孟德尔的豌豆杂交实验(一)

第一节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）教学设计

一、教学目标：

知识与能力

1． 阐明孟德尔的一对相对性状的杂交实验及分离定律。

2． 体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维，尝试假说——演绎法

3． 运用分离定律解释常见的遗传现象。

过程与方法

能对实验现象和数据进行合乎逻辑的分析、归纳、能用数学方法正确处理实验结果 情感态度价值观

体验孟德尔遗传实验的科学方法，认同敢于质疑、勇于创新、勇于实践，以及严谨、求实的科学态度。

二、教学重点和难点：

1．教学重点

（1）对分离现象的解释，阐明分离定律。

（2）对分离现象的解释

（3）以孟德尔的遗传实验为素材进行科学方法教育。

2．教学难点

（1）对分离现象的解释。

（2）假说—演绎法。

三、教学过程

（一）课前准备

课前已让学生收集关于孟德尔的资料，我也制作了本节内容的教学课件。考虑到本地区实际情况，可能只有少部分学生能收集到相关资料，因此课前提出一些关于孟德尔杂交实验的问题，便于学生查找。问题如下：

（1）孟德尔的生平。

（2）孟德尔杂交实验所选材料与实验的成功有关吗？

（3）在孟德尔之前也有许多人做过杂交实验，为什么他们没有得出定律呢？

导入：大家都知道这样的谚语：“种瓜得瓜，种豆得豆” “龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会

打洞”是自然界的什么现象呢？一母生九仔，连母十个样，又是什么现象呢？

生：遗传，变异

师：遗传和变异是生物的特征,他就在我们身边，你了解其中的奥秘吗？从这节课开始我们将沿着科学家的足迹，探索遗传的奥秘。

展示课题《第一节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）》，展示教学目标。

师；早在140多年前，孟德尔通过研究和杂交实验揭示生物遗传的规律，孟德尔为什么能揭示这一科学奥秘？让我们走近孟德尔。

2．走近孟德尔

首先请几位同学对课前收集的有关孟德尔的生平事迹作个介绍，让我们走近这位科学伟人。同学们对孟德尔的了解还真不少，来总结一下：看屏幕。然后将学生的发言做了个总结，强调了以下几点：

1.孟德尔家境贫寒却刻苦学习；热爱科学。

2.他对杂交实验的研究长达8年之久；

3.孟德尔的实验并非一开始就成功，他曾用山柳菊、玉米等多种材料做杂交实验，都没有成功，最后用豌豆做实验才发现了遗传的基本规律。

师：可见科学探索的过程是充满曲折的，要成功就要有吃苦耐劳和坚持不懈的精神。（这一部分的教学重点放在对学生的情感教育，让他们体会到要成功就需要有吃苦耐劳的精神。）

3．豌豆做实验容易成功的原因

师：为什么用豌豆实验容易成功？谁有去把课前预习的关于豌豆的知识和大家分享一下？ 生：豌豆是自花并且是闭花授粉的植物。是两性花。

（该环节涉及到较多的初中知识，考虑到许多学生初中知识的薄弱，因此，补充讲解了花的结构以及传粉的过程。）

师：豌豆花呈蝶形的花瓣中，每一对花瓣紧紧包裹着雄蕊和雌蕊

师：一朵花即有雄蕊又有雌蕊，我们将它称之为两性花；而一朵花只有雄蕊或只有雌蕊，则称为单性花。书上告诉我们豌豆是自花传粉植物，那么豌豆应该是两性花还是单性花呢？

生：两性花。

师：自花传粉指的是一朵花的花粉落在同一朵花的雌蕊的柱头上的过程叫自花传粉也叫自交，只有两性花才同时具有花粉和柱头。

（播放课件中两性花的结构图）

师：也就是说只有两性花能完成自花传粉，那么单性花的传粉方式又是怎样的呢？

生：是通过异花传粉。异花传粉指的是两朵花之间的传粉过程。

师：豌豆做实验容易成功不止因为它是自花传粉植物，而且是闭花传粉，也就是豌豆花在未开放时，就已经完成了受粉，这就避免了外来花粉的干扰。所以豌豆在自然状态下一般都是纯种。孟德尔用豌豆进行人工杂交实验，结果既可靠又容易分析。豌豆除了这个特点之外还有其他有利于研究的特点吗？

生：豌豆还具有易于区分的相对性状。

（展示课件中人体内一些相对性状的图片，帮助学生理解相对性状的含义。

师：什么是相对性状呢？

生：一种生物的同一种性状的不同表现类型就叫做相对性状。

师：注意概念中：同种生物、同一性状、不同表现，人有许多对性状，（课件展示认得相对性状）试试“手指嵌合”反过来试试。看下列性状是否属于相对性状？

师：豌豆有许多易于区分 性状， 这么多差异明显在孟德尔之前也有许多人做过杂交实验，为什么他们没有得出定律呢？。

生：在科学研究中，我们要研究问题应该要化繁为简，孟德尔着眼在首先是对每一对性状的遗传分别进行研究，这样就较容易发现其中的规律。这也是孟德尔获得成功的原因之一。

4． 一对相对性状的杂交实验

师：孟德尔是如何进行‘一对相对性状的杂交实验的呢？

（该环节由学生自学，然后将孟德尔杂交实验过程复述，以此锻炼学生的总结归纳能力。并对实验现象提出问题，引导学生思考。）

师：现在请一位同学来讲讲孟德尔关于一对相对性状的杂交实验的过程。

生：孟德尔用自然条件下的高茎豌豆与矮茎豌豆杂交，产生的子一代全为高茎，接着他又用子一代自交，结果发现子二代中既有高茎豌豆又有矮茎的豌豆，并且高茎与矮茎的数量比接近3:1。

（播放孟德尔杂交实验的示意图。）

师：这位同学讲得很好。同学们注意，这些符号，以后会经常用的到。孟德尔的实验过程我们已经了解，实验现象也已知道，那么现在就有了以下几个问题：

1. F1代为什么全为高茎的？

2. F2代为什么又出现了“矮茎”，并且高茎与矮茎的比例为3:1，这是偶然的吗？

师：无论高茎做父本，矮茎做母本，还是矮茎做父本，高茎做母本，F1代为什么全是高茎？控制“矮的东西”消失了吗？【没有】F1中还有控制矮的东西吗？【有】怎样证明有？孟德尔怎么做的？

生：让F1自交

师：让F1自交，结果F2代中出现了矮茎，这说明了什么？

生：F1中有控制“矮”的东西，但未表现出来

师：隐性性状：像这样具有相对性状的纯种杂交，F1未表现出来的性状叫隐形性状如【如矮茎】

显性性状：具有相对性状的纯种杂交，F1表现出来的性状叫显形性状如【如高茎】 性状分离：F1自交，F2同时出现显性性状和隐性性状的现象叫“性状分离”。

师：F2代为什么又出现了性状分离，并且分离比为3:1，这是偶然的吗？如何证明？ 生：这不是偶然。因为孟德尔又分别对豌豆的其他6对相对性状进行杂交实验，并用数学法代的方法对实验结果进行了统计分析，实验结果都接近3:1。

师：为什么会出现这样的现象和结果呢？

5．对分离现象的解释

（该环节以问题的形式，引发学生思考、探索，引导学生尝试提出假说。）

师：孟德尔做了杂交实验之后，在观察和统计分析的基础上，果断地屏弃了前人融合遗传的观点，提出了自己的一套假说。提出了怎么样的假说呢？

师：请同学们结合屏幕上的问题阅读课文P5“对分离现象的解释”并体会孟德尔提出的假说是一种超越了时代的非凡设想，下面开始阅读教材并思考问题。

（屏幕展示思考问题）

师：在孟德尔的假说里，生物的性状是由什么决定的呢？

生：由遗传因子决定。

师：那么这些遗传因子有什么特点呢？

生：遗传因子不相融合也不会在传递中消失。

师：就像不同颜色的玻璃球，如果把红色和绿色的玻璃球放如桶内，玻璃球会变色吗？ 生：不会。

师：孟德尔认为这些遗传因子就像一个个独立的颗粒，因此孟德尔提出的遗传方式也称为“颗粒遗传”。孟德尔还对遗传现象做了一些规定：F1所表现的性状称为显形性状，而F1所未表现

的那个亲本性状为隐性性状。显形性状由显形遗传因子控制，用大写字母表示；隐性性状由隐性遗传因子控制，由小写字母表示。如d

师：遗传因子在体细胞中的存在形式是怎样的？

生：是成对存在的。

师：很好。以高茎矮茎为例，应有几种遗传因子形成？（DD、Dd、dd）根据上面的两点假说，我们是否可以推出孟德尔杂交实验植株的遗传因子的组成？以字母D来表示这对遗传因子。

生：可以推出亲本和F1的遗传因子组成。因为已知亲本高茎豌豆和矮茎豌豆都是纯种的，则它们的体细胞中的遗传因子组成分别为DD和dd。又知道F1为高茎的，说明F1中有一个D，而F2又出现了矮茎性状，说明控制矮茎的遗传因子没有消失，它只是隐藏在F1中，因此F1的遗传因子组成为Dd。

师：这位同学的推论完全正确。现在已经知道亲本和F1遗传因子的组成，那么大家来大胆猜测一下，究竟生物遗传要遵从什么样的规律，遗传因子为DD和dd的亲本才能产出Dd的子一代呢？

（学生认真地思考）

生1：F1中的两个遗传因子应该来自不同的亲本。

提示：F1中的两个遗传因子来自哪里？【两个不同的亲本】

如何把成对的遗传因子传给子代？

生2：亲本的两个遗传因子要分离。

:

:

师：也就是说体细胞中成对的遗传因子在形成生殖细胞——配子时要彼此分离，不能同时处于一个配子中。换一句话说，配子中遗传因子的存在形式是怎样的呢？

生：是单个存在的。

师：来看形成或F1时的图解。

师：很好。根据上面的三点假说，我们已经能够解释为什么F1只出现高茎的豌豆了。但是还有一个问题未解决——F2为什么出现性状分离比为3:1？你们根据上面的假说将F1自交表示出来，看看F2代有什么现象？

F1 Dd × Dd

配子 D d D d

↓

F2 DD Dd Dd dd

高 高 高 矮

生：F2中出现了高茎和矮茎两种性状。

师：在孟德尔的实验结果里面F2中高矮茎之比为3:1，那么出现3:1的性状分离比需要什么样的前提呢？

（这个问题对于学生来说较难，只有少数学生能够回答。）

师：生：前提是F1中不同雌雄配子结合的几率要相等。也就是F2中DD:Dd:Dd:dd必须是1:1:1:1，这样高矮茎的比例才会是3:1。

师：换句话说就是受精时，雌雄配子的结合是随机的。D与D、D与d或者是d与d相结合机会都是相等的，没有说哪一种组合的几率较大。这就是孟德尔假说的第四点。

这就是孟德尔假说的内容，（学生齐读）

师：你认为后出现3:1的关键是什么？

6.对分离现象解释的验证---测交法

师：孟德尔的假说合理的解释了豌豆一对相对性状的杂交实验，但假设一定正确吗？【不一定】作为一种正确的假说不仅能解释已有的解果，还应能够预测另一种实验结果，假说必须经过验证才能定律，孟德尔是如何验证他的假说的正确性的呢？

孟德尔为了验证他对分离现象的解释是否正确，又设计了另一个试验---测交试验。测交就是让F1与隐性纯合子杂交，这个方法可以用来测定F1的基因组成。

师：按照刚才分析的假说，同学们试着用推导侧交结果是什么？

学生活动:上黑板写出测交的遗传图解。

提问:如何由测交来判断F1的基因组成?

学生回答:测交后代如果出现两种基因组合,即F1为杂合子，若后代只有一种基因组合，即F1为纯合子。

师：怎样证实推测结果的正确性？正确的结果靠什么获得？【实验】

教师讲述:孟德尔通过杂交实验统计得出的实验结果和用假说推理的结果是一致的，一致说明了什么？所做的测交试验结果，符合预期的设想，从而证明了F1在形成配子时，成对的基因发生了分离，分离后的基因分别进入到了不同的配子中。

师：让我们一起来回顾一下，孟德尔杂交实验的思路和方法【展示：假说-演绎法】 就是现代科学研究中最常用的一种科学研究方法：假说---演绎法。

师：假说是什么？演绎是什么？

(五)基因分离定律的内容

师：孟德尔一对相对性状的实验加过及其解释，后人把它归纳为分离定律，让我们交读：

7．课堂评测练习

8. 课堂小结

9.作业：完成同步学案

四、课后反思

由于本节课的课时有限，教学内容又较多，学生仅仅是中等水平，所以在教学实施过程中有意放慢进度，旨在让学生有充足的时间进行思考，体会科学探究的过程。在本节课中对于诸如杂交、自交等概念只做了个大概的介绍，没有给出完整的定义让学生理解掌握，主要是因为这些概念中都涉及到遗传因子的概念，必须在介绍完孟德尔的假说之后才能讲解，因此这些内容只能留到第二课时再做讲解。如果时间充裕，将这些概念在本节课上讲解，学生接受的知识可能更为完整、有序。