孟德尔杂交实验(一)(第一课时)
授课者：广州市第四中学 孙惠珍
一、教学目的
1．知识目标
a说明孟德尔选择豌豆作为实验材料的原因。
b列举生物的性状及表现方式，区别性状及相对性状。
c举例说明纯合子、杂合子、显性基因、隐性基因、等位基因、基因型、表现型等概念。
d熟悉孟德尔研究的步骤，体验假说——演绎的一般过程。
e孟德尔遗传学实验假说的内容。
2.能力目标
a运用遗传因子的假设解释分离现象。
b分析孟德尔遗传实验的科学方法。
c运用数学统计方法和遗传学原理解释一些遗传现象
3.情感态度与价值观方面
a认同敢于质疑、勇于创新、勇于实践以及严谨、求实的科学态度和科学精神。
b探讨单因子和双因子杂交实验的过程，确立从简单到复杂、先易后难的科学思维方式。
c讨论孟德尔杂交实验的相关数据，形成科学的实验分析的习惯。
二、教学内容分析
本节内容总课时安排两课时，其中包括了模拟实验。教材中关于分离定律过程发现过程的写法，体现了“观察实验、发现问题—分析问题、提出假设—设计实验、验证假说—归纳综合、总结规律”的科学研究一般过程。第一课时只讲杂交实验的现象分析及解释。
三、学习者情况分析
本班学生是锐志班的学生，具有较好的学习习惯和思维能力。初中时，他们已经学生了有关花的结构，知道了与生殖有关的结构是花蕊。而减数分裂他们刚刚学完，知道植物的有性繁殖与减数分裂有关。因此，学生具有了初步分析豌豆杂交实验现象的知识，只要经过教师的合理引导，他们应该可以说出较合理的解释。
这班学生的自学能力相对较强，课堂上一些容易理解的知识点可以一带而过，概念填写等可以尝试让学生课后复习，例如各种杂交符号，性状分离、显性性状、隐性性状等。
四、教学重点与难点
1．教学重点
（1）以孟德尔的遗传实验为素材进行科学方法教育。
（2）孟德尔的遗传实验的杂交实验现象分析。
（3）孟德尔的对分离现象的解释。
2．教学难点
（1）对孟德尔的遗传实验的杂交实验现象分析。
（2）孟德尔的对分离现象的解释
五、教学法策略
1．以问题为线索，引导学生通过质疑和推理来学习孟德尔的遗传实验的杂交实验。
首先，以家庭的遗传现象引导学生观察、分析身边的生物遗传现象，提出问题，展开讲座激发探究的欲望。其次，引导学生模拟参与到孟德尔的遗传实验中，分析杂交实验的结果，由表及里提出问题。
2．“做“中学。
两人小组有一朵豌豆花，先让学生在观察中体会豌豆花的特点。再让学生尝试去雄，了解杂交实验的操作，体会孟德尔做科学实验时的严谨和勇于创新。通过性状分离比的模拟实验，来体验孟德尔的假说的合理性。
3．用科学方法教育统领教学的全过程。
教材中关于分离定律过程发现过程的写法，体现了“观察实验、发现问题—分析问题、提出假设—设计实验、验证假说—归纳综合、总结规律”的科学研究一般过程。教师可以结合教材中提供的思路，引导学生分析孟德尔豌豆杂交实验的科学方法。
4．自主探究，多元互动。
性状分离比的模拟实验，学生自主探究应放入小杯中的棋子种类和数量，再通过小组讨论、师生交流等形式，进行互动，最终完成学习内容。
六、教学过程
预计时间36min，4分钟机动时间）
教学阶段
教的方式
学的方式
设计意念
引入遗传规律（1min）
教师呈现自己、丈夫、儿子的照片，引发议论，儿子哪里像妈妈，哪里像爸爸？
教师引入：遗传现象俯拾皆是，140多年前已经有科学家开始了研究。柏拉图、亚里士多德等人都有不同的看法。其中，能被大多数人接纳的遗传观点是由孟尔德提出来的。引出孟德尔及其杂交实验。
学生争论
带着好奇，开始了解孟德尔
通过教师家庭照激发学生参与学习的积极性，提高学生学习的兴趣。
设
计
实
验
设
计
实
验
设
计
实
验
设
计
实
验
数
据
统
计
引入
孟德尔的成功源自创新的实验思路。他通过设计实验，观察现象，提出了自己的疑问，并通过自己大胆合理的猜想为观察到的理解做解释。首先，他如何设计实验呢？
以孟德尔的研究方法为主线，展开教学
自然
现象
孟德尔观察到自然状态下高茎豌豆种下去后代一般都是高茎，矮茎豌豆种下去后代都是矮茎的。为什么观察高茎和矮茎的后代变化呢？
提出相对性状的定义，结合高、矮茎的实验进行解释。例举其他的例子。
为什么后代一般不发生变化呢？我们通过观察、解剖豌豆花来了解一下。
师生互动得出自花传粉(自交)定义。
两个同学给他们一朵豌豆花，学生观察后得出心得体会。
实物观察，加深印象。
得出豌豆花闭花受粉，自花传粉的特点。
听一次不如看一次，看一次不如做一次。通过动手操作，实物观察，深刻感知豌豆花的传粉特点。
杂交实验
孟德尔观察中有疑问？性状是如何遗传的呢？如果把高茎和矮茎豌豆杂交，后代会是怎么样的呢？
孟德尔将高茎豌豆作父本（提供精子），矮茎豌豆做母本（提供卵细胞），父本、母本都是亲本，用P表示。第一代后代用F1表现，杂交用X表示，自然状态下可能做到上述的杂交实验吗？豌豆是闭花受粉的呀，那如何让矮茎豌豆接受高茎豌豆的花粉呢？（带入人工授粉）
人工授粉如何操作？
师生互动完成人工授粉的基本流程。
那么F1会是什么性状呢？
事实：高茎。
那如果把矮茎豌豆作父本，高茎豌豆作母本，F1又会是什么性状呢？
带出正交、反交的定义。
事实：高茎。一对相对性状杂交的后代显现出来的性状叫显性性状，没显现出来的性状叫隐性性状。你们有什么疑问和猜想？
F1中只表现高茎，那矮茎就此消失了吗？F1中还有控制矮茎有关的物质吗？，你会如何验证这个问题？
把让F1继续生长，看看他自花传粉后是什么性状？那你觉得会如何呢？
事实：有高茎，也有矮茎。发生了性状分离（在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象）。当初如果孟德尔只做到这里，他是不可能发现遗传规律的。他引入了数学统计的方法。统计出高茎787株，矮茎277株。这说明什么？
使用了数学统计的方法，要求豌豆的高、矮相对性状要有什么必需的要求？
3：1是比例是偶然的吗？如何验证这个问题？
看看其他相对性状的情况。如果都是3：1那就说明3：1不是偶然的。
存在即是真理。那如何解释呢？
思考：从一对相对性状开始。
思考人工授粉的过程
学生口述
学生尝试去雄的操作。
学生猜想
高、矮、有高有矮
为什么矮茎没有显现呢？
再种下去。
高、矮、有高有矮
高的比矮的多，接近3：1
理解相对性状易于区分对实验结果的影响
重复实验
看看其他性状情况如何
引导学生的科学探究的思维
引发认知冲突，激发学生兴趣
联系豌豆花的特点，思考杂交的操作
在设问中引发学生思考，培养实验设计的思维能力。
对
分
离
现
象
的
解
释
对
分
离
现
象
的
解
释
孟德尔的假说解释
你已经知道了有减数分裂，但当初孟德尔并不知道，他大胆作出想像和假设。大家阅读P5，看看是否完成赞同孟德尔的假说。提出思考：1性状是什么控制的？
2．它们在细胞中怎样存在？
3．它们是如何传递给子代？
师生互动在黑板上呈现分析图解，并区分若干个概念。如表现型、基因型、隐性性状、显性性状、杂合子、纯合子、性状分离
你还有疑问吗？
如果成对的遗传因子（基因）分离产生配子时，D、d的比例不是1：1的话，假说就不成立。
阅读和思考
在笔记本上再现分析图解
跟随教师的思维，回顾孟德尔的解释内容。
联系已学的减数分裂，自主阅读P5的解释，思考，自己是否完成赞同孟德尔的假说。
师生互动，引出模拟实验。
所有概念最后一起讲，便于学生对比理解。
模
拟
实
验
假如1．甲、乙两个小桶（小杯）分别代表雌雄生殖器官
2．甲、乙两个小桶中的两种彩球（黑、白棋）分别代表雌雄配子
3．用不同彩球的不同组合来模拟生物在生殖过程中雌雄配子的随机结合
请思考：1．小杯中，应当放几种彩球？每种彩球多少个？
2．两个小杯中的球的数量需要相等吗？
3．如何确保随机组合？
4． 抓取后的小球怎么办？
学生独立操作（1.5mim）
全班数据汇总（1.5 mim，利用EXCEL汇总数据，现场出结果）
总结（1 mim）
根据假说思考问题。通过动手操作，全班数据统计，深刻感知假说的合理性及统计学应用带来的影响
关键要大家理解配子D、d比例必须1：1。“做”中学。自身感悟统计学的魅力。
总结：(2min)
总结孟德尔研究的成功的原因。要进行一项科学研究，首先要选材，先研究一对相对性状，运用了数学统计的方法。大胆创新，敢于假设。演绎成立就说明假设一定成立吗？你有什么好的想法呢？
回顾此节课的学习内容，总结知识点。
从学生的研究性学习体验入手，让学生感受科学研究的一般流程。留下悬念，为下节课埋下伏笔。
板书设计：略
第一章 遗传因子的发现
第一节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）
第一课时
广东华侨中学 杨豪 yang_hao_1987@126.com
一、课标解读
本章是《遗传和进化》（必修2）的开篇，集中描述了孟德尔对生物性状遗传的规律的研究。第一节《孟德尔的豌豆杂交实验(一)》是按照孟德尔对生物性状遗传的探索过程，从现象到本质，层层深入地展开。
二、教材分析
本课时教学内容是：孟德尔生平介绍和实验材料——豌豆介绍；一对相对性状的杂交实验过程（发现问题）；对分离现象的解释（提出假说）。分离定律是学生学习的三大遗传定律中第一个定律，也是学生接触的第一个微观数量化的定律，是学习《家系分析》《生物的变异－基因重组》《人类遗传病与优生》及《生物的进化－基因和基因型频率》的基础。所以，通过这部分内容的学习，可以帮助学生更好的理解遗传学中的相关概念，也能为学好其它相关内容作好理论和方法上的准备。
三、学生学情分析
我此次上公开课的学校是广州市第四中学，班级是高一的一个平行班，该班学生学习积极性较高，但是相对重点班的学生执行力以及理解力都稍弱。本节蕴含了很多有关遗传的概念和科学术语，学生虽然初中有学习过，但从教学实践中发现学生对这些关键概念遗忘率很高，所以教师在执教过程中适当补充关键概念对学生本节学习乃至遗传学的后续学习都是必不可少的。其次，课本淡化了豌豆杂交实验过程的文字书写，笔者认为在逐层深入讲述中补充杂交实验过程的规范文字书写，扎实学生遗传学根基也是必要的。再次,对孟德尔杂交实验的假说的推理和理解是难点,需要通过教师的具体引导和学生小组之间的互帮互助完成。
四、教学目标、教学策略
基于对新教材、新课程标准和学生学情的分析，制定如下教学目标和教学策略。
(一)教学目标
1.知识目标：
（1）知道杂交、自交、正交、反交的含义及人工杂交的基本方法。
（2）识记并会写遗传学的各种基本符号。
（3）能够辨别相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离的实际例子。
（4）理解孟德尔对分离现象的解释。
2.能力目标：
（1）通过孟德尔从“实验现象→假设→验证→总结规律”的科学研究过程的教学，让学生了解科学发现的过程和知识形成的经过，学会“假说—演绎法”这种科学方法，提高学生的逻辑思维能力，培养学生的创新精神。
（2）初步掌握在遗传学中运用符号说明遗传规律的方法。 3.情感目标：
(1)通过分析孟德尔成功的原因，使学生认识到科学的学习方法以及思考方式。
(2)让学生体会科研成果之来之不易，引导学生培养自己的兴趣爱好以及耐挫折的能力。
（二）教学重点
1、辨别相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离的实际例子。
2、杂交、自交实验的规范书写。
3、对基因分离现象的解释。
（三）难点：
1、杂交、自交实验的规范书写；
2、结合减数分裂，从本质上理解对分离现象的解释。
（四）教学方法和教学策略
1、运用预习学案,让学生在课前有目的地进行预习,去熟悉一些初中曾经讲过的概念,比如自交、杂交、自花传粉、闭花受粉等。
2、在教学过程中注意，创设情景引导学生关注和发现身边有趣的遗传现象及孟德尔的生平简介是激发学生求知的很好教学资源。
3、简介孟德尔遵循“学习-实践-创新”的科学思路。
4、在讲课过程中逐步引入相关概念，让学生带着问题学习，符合学生认知规律，避免概念与实验脱离的教学模式。
5、让学生随着科学的实验程序，在教师的引导下，把自己想象成孟德尔，观察现象，提出假说，进行推理。
五、教学过程
教学过程
教师活动
学生
活动
设计
意图
导
入
组织学生讨论： “融合遗传”是否出现在平常的遗传现象中？
讲述：列举典型的实例，如不同颜色的牡丹花，黑人与白人的后代等，说明生物的遗传不遵循“融合遗传”的客观事实。
设疑：在140多年前孟德尔通过杂交实验揭示了生物遗传的基本规律。孟德尔为什么能揭示这一科学奥秘？组织学生交流对孟德尔的初步了解。
交流探讨身边的生物遗传现象是否符合“融合遗传”的观点。
激发学生的探究欲望和学习兴趣。
引
言
（介绍孟德尔的生平）
今天我们就先来讨论遗传的问题。讨论遗传的问题，有一位科学家我们不能不提，他就是孟德尔。孟德尔在借鉴前人研究方法的基础上，开展了一系列开创性的研究工作，拉开了人类正真科学地研究遗传和变异现象的序幕，因此他被后人誉为遗传学奠基人。他的成就是发现了遗传的两大定律—分离定律和自由组合定律。对于孟德尔有这样的评价：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。从这段话里同学们体会一下孟德尔为什么会取得成功呢？下面我们就按照他的研究足迹看看他是如何探究遗传学问题的。
感受遗传与自己的关系密不可分，了解遗传之父孟德尔的生平。
唤起学生对遗传学的兴趣。
教
学
目
标
成
过
程
教
学
目
标
达
成
过
程
教
学
目
标
达
成
过
程
教
学
目
标
达
成
过
程
(一) 为什么选用豌豆作为遗传实验容易取得成功？
结合学生的预习学案，提出相关的问题： ??? 提问：孟德尔的杂交实验主要是用什么材料？其实验成功的原因是什么？ ??? （回答：豌豆。因为豌豆是严格的自花传粉、闭花受粉植物，所以在自然状态下保持纯种。） 放投影片：豌豆花示意图。 讲述：豌豆花的结构很适合自花传粉，这是因为花在未受粉之前，雄蕊和雌蕊都紧紧地被花瓣包裹着，这样就保证了碗豆花在自然条件下一般是纯种。所以用豌豆花做人工杂交实验结果可靠又容易分析。
与此同时，呈现自花传粉和异花传粉的图片，让学生自己去发现自交与杂交的不同点，在这个过程中掌握自交和杂交的概念。
提问：除此以外，碗豆花还有什么作为实验对象的优点呢？
（回答：有容易区分的相对性状。）
问：什么是相对性状？ ??? （回答：一种生物的同一种性状的不同表现类型。） ???放投影片：豌豆的七对相对性状（教师简要总结：孟德尔发现豌豆的这些性状都能够稳定地遗传给后代，且这些性状易于区分，试验结果很容易观察和分析，这就是孟德尔的试验成功的又一个原因。）
学生结合教师讲解做题训练：
习题：下列性状中属于相对性状的是 （ ）
Ａ、猫的白毛与蓝眼
Ｂ、兔的短毛与长毛
Ｃ、豌豆的高茎和蚕豆的矮茎
Ｄ、棉花的细绒与长绒 ??? 教师结合学生回答进行讲评：四个答案对在哪里？错在哪里？???
提问：同学们小组讨论并说说，人体存在哪些相对性状？ ??? （答：单眼皮和双眼皮，蓝眼和褐眼，有耳垂和没有耳垂……） ???提问：根据上面的学习，我们知道了不同品种的豌豆之间同时具有多对相对性状，应该怎样研究和分析呢？ ??? （答：秉着从简单到复杂的原则，先研究一对相对性状再多对。） 讲述：孟德尔为了便于分析实验结果，他首先只是对每一对性状分别进行研究。
??? （二）一对相对性状的杂交实验
（出示课件：高茎豌豆和矮茎豌豆的杂交实验的实物图以及其中的各种符号，先让学生熟悉遗传学中常用的符号。）
提问：自然状态下的豌豆是严格的自花传粉，要进行杂交试验，如何进行异花传粉？
学生回答：用人工杂交的方法。 ??? 讲述：在碗豆花未成熟之前对母本（♀）去雄，再套上纸带，防止其他花粉的干扰。待雌蕊成熟时，再授与父本(♂)的花粉。这就是人工异花传粉，保证了杂交的可靠性。
讲述：用纯种的高茎豌豆和纯种的矮茎豌豆作亲本进行杂交。无论正交还是反交，杂交后的第一代（简称子一代，用F1表示）总是高茎的。
（一边讲述一边在黑板上规范书写杂交实验的遗传图解）
提问：子一代为什么全是高茎，矮茎性状哪去了？
???讲述：带着这个疑问，我们看看孟德尔是怎样做的。他让子一代高茎豌豆自交，得到的子二代植株中既有高茎也有矮茎。 ??? (一边讲述一边在黑板上规范书写杂交实验的遗传图解)
提问；子二代出现的两种性状，能提示我们什么？ （答：矮茎性状在子一代并没有消失，只是没有表现出来。） 讲述：孟德尔把杂种子一代（F1）中显现出来的性状，叫做显性性状，如高茎；把未显现出来的性状，叫隐性性状，如矮茎。子二代中同时显现显性性状和隐性性状的现象，在遗传学上叫做性状分离。同时，提问学生分析显隐性性状的方法，通过学生的回答，教师进行总结，并让学生做题练习。 同时孟德尔对子二代两性状的株数进行了统计分析，他发现，在所得到的1064个子二代豌豆植株中，有787株是高茎，277株是矮茎，高茎与矮茎的数量比接近3：1。请同学们注意这个比例。
提问：该杂交试验结果3：1是不是偶然的到的结果？ ??? （答：不是偶然，可以通过对其他相对性状进行重复实验得到相同的结论书本第四页最下面的表格。）
是什么原因导致遗传性状在杂种后代中按一定的比例分离呢？（设疑引入下文）
(三) 对分离现象的解释（提出假说）
讲述：在孟德尔当时的年代，生物学还没有建立基因概念，孟德尔认为生物的性状是由遗传因子（后改称为基因）控制的。
（1)生物的性状是由遗传因子决定的。显性性状由显性遗传因子控制，如高茎用大写字母Ｄ表示，隐性性状是由隐性遗传因子控制，如矮茎用小写字母ｄ表示。
教师在黑板上帮学生推理亲代和F1代的基因组成。引导学生根据教师的推理思路以及减数分裂的内容进行推理，如果自己是孟德尔，怎么分析，通过小组讨论在学案上写出合理的遗传图谱。
从学生中抽小组代表出来解释自己的遗传图解，教师在一旁进行点评和总结。
（2)在生物的体细胞中，控制性状的基因是成对的。
讲述：由相同遗传因子的配子结合成的合子发育成的个体，叫纯合子(如DD和dd),可稳定遗传。而由不同遗传因子的配子结合成的合子发育成的个体，叫杂合子(如Dd)，不能稳定遗传，后代会发生性状分离。
（3)生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子分离，配子只含有每对遗传因子中的一个。
（4)受精时，雌雄配子随机结合。
（边讲述边在投影上呈现杂交实验遗传因子的遗传图解）
提问：DD或dd产生的配子是什么？
（答：Ｄ或ｄ。） 讲述：由于基因Ｄ对ｄ的显性作用，所以F1（Dd）只表现出高茎性状，而矮茎性状表现不出来。 提问：F1（Dd）自交时，可产生哪几种配子？
答：Ｄ和ｄ两种数目相等的配子。 讲述：由于在受精时，雌雄配子随机结合，F2便可产生三种基因组合：ＤＤ、Ｄd、ｄｄ，且它们的数量比为1：2：Ｉ。由于Ｄ对ｄ的显性作用，F2的性状表现有两种类型，高茎和矮茎，且数量比为3：1。
学生通过观察碗豆花示意图，结合预习，了解碗豆花的结构特点。
学习相对性状概念。
了解人工杂交实验过程。
学习遗传图解的规范书写。
学生结合教师的讲解，
完成探究学案中的第一题。
学生自己根据教师的引导，在探究学案上书写小组讨论的遗传图谱，
在思考、讨论交流中体验孟德尔遗传因子假说。
用遗传因子解释分离现象，学习配子交叉线图法规范书写方法。
利用多种手段让学生了解孟德尔选豌豆作为实验材料的原因。
采取逐层推进方法，指导学生注意遗传图解的规范写法。在讲授过程中逐步引入显性性状、隐性性状、性状离概念。
及时纠正学生书写遗传图解中出现的问题。
给出学生孟德尔遗传因子的假说的第一点，并且在黑板上帮学生推理亲代和F1代的基因组成。引导学生根据教师的推理思路以及减数分裂的内容进行推理，通过小组讨论写出合理的遗传图谱
总
结
学
案
①生物的性状是由________________决定的。
②一般说来，进行有性生殖的生物，体细胞中的遗传因子是___________存在的。亲本为纯合子的高茎(DD)和矮茎(dd)，则F1 遗传因子为___________，由于D对d具有______，F1表现为 ___________。
③生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子___________，分别进入不同的配子中。配子中只含有___________。
④受精时，雌雄配子的结合是___________的。
教师对孟德尔杂交实验（一）中的性状分离现象进行解释后，给学生一分钟时间对学案进行整理。
结束语：
下堂课的启示：孟德尔提出的假说符合了一对相对性状杂交实验的实验现象，但是假说的正确性应该怎样验证呢？这留待同学们课下去思考。
作业：
P8第四题，再加一问：如果显性遗传因子用A表示，这个图谱中所有羊的遗传因子的组成是什么？
给学生一分钟时间，让学生自己完成学案中总结部分的内容
巩固所学知识
