1、PAGE16基因的分離定律（第一課時）教學設計南京師范大學附屬中學虞夢琦【教學目標】1知識目標：舉例說明基因與性狀的關系并辨別相對性狀；說出孟德爾的選材原因和實驗方法并描述孟德爾實驗過程中的操作要點。2能力目標：通過學習一對相對性狀的遺傳實驗，體會科學研究的一般過程，嘗試像科學家一樣進行思考、解釋和推理；運用數學知識對性狀分離結果做出解釋，并使用小球模擬性狀分離比的實驗。3情感態度與價值觀目標：通過對孟德爾的生平介紹，認同孟德爾善于觀察、刻苦鉆研、鍥而不舍的科學精神；通過對一對相對性狀的遺傳實驗的學習，形成敢于質疑、勤于實踐以及嚴謹求實的科學態度。【教學重點】1闡明一對相對性狀的遺傳及性狀分離

2、的概念，解釋性狀分離現象，理解基因分離定律的實質2體會科學研究的一般過程【教學難點】對基因分離定律實質的理解【教學過程】教師行為預設學生行為設計意圖（一）課堂導入1熱身小游戲：游戲1：請大家雙手手指交叉，看看自己在最上面的大拇指是左手還是右手。左手在上的同學請舉手，右手在上的同學請舉手。游戲2：請大家豎起自己的大拇指，看看大拇指能否向后彎曲。能彎曲的同學舉手，不能彎曲的舉手。2這些形態特征、生理特性，我們就稱之為性狀。那對于同一生物來說，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，這些不同的表現類型，我們稱之為相對性狀。3除了游戲中涉及的兩個例子外，還有很多相對性狀。比如：PP

3、T展示。還有單雙眼皮、卷發直發。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性狀嗎4我們知道，這些性狀的表現都與遺傳有關，比如媽媽是卷發，你也是卷發。但是有時候我們也會發現，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律呢跟隨老師的口令一起做游戲回憶初中知識，理解性狀和相對性狀的概念觀看幻燈片學生回答：紅花和白花思考通過游戲活動和圖片展示引起學生注意、激發學生學習興趣，使其快速投入課堂氛圍中（二）新課推進一、孟德爾生平介紹1教師介紹孟德爾生平故事：人類對于遺傳的研究可以追溯到19世紀以前，包括像亞里士多德和柏拉圖都對遺傳現象做出過解釋。但是說到

4、對遺傳規律的研究，必須要提孟德爾。孟德爾在遺傳學上的地位絕不亞于牛頓在力學上的地位。孟德爾出身在一個園藝師家庭，大學之后孟德爾一邊在修道院擔任神職，一邊兼職在中學任教，同時開始了他長達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，不能得到當時人們的認可，直到孟德爾逝世16年后，人們才“重新發現”孟德爾早在34年前就發現的遺傳規律。2介紹孟德爾的豌豆實驗：這就是孟德爾的豌豆。孟德爾為什么會選擇豌豆作為實驗材料呢豌豆的什么特點吸引到了孟德爾呢在正式研究之前，孟德爾選了34個不同品種的豌豆進行試種兩年，發現每種豌豆的后代都是相似的。為什么這34個品種的豌豆后代都如此相似呢原來豌豆

5、是一種嚴格的自花受粉、閉花傳粉的植物，也就是說，雌雄同體的豌豆花的卵細胞始終只和自己這株花的精子相結合，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生交流。與自交相對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，比如哺乳動物之間的交配就是雜交。4自交得到的后代形態上就很相似，使其各個品種的豌豆具有穩定的、易于區分的性狀。孟德爾總結了豌豆的7對性狀。PPT展示：那我們來看看豌豆的相對性狀。介紹，種子的性狀，子葉的顏色，花色，花的位置，莖的高度等。二、一對相對性狀的遺傳實驗1豌豆有7對相對性狀，一

6、下子研究7對，工作量過大并且復雜，因此孟德爾決定從一對性狀入手開始研究。孟德爾選擇了花色這對相對性狀，希望從紫花和白花豌豆之間雜交后代的花色呈現規律中尋找到遺傳的規律。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，實現豌豆的雜交即可。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，子一代會呈現什么顏色呢有同學一想，白種人和黑種人生出來是混血兒，那子一代豌豆也應該是混血兒吧，紫色加白色，應該是淺紫色。但事實上，子一代沒有表現出親本兩個性狀的融合，而是只表現出一個親

7、本的性狀，子一代全是紫花。像這樣，F1表現出來的性狀，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出來的性狀我們稱其為隱形性。為什么會這樣呢子一代中另一個親本性狀，白花性狀是永遠消失了還是暫時隱藏起來了呢3為了解開這個謎團，孟德爾決定繼續試驗。按理來說，如果子一代的紫花自交，如果白花性狀永遠消失了，自交的后代就永遠不會出現白花性狀。孟德爾也想到了這樣的方法，于是他讓子一代紫花自交，結果發現，在所有后代里，既出現了紫花也出現了白花。看來白花性狀只是暫時在子一代中隱藏起來了。像這種表現中不同親本性狀的現象，稱之為性狀分離。4孟德爾經過雜交試驗后，他發現，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果是巧合、偶然，還是真的是必然出現的呢為了解開這個謎團，于是他繼續試驗，把豌豆的這7種性狀依次進行雜交實驗，我們把結果列在了PPT的表格里。請同學們計算一下F2中顯性性狀和隱形性狀的比例。教師PPT展示答案。通過表格的現象總結結論。顯隱性之比接近3:1。只有F2才出現性狀分離，F1只表現出顯性性狀。三、對分離現象的解釋1為什么會有這種現象呢產生這種性狀分離的原因是什么呢于是孟德爾首創式提出遺傳因子這一概念，他認為，植物的每一個性狀都是由成對的遺傳因子控制的。板書：假設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。其實現在我們已經知道，孟德爾提出的遺傳因子就是我們所謂的基因。孟德爾提出第二個觀點是：植物形成配子時，成對的基因將互不干擾、獨立地分開。板書配子。經過受精作用，雌雄配子結合形成受精卵時，基因又恢復為成對存在，也就是F1的花色基因組成就是Aa，而A對a有顯性作用，所以F1只表現出A所控制的性狀，因此F1總是表現為紫花。2根據孟德爾提出的這些觀點，請同學們嘗試著解釋一下F1自交產生的F2的性狀分離的原因。F1是自交，因此雌花和雄花都是Aa，雌花產生的配子有A、a，雄花產生的配子也有A、a，雌雄配子之間兩兩結合，產生的F2

10、就有AA，Aa和aa，其中AA和Aa都表現為紫花，aa表現為白花。（結合學生的講解板書展示，再觀看PPT）解釋一樣，一般不寫成aA很好。其中個體實際表現出來的性狀我們稱之為表現型，表現型之比應該是紫花：白花=3:1，與表現型有關的基因組成我們稱之為基因型，因此基因型之比應該是AA:Aa:aa=1:2:1。在當時遺傳學發展很有限的情況，孟德爾憑借自己對實驗數據的敏銳的洞察和分析，以及根據現象大膽地猜想，對性狀分離現象做出了科學的解釋。但是由于受到多方面因素的限制，孟德爾并沒有完全確認其實質。四、基因分離定律的實質1過渡：今天的我們再來看孟德爾的實驗和他做出的解釋，嘗試分析產生性狀分離的實質，一起

11、完成孟德爾沒能完成的任務。2根據我們之前學習的知識，基因攜帶遺傳信息，不會憑空存在于細胞中，而是存在染色體上，所以基因其實是染色體上一個很小的片段。這是一條染色體，假設這個位置上的基因是表達紫花的基因A。這是另一條染色體，這個位置的基因是表達白花的基因a。我們知道，在一個二倍體生物的細胞中，染色體是成對存在的，成對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a也是相同的基因。3紫花白花雜交產生后代，需要先產生配子，產生配子的分裂方式應該是減數分裂，減數分裂的

12、特點就是同源染色體的分離，同時基因也會隨著同源染色體的分離而獨立地分開。親代產生的配子，應該是這樣表示。雌雄配子結合，形成合子，合子發育為子一代，子一代的染色體就應該是這樣的。而像這對同源染色體上決定相對性狀的基因，我們就稱之為等位基因。繼續，F1自交，也要通過減數分裂產生雌雄配子，它們產生的配子應該是（教具展示）。箭頭表示。請同學上黑板擺出F2的基因型的類型。PPT展示：除此之外，我們還可以用一個表格來模擬F1配子的結合。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合產生的合子。這樣的結果與孟德爾的解釋也是一致的。基因型比是1:2:1，表現型比是3:1。4這樣，我們就

13、可以從現代生物學的角度給孟德爾的實驗下一個定論，也就是說，在細胞進行減數分裂形成配子的過程中，等位基因會隨著同源染色體的分開而分離，分別進入到兩個配子中，獨立地隨配子遺傳給后代。這就是我們現在說的基因的分離定律。五、性狀分離比的模擬實驗1下面，我們就模擬孟德爾的性狀比分離實驗。我們用兩個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驗，那請大家思考下面幾個問題：雌雄配子的數量是否一定要相等因此父本的盒子里有40個配子，母本的盒子里有20個配子。含基因A和a的雌雄配子數量是否一定要相等模擬雌雄配子結合時，如何做到隨機結

14、合每次抓出來的球需要放回去嗎2下面就請一組同學來進行實驗，每個同學上來的具體操作是：充分混合盒中小球，分別從兩個盒中隨機抓取一個小球，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，然后后面的同學依次上來抓球。我來記錄基因組。3實驗結束，統計實驗結果，算出基因型比和表現型比。發現并不是1:2:1和3:1。為什么呢為什么我們就得不到孟德爾當時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驗，這是10次的結果，同樣的結果與孟德爾的分離比相去甚遠。這是實驗20次的結果，比值相差就更大了。這是實驗50和100次的。我們發現實驗次數越多，結果與預期更接近，這是為什么呢5教師總結：所以，如

15、果當初孟德爾只統計了10株豌豆的性狀，他還能正確地解釋性狀分離現象嗎認真聽講，了解孟德爾的生平認識豌豆的特性學習自交和雜交的概念有同學提出問題，不是說豌豆自花傳粉嗎所以自然狀態下紫花白花是無法實現雜交的思考白色性狀去哪里了學生計算小組討論。小組代表回答回憶減數分裂的相關知識同學上黑板擺染色體教具學生思考，回答：不一定，并且雄配子大于雌配子。一定。孟德爾的假設就是兩種類型的配子數量相同。摸球的時候不能看，小球要混合均勻。需要，表示兩種配子的數目始終要相等。進行實驗。黑板上寫出三種基因組，畫正字學生思考，回答：存在偶然性，有誤差。學生能夠對孟德爾的境遇感同身受，體會科學研究要耐得住寂寞通過思考幾個

16、關鍵的問題，讓學生理解孟德爾實驗的前后邏輯關系，加深理解利用教具，更加形象生動的介紹基因分離定律的實質，將看不見摸不著的染色體和基因轉化為學生可見可觸摸的教具，讓抽象的知識更加具體直觀，同時也有助于學生深刻理解等位基因和同源染色體之間的關系。讓學生親自動手去擺教具，使其加深印象。通過性狀分離比模擬實驗，不僅讓學生體驗了孟德爾一對相對性狀雜交實驗的整個過程的，也對孟德爾對對基因分離定律解釋的核心加深印象，有助于學生理解基因分離定律的實質。同時，也讓學生明白科學實驗要避免偶然性和減少誤差，樹立嚴謹地科學態度。（三）課堂小結教師總結孟德爾的發現問題思考問題的思路，從而體會科學家的理性的科學思維。最后

17、布置課后任務：即使模擬實驗的結果與孟德爾的結果一致，就能說明孟德爾對于基因分離的解釋一定正確了嗎孟德爾對于基因分離定律的解釋，是基于默認F1配子有兩種類型，并且產生的比例是1:1。事實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，于是孟德爾又設計了一個實驗來驗證。請同學回去思考一下，如何利用豌豆設計一個實驗，驗證F1配子類型和比例。下節課我們請同學們來匯報一下。學生思考，并記錄課后作業學生帶著思考結束本堂課，通過課后思考，引出下節課的內容測交實驗【教學反思】本節課的教學重點是引導學生去體會科學研究的一般過程，并且學生能夠闡明一對相對性狀遺傳及性狀分離的概念，并解釋性狀分離現象產生的原因。難點在于，這是高中生第一次接觸遺傳規律相關的知識，可能在對性狀分離現象的解釋上略有困難，因此教師可以結合前面學習的減數分裂相關知識幫助學生對此部分知識的進行理解。另外，孟德爾的遺傳實驗運用的是假說演繹法，雖然第一課時暫不介紹這一概念，但應當在教學中讓學生體會假說演繹法的整個科學過程。這樣，學生在第二課時思考孟德爾實驗獲得成功的原因時，能夠有切身的體會，理解得也更加透徹。這也給后面學習基因的自