狀分離結(jié)果做出解釋,并使用小球模擬性狀分離比的實(shí)驗(yàn)。3情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo):通過對(duì)孟德爾的生平介紹,認(rèn)同孟德爾善于觀察、刻苦鉆研、鍥而不舍的科學(xué)精神;通過對(duì)一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),形成敢于質(zhì)疑、勤于實(shí)踐以及嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度?!窘虒W(xué)重點(diǎn)】1闡明一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳及性狀分離
2、的概念,解釋性狀分離現(xiàn)象,理解基因分離定律的實(shí)質(zhì)2體會(huì)科學(xué)研究的一般過程【教學(xué)難點(diǎn)】對(duì)基因分離定律實(shí)質(zhì)的理解【教學(xué)過程】教師行為預(yù)設(shè)學(xué)生行為設(shè)計(jì)意圖(一)課堂導(dǎo)入1熱身小游戲:游戲1:請(qǐng)大家雙手手指交叉,看看自己在最上面的大拇指是左手還是右手。左手在上的同學(xué)請(qǐng)舉手,右手在上的同學(xué)請(qǐng)舉手。游戲2:請(qǐng)大家豎起自己的大拇指,看看大拇指能否向后彎曲。能彎曲的同學(xué)舉手,不能彎曲的舉手。2這些形態(tài)特征、生理特性,我們就稱之為性狀。那對(duì)于同一生物來說,同一種性狀,有的左手在上,有的右手在上,有的能彎曲有的不能,這些不同的表現(xiàn)類型,我們稱之為相對(duì)性狀。3除了游戲中涉及的兩個(gè)例子外,還有很多相對(duì)性狀。比如:PP
3、T展示。還有單雙眼皮、卷發(fā)直發(fā)。這是去年5月,老師拍的一盆七彩杜鵑開花,大家可以找到其中的相對(duì)性狀嗎4我們知道,這些性狀的表現(xiàn)都與遺傳有關(guān),比如媽媽是卷發(fā),你也是卷發(fā)。但是有時(shí)候我們也會(huì)發(fā)現(xiàn),有的父母都是雙眼皮,但孩子卻是單眼皮。所以,遺傳究竟是怎么回事呢有沒有什么規(guī)律呢跟隨老師的口令一起做游戲回憶初中知識(shí),理解性狀和相對(duì)性狀的概念觀看幻燈片學(xué)生回答:紅花和白花思考通過游戲活動(dòng)和圖片展示引起學(xué)生注意、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,使其快速投入課堂氛圍中(二)新課推進(jìn)一、孟德爾生平介紹1教師介紹孟德爾生平故事:人類對(duì)于遺傳的研究可以追溯到19世紀(jì)以前,包括像亞里士多德和柏拉圖都對(duì)遺傳現(xiàn)象做出過解釋。但是說到
4、對(duì)遺傳規(guī)律的研究,必須要提孟德爾。孟德爾在遺傳學(xué)上的地位絕不亞于牛頓在力學(xué)上的地位。孟德爾出身在一個(gè)園藝師家庭,大學(xué)之后孟德爾一邊在修道院擔(dān)任神職,一邊兼職在中學(xué)任教,同時(shí)開始了他長(zhǎng)達(dá)8年的豌豆研究。但是很遺憾,孟德爾用心血澆灌的豌豆所告訴他的秘密,不能得到當(dāng)時(shí)人們的認(rèn)可,直到孟德爾逝世16年后,人們才“重新發(fā)現(xiàn)”孟德爾早在34年前就發(fā)現(xiàn)的遺傳規(guī)律。2介紹孟德爾的豌豆實(shí)驗(yàn):這就是孟德爾的豌豆。孟德爾為什么會(huì)選擇豌豆作為實(shí)驗(yàn)材料呢豌豆的什么特點(diǎn)吸引到了孟德爾呢在正式研究之前,孟德爾選了34個(gè)不同品種的豌豆進(jìn)行試種兩年,發(fā)現(xiàn)每種豌豆的后代都是相似的。為什么這34個(gè)品種的豌豆后代都如此相似呢原來豌豆
5、是一種嚴(yán)格的自花受粉、閉花傳粉的植物,也就是說,雌雄同體的豌豆花的卵細(xì)胞始終只和自己這株花的精子相結(jié)合,世世代代都是這樣。3這種基因型相同的生物體間相互交配的交配方式叫自交,自交使得豌豆的后代都是純種的,沒有外來的其他遺傳信息和其發(fā)生交流。與自交相對(duì)的一種交配方式叫雜交,也就是基因型不同的生物體間相互交配的過程,比如哺乳動(dòng)物之間的交配就是雜交。4自交得到的后代形態(tài)上就很相似,使其各個(gè)品種的豌豆具有穩(wěn)定的、易于區(qū)分的性狀。孟德爾總結(jié)了豌豆的7對(duì)性狀。PPT展示:那我們來看看豌豆的相對(duì)性狀。介紹,種子的性狀,子葉的顏色,花色,花的位置,莖的高度等。二、一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)1豌豆有7對(duì)相對(duì)性狀,一
6、下子研究7對(duì),工作量過大并且復(fù)雜,因此孟德爾決定從一對(duì)性狀入手開始研究。孟德爾選擇了花色這對(duì)相對(duì)性狀,希望從紫花和白花豌豆之間雜交后代的花色呈現(xiàn)規(guī)律中尋找到遺傳的規(guī)律。教師解答:我們只需要將一朵花去除雄蕊,只提供雌蕊,而采取另一朵顏色的花的花粉粒,通過人工授精的方式,實(shí)現(xiàn)豌豆的雜交即可。2紫花豌豆和白花豌豆雜交,它們就是親本,我們用P表示親本,用“”號(hào)表示雜交,雜交的后代,我們稱其為子一代,用F1表示。通過雜交,子一代會(huì)呈現(xiàn)什么顏色呢有同學(xué)一想,白種人和黑種人生出來是混血兒,那子一代豌豆也應(yīng)該是混血兒吧,紫色加白色,應(yīng)該是淺紫色。但事實(shí)上,子一代沒有表現(xiàn)出親本兩個(gè)性狀的融合,而是只表現(xiàn)出一個(gè)親
7、本的性狀,子一代全是紫花。像這樣,F(xiàn)1表現(xiàn)出來的性狀,比如紫花性狀,我們稱其為顯性性狀,而像白花這樣,在子一代中沒有表現(xiàn)出來的性狀我們稱其為隱形性。為什么會(huì)這樣呢子一代中另一個(gè)親本性狀,白花性狀是永遠(yuǎn)消失了還是暫時(shí)隱藏起來了呢3為了解開這個(gè)謎團(tuán),孟德爾決定繼續(xù)試驗(yàn)。按理來說,如果子一代的紫花自交,如果白花性狀永遠(yuǎn)消失了,自交的后代就永遠(yuǎn)不會(huì)出現(xiàn)白花性狀。孟德爾也想到了這樣的方法,于是他讓子一代紫花自交,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在所有后代里,既出現(xiàn)了紫花也出現(xiàn)了白花??磥戆谆ㄐ誀钪皇菚簳r(shí)在子一代中隱藏起來了。像這種表現(xiàn)中不同親本性狀的現(xiàn)象,稱之為性狀分離。4孟德爾經(jīng)過雜交試驗(yàn)后,他發(fā)現(xiàn),子二代中紫花和白花的比
8、例剛好接近3:1,于是他又思考,在雜種后代中這種性狀分離比的結(jié)果是巧合、偶然,還是真的是必然出現(xiàn)的呢為了解開這個(gè)謎團(tuán),于是他繼續(xù)試驗(yàn),把豌豆的這7種性狀依次進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn),我們把結(jié)果列在了PPT的表格里。請(qǐng)同學(xué)們計(jì)算一下F2中顯性性狀和隱形性狀的比例。教師PPT展示答案。通過表格的現(xiàn)象總結(jié)結(jié)論。顯隱性之比接近3:1。只有F2才出現(xiàn)性狀分離,F(xiàn)1只表現(xiàn)出顯性性狀。三、對(duì)分離現(xiàn)象的解釋1為什么會(huì)有這種現(xiàn)象呢產(chǎn)生這種性狀分離的原因是什么呢于是孟德爾首創(chuàng)式提出遺傳因子這一概念,他認(rèn)為,植物的每一個(gè)性狀都是由成對(duì)的遺傳因子控制的。板書:假設(shè)控制顯性性狀紫花的遺傳因子是大寫字母A,控制隱性性狀白花的遺傳因子
9、是a,那么,親本純種的紫花的遺傳因子組合就是AA,白花的遺傳因子組合就是aa。其實(shí)現(xiàn)在我們已經(jīng)知道,孟德爾提出的遺傳因子就是我們所謂的基因。孟德爾提出第二個(gè)觀點(diǎn)是:植物形成配子時(shí),成對(duì)的基因?qū)⒒ゲ桓蓴_、獨(dú)立地分開。板書配子。經(jīng)過受精作用,雌雄配子結(jié)合形成受精卵時(shí),基因又恢復(fù)為成對(duì)存在,也就是F1的花色基因組成就是Aa,而A對(duì)a有顯性作用,所以F1只表現(xiàn)出A所控制的性狀,因此F1總是表現(xiàn)為紫花。2根據(jù)孟德爾提出的這些觀點(diǎn),請(qǐng)同學(xué)們嘗試著解釋一下F1自交產(chǎn)生的F2的性狀分離的原因。F1是自交,因此雌花和雄花都是Aa,雌花產(chǎn)生的配子有A、a,雄花產(chǎn)生的配子也有A、a,雌雄配子之間兩兩結(jié)合,產(chǎn)生的F2
10、就有AA,Aa和aa,其中AA和Aa都表現(xiàn)為紫花,aa表現(xiàn)為白花。(結(jié)合學(xué)生的講解板書展示,再觀看PPT)解釋一樣,一般不寫成aA很好。其中個(gè)體實(shí)際表現(xiàn)出來的性狀我們稱之為表現(xiàn)型,表現(xiàn)型之比應(yīng)該是紫花:白花=3:1,與表現(xiàn)型有關(guān)的基因組成我們稱之為基因型,因此基因型之比應(yīng)該是AA:Aa:aa=1:2:1。在當(dāng)時(shí)遺傳學(xué)發(fā)展很有限的情況,孟德爾憑借自己對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的敏銳的洞察和分析,以及根據(jù)現(xiàn)象大膽地猜想,對(duì)性狀分離現(xiàn)象做出了科學(xué)的解釋。但是由于受到多方面因素的限制,孟德爾并沒有完全確認(rèn)其實(shí)質(zhì)。四、基因分離定律的實(shí)質(zhì)1過渡:今天的我們?cè)賮砜疵系聽柕膶?shí)驗(yàn)和他做出的解釋,嘗試分析產(chǎn)生性狀分離的實(shí)質(zhì),一起
11、完成孟德爾沒能完成的任務(wù)。2根據(jù)我們之前學(xué)習(xí)的知識(shí),基因攜帶遺傳信息,不會(huì)憑空存在于細(xì)胞中,而是存在染色體上,所以基因其實(shí)是染色體上一個(gè)很小的片段。這是一條染色體,假設(shè)這個(gè)位置上的基因是表達(dá)紫花的基因A。這是另一條染色體,這個(gè)位置的基因是表達(dá)白花的基因a。我們知道,在一個(gè)二倍體生物的細(xì)胞中,染色體是成對(duì)存在的,成對(duì)的染色體叫做同源染色體。這和孟德爾提出的遺傳因子成對(duì)存在是符合的。那么親代中作為純種的紫花的同源染色體就是這樣的,相同位置都是A基因,這就叫相同的基因。同樣的,白花可以這樣表示,兩個(gè)a也是相同的基因。3紫花白花雜交產(chǎn)生后代,需要先產(chǎn)生配子,產(chǎn)生配子的分裂方式應(yīng)該是減數(shù)分裂,減數(shù)分裂的
12、特點(diǎn)就是同源染色體的分離,同時(shí)基因也會(huì)隨著同源染色體的分離而獨(dú)立地分開。親代產(chǎn)生的配子,應(yīng)該是這樣表示。雌雄配子結(jié)合,形成合子,合子發(fā)育為子一代,子一代的染色體就應(yīng)該是這樣的。而像這對(duì)同源染色體上決定相對(duì)性狀的基因,我們就稱之為等位基因。繼續(xù),F(xiàn)1自交,也要通過減數(shù)分裂產(chǎn)生雌雄配子,它們產(chǎn)生的配子應(yīng)該是(教具展示)。箭頭表示。請(qǐng)同學(xué)上黑板擺出F2的基因型的類型。PPT展示:除此之外,我們還可以用一個(gè)表格來模擬F1配子的結(jié)合。第一橫排代表雌配子的類型,第一列代表雄配子的類型,中間代表雌雄配子結(jié)合產(chǎn)生的合子。這樣的結(jié)果與孟德爾的解釋也是一致的?;蛐捅仁?:2:1,表現(xiàn)型比是3:1。4這樣,我們就
13、可以從現(xiàn)代生物學(xué)的角度給孟德爾的實(shí)驗(yàn)下一個(gè)定論,也就是說,在細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子的過程中,等位基因會(huì)隨著同源染色體的分開而分離,分別進(jìn)入到兩個(gè)配子中,獨(dú)立地隨配子遺傳給后代。這就是我們現(xiàn)在說的基因的分離定律。五、性狀分離比的模擬實(shí)驗(yàn)1下面,我們就模擬孟德爾的性狀比分離實(shí)驗(yàn)。我們用兩個(gè)小盒子代表父本和母本,里面放了小球代表含基因A和a的雌雄配子,其中黃球代表基因A,白色代表基因a。我們就用這樣的材料來模擬實(shí)驗(yàn),那請(qǐng)大家思考下面幾個(gè)問題:雌雄配子的數(shù)量是否一定要相等因此父本的盒子里有40個(gè)配子,母本的盒子里有20個(gè)配子。含基因A和a的雌雄配子數(shù)量是否一定要相等模擬雌雄配子結(jié)合時(shí),如何做到隨機(jī)結(jié)
14、合每次抓出來的球需要放回去嗎2下面就請(qǐng)一組同學(xué)來進(jìn)行實(shí)驗(yàn),每個(gè)同學(xué)上來的具體操作是:充分混合盒中小球,分別從兩個(gè)盒中隨機(jī)抓取一個(gè)小球,記錄小球顏色所代表的基因組合,將所抓取的小球放回原盒搖勻,然后后面的同學(xué)依次上來抓球。我來記錄基因組。3實(shí)驗(yàn)結(jié)束,統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,算出基因型比和表現(xiàn)型比。發(fā)現(xiàn)并不是1:2:1和3:1。為什么呢為什么我們就得不到孟德爾當(dāng)時(shí)得到的比值呢問題究竟出在哪里4這是課前老師自己做的實(shí)驗(yàn),這是10次的結(jié)果,同樣的結(jié)果與孟德爾的分離比相去甚遠(yuǎn)。這是實(shí)驗(yàn)20次的結(jié)果,比值相差就更大了。這是實(shí)驗(yàn)50和100次的。我們發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)次數(shù)越多,結(jié)果與預(yù)期更接近,這是為什么呢5教師總結(jié):所以,如
15、果當(dāng)初孟德爾只統(tǒng)計(jì)了10株豌豆的性狀,他還能正確地解釋性狀分離現(xiàn)象嗎認(rèn)真聽講,了解孟德爾的生平認(rèn)識(shí)豌豆的特性學(xué)習(xí)自交和雜交的概念有同學(xué)提出問題,不是說豌豆自花傳粉嗎所以自然狀態(tài)下紫花白花是無法實(shí)現(xiàn)雜交的思考白色性狀去哪里了學(xué)生計(jì)算小組討論。小組代表回答回憶減數(shù)分裂的相關(guān)知識(shí)同學(xué)上黑板擺染色體教具學(xué)生思考,回答:不一定,并且雄配子大于雌配子。一定。孟德爾的假設(shè)就是兩種類型的配子數(shù)量相同。摸球的時(shí)候不能看,小球要混合均勻。需要,表示兩種配子的數(shù)目始終要相等。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。黑板上寫出三種基因組,畫正字學(xué)生思考,回答:存在偶然性,有誤差。學(xué)生能夠?qū)γ系聽柕木秤龈型硎?,體會(huì)科學(xué)研究要耐得住寂寞通過思考幾個(gè)
16、關(guān)鍵的問題,讓學(xué)生理解孟德爾實(shí)驗(yàn)的前后邏輯關(guān)系,加深理解利用教具,更加形象生動(dòng)的介紹基因分離定律的實(shí)質(zhì),將看不見摸不著的染色體和基因轉(zhuǎn)化為學(xué)生可見可觸摸的教具,讓抽象的知識(shí)更加具體直觀,同時(shí)也有助于學(xué)生深刻理解等位基因和同源染色體之間的關(guān)系。讓學(xué)生親自動(dòng)手去擺教具,使其加深印象。通過性狀分離比模擬實(shí)驗(yàn),不僅讓學(xué)生體驗(yàn)了孟德爾一對(duì)相對(duì)性狀雜交實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程的,也對(duì)孟德爾對(duì)對(duì)基因分離定律解釋的核心加深印象,有助于學(xué)生理解基因分離定律的實(shí)質(zhì)。同時(shí),也讓學(xué)生明白科學(xué)實(shí)驗(yàn)要避免偶然性和減少誤差,樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乜茖W(xué)態(tài)度。(三)課堂小結(jié)教師總結(jié)孟德爾的發(fā)現(xiàn)問題思考問題的思路,從而體會(huì)科學(xué)家的理性的科學(xué)思維。最后
17、布置課后任務(wù):即使模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與孟德爾的結(jié)果一致,就能說明孟德爾對(duì)于基因分離的解釋一定正確了嗎孟德爾對(duì)于基因分離定律的解釋,是基于默認(rèn)F1配子有兩種類型,并且產(chǎn)生的比例是1:1。事實(shí)上是不是呢這些配子的類型都是肉眼看不見,是孟德爾提出的假設(shè),于是孟德爾又設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。請(qǐng)同學(xué)回去思考一下,如何利用豌豆設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證F1配子類型和比例。下節(jié)課我們請(qǐng)同學(xué)們來匯報(bào)一下。學(xué)生思考,并記錄課后作業(yè)學(xué)生帶著思考結(jié)束本堂課,通過課后思考,引出下節(jié)課的內(nèi)容測(cè)交實(shí)驗(yàn)【教學(xué)反思】本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)是引導(dǎo)學(xué)生去體會(huì)科學(xué)研究的一般過程,并且學(xué)生能夠闡明一對(duì)相對(duì)性狀遺傳及性狀分離的概念,并解釋性狀分離現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。難點(diǎn)在于,這是高中生第一次接觸遺傳規(guī)律相關(guān)的知識(shí),可能在對(duì)性狀分離現(xiàn)象的解釋上略有困難,因此教師可以結(jié)合前面學(xué)習(xí)的減數(shù)分裂相關(guān)知識(shí)幫助學(xué)生對(duì)此部分知識(shí)的進(jìn)行理解。另外,孟德爾的遺傳實(shí)驗(yàn)運(yùn)用的是假說演繹法,雖然第一課時(shí)暫不介紹這一概念,但應(yīng)當(dāng)在教學(xué)中讓學(xué)生體會(huì)假說演繹法的整個(gè)科學(xué)過程。這樣,學(xué)生在第二課時(shí)思考孟德爾實(shí)驗(yàn)獲得成功的原因時(shí),能夠有切身的體會(huì),理解得也更加透徹。這也給后面學(xué)習(xí)基因的自
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