高中生物 人教版 必修二 第1章 第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二） 基因的自由组合定律 教学设计

“基因的自由组合定律”
教学设计
一、指导思想
本节内容是孟德尔经典遗传实验的
( http: / / www.21cnjy.com )精华部分，既需要学生了解和掌握孟德尔实验的科学研究过程，更需要深刻领会孟德尔实验的科学研究方法，领略科学研究魅力，因此需要学生具有很强的分析能力和逻辑思维能力。在教学过程中，采取启发式和探究式相结合，让学生进一步体会“假说—演绎法”的研究思路、研究方法和研究过程，注重问题设置的逻辑关系和递进关系，从宏观到微观深刻理解孟德尔自由组合定律的实质，学会应用孟德尔自由组合定律解决实际问题。
二、教学背景分析
（一）教材分析
1.教学内容分析
《孟德尔的豌豆杂交实验二》是人教版
( http: / / www.21cnjy.com )教材《遗传与进化》第一章《遗传因子发现》中第二节的内容。从教材的编排来看，这部分内容是继孟德尔杂交实验一之后，讲解两对相对性状的遗传实验。以孟德尔发现的遗传因子的实验过程为主线，由现象到本质，由简单（一对）到复杂（多对），层层深入地展开讨论，又一次领略科学探究方法——假说演绎法，是以“科学探究”为核心的，即在观察和分析杂交实验结果的基础上发现和提出问题，通过推理和想象提出解释问题的假设，再通过实验对假设进行验证，然后运用数学统计方法分析数据并得出结论。突出了科学史和科学方法的教育，让学生犹如亲历科学家的探索过程，从浓郁的历史感中获得科学知识和对科学方法的领悟。虽然教材把孟德尔的遗传实验介绍的比较清楚，但是因为学生没有这方面的生活经验，这部分知识又是从宏观实验到微观层面理解和掌握遗传的本质，学生在刚刚学过分离定律，对分离定律的基本知识和基本原理理解尚有欠缺的时机进行这部分内容的教学，内容难懂，逻辑思维要求高，科学研究方法需要体会等等，在很大程度上，给学生的理解造成障碍。例如：通过两对性状的杂交实验的现象，对自由组合现象的解释；对自由组合定律的解释验证都是直接给出的，没有很好的铺垫，自由组合定律的应用课本上没有提及，但却是学习和掌握遗传定律最根本的内容，正是基于此，让学生对这部分知识历来感觉难学，有点怵，老师也对这部分内容找不到很好的就解决方法和有效的教学策略。
本节内容也是学习第二章“减数分裂与受精作用”的重要基础，并为后续学习生物变异和进化奠定基础。
2.在整个高中生物教学中的地位及相互关系
（1）本节在必修二模块中的地位和作用
本节的内容都与其他单元有紧密的联系。本单元
( http: / / www.21cnjy.com )讲述的是140年前孟德尔对遗传现象的推测，以及根据推测总结出的遗传规律。遗传规律的细胞学基础是什么 分子生物学基础是什么 需要后期的研究成果去验证、解释和发展。例如，必修模块2《遗传与进化》的第1章《遗传因子的发现》揭示的是遗传规律的细胞学基础；第3章《基因的本质》揭示的是遗传规律的分子生物学基础；第4章《基因的表达》揭示的是基因控制性状的机制；第5章《基因的突变及其他变异》是从分子生物学和细胞学角度解释性状的变异；第6章《从杂交育种到基因工程》讲述的是遗传规律的应用及其发展；第7章《现代生物进化理论》是从群体的角度，讲述遗传和变异在生物进化中的作用。总之，既然整册书是按照遗传学发展的历程来编写的，抓住这条主线，就可以像串珠一样找出各章之间的有机联系。
（2）在其他模块的联系
与必修一模块中的细胞中化合物、选修三基因工程等有密切联系。
3．课标、考纲及学生学习这部分内容的要求
课标的要求
考纲的要求
具体的学习要求（知识目标）
阐明基因的自由组合规律理解水平，原理性知识
基因的自由组合规律Ⅱ
1．两对相对性状的遗传实验（1）描述孟德尔两对相对性状实验的过程及实验现象（2）尝试解释孟德尔两对相对性状的实验结果（3）明确F2 的性状分离比（4）找到分离定律与自由组合定律的关系（5）尝试用分离定律的方法自由组合定律的知识（6）运用测交的方法验证自己的解释（7）阐明孟德尔的自由组合定律的内容和实质2．分析孟德尔的科学方法，体会“假说—演绎法”3．总结孟德尔遗传实验获得成功的原因，体会孟德尔对遗传学做出的巨大贡献4．运用自由组合定律，解决生产实践中的一些问题。
（二）学生情况分析
学生在初中学习过的知识与本
( http: / / www.21cnjy.com )章内容有密切的联系。例如，在初中学习的“基因控制生物的性状”的知识，初步解决了基因与生物个体性状之间的关系问题；学习的“基因的显性和隐性”的知识，初步解决了控制相对性状的成对基因之间的关系问题，以及为什么具有相对性状差异的双亲，后代会有复杂的表现等问题，而且学生在前面已经学习了孟德尔的分离定律，了解孟德尔的科学研究方法、思路，掌握了一对性状遗传的规律的实质。再有，学生具备必要的数学知识，如有关比例的知识、二项式幂的知识是学生学习本章必不可少的基础。
（三）教学方式：讲授与启发式、探究式相结合的教学方式
（四）教学媒体与资源
教学媒体：多媒体课件
教学资源：《现代遗传学》、《遗传学》、人教版《遗传与进化》、浙科版《遗传与进化》、《北京市学科教学指导意见》等。
三、教学目标
1．知识目标：
阐明孟德尔的两对相对性状的杂交实验，简述孟德尔的两对相对性状的杂交实验结果以及对实验结果的解释，运用“假说演绎法”，验证自由组合的现象；
阐明自由组合定律的实质；
说出基因型、表现型和等位基因的含义；分析孟德尔遗传实验获得成功的原因；
举例说明自由组合定律在生产生活实践中的应用；
2．能力目标：
通过学习孟德尔的两对相对性状的杂交实验过程，体验科学研究的—般过程，认识遗传研究的一般方法；
通过对孟德尔的两对相对性状的杂交实验结果的解释和验证的学习，培养获取和分析处理信息的能力；
通过自由组合定律在实践中应用中的学习，培养综合运用能力。
3．情感态度价值观目标：
通过学习孟德尔的两对相对性状的杂交实验过程以及对孟德尔取得成功原因的分析，引导学生努力探索积极尝试，培养科学精神和科学态度；
通过对基因与性状关系的分析以及对自由组合定律实质的认识，树立内因与外因、现象和本质的辩证观点，进一步形成对生物多样性的认识；
通过尝试运用自由组合定律解决实际问题，明确理论指导实践的作用。
四、重点难点
重点：对自由组合现象的解释，阐明自由组合定律实质。
难点：自由组合现象的解释。
五、解决策略
1.使用挂图、投影、多媒体进行直观教学。借助于课件形象直观地展示F1在形成配子时，不同对遗传因子之间的自由组合行为。
2.使用表格进行归纳总结。
3.利用教材中提供的资料素材，让学生开展讨论。
六、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
一、引言二、新课四、课堂总结五、巩固练习
引言：上节课我们学习了孟德尔的一对相对性状的豌豆实验，下面我们复习上节课的内容。课件展示豌豆粒色和粒形的遗传实验：1.黄色和绿色杂交，F1黄色，F1自交，F2黄色：绿色=3:12.圆粒和皱粒杂交，，F1圆粒，F1自交，F2圆粒：皱粒=3:1提出问题：1.黄色和绿色谁是显性？谁是隐性？
圆粒和皱粒谁是显性？谁是隐性？2.
F1的基因型是什么？3.
F2出现显性和隐性性状现象叫什么？4.他们各遵循遗传的什么规律？【过渡】如果把这两对性状放在一起遗传，又会如何，今天我们学习两对性状的遗传实验板书课题：孟德尔的豌豆实验（二）通过PPT课件介绍孟德尔的实验过程。引导学生观察实验过程并阅读教材P9-10两对相对性状的杂交实验内容，并让学生思考下列问题：（1）孟德尔使用了哪两个不同性状进行实验？（2）各自的相对性状分别是什么 其中，显性性状分别是什么 （3）从两对性状的角度，F1的性状表现是什么？F2代中性状重新组合类型有哪些？(4)
为什么会出现新的性状组合类型，F2中新性状组合的类型与亲本性状有什么关系？（5）F2代中有没有出现两个性状之外的新的性状
(6)在两对相对性状的遗传实验中，每一对相对性状的遗传都遵循什么规律 （7）F2为什么会出现9：3：3：1的性状分离比例 （8）两对相对性状实验中的F2的性状表现9：3：3：1与1对相对性状实验中的3：1有什么关系 【讲解】我们不难发现，孟德尔的遗传实验
( http: / / www.21cnjy.com )结果是F2有四种表现型，比例是9：3：3：1，我们从数学角度分析，9：3：3：1应该是(3：1)2的展开式，由此推知两对相对性状的遗传结果，是两对相对性状独立遗传结果3：1的乘积——(3：1)2。引导学生产生新的疑问：1．F2为什么会出现不同性状自由组合的遗传现象 2．亲本的基因型是什么？3．F1的基因型是什么？【讲述】在分离定律的学习中，我们理
( http: / / www.21cnjy.com )解了“假说——演绎法”的含义，那么学生按照“假说——演绎法”的研究方法，从分析问题，提出假说，演绎推论，验证假说四个方面来分析两对相对性状的遗传实验。学生分析：得出下列【事实和问题】①F1全部显现黄色圆粒②F2有4种表现型（黄圆：黄皱：绿圆：绿皱），比例接近9:3：3：1③F2有黄皱和绿圆两种新的组合类型【过渡】这是两对相对性状遗传的事实
( http: / / www.21cnjy.com )和问题，基于这样的事实，孟德尔认为黄皱和绿圆两种新的组合类型的出现，是两对相对性状的自由组合的结果，性状之所以能够自由组合，应该是控制性状的遗传因子自由组合，所以孟德尔基于上述事实作出什么假设？学生说出的假设，老师进行引导、分析，找到孟德尔自由组合定律假说的实质上来。【假说】“决定同一性状的成对遗传因子是彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合”【过渡】如果假说不能直接证明，那么根据假说进行演绎推理，演绎推理出两对相对性状的推论是什么？“假若F1（YyRr）产生配子时等位基因分离，非等位基因自由组合具有真实性，则F1就会产生四种配子，比例1：1:1:1”——推论用什么方法能够证明推论是正确的？根据推论设计实验（测交实验），做出实验预期：
( http: / / www.21cnjy.com )当F1与隐性类型测交时，能产生数量相等的四种表现型的豌豆植株（黄圆：黄皱：绿圆：绿皱）＝1:1:1:1
用F1做母本或父本交实验黄色圆粒黄色皱粒绿色圆粒绿色皱粒实际籽粒数Fl作母本31
272626F1作父本24222525测交子代表型比1111【讲述】无论F1做母本还是父本，实验结果与预期结果相符，由此可以证明孟德尔假说是成立的。
【提问】1.在测交实验中表现型4种，且比例为1:1:1:1，说明了什么？
2.从孟德尔对两对相对性状遗传实验的解释，孟德尔两对相对性状的遗传实验的本质是什么？引导学生总结出自由组合定律的内容和实质。【过渡】孟德尔对于两对及以上相对性状遗传实验的解释和自由组合定律的提出，为我们探究生物遗传本质提供了理论支持，对生产生活有什么指导作用呢？
出示两个应用的实例：1．现有纯种的高茎（D）抗
( http: / / www.21cnjy.com )病（T）、矮茎（d）不抗病（t）的2个小麦品种（纯种），如何培育出稳定遗传的矮茎抗病新品种？说明培育原理及具体操作步骤。
2.在一个家庭中，
( http: / / www.21cnjy.com )父亲是多指患者(由显性致病基因B控制)，母亲的表现正常，他们婚后却生了一个手指正常但患先天聋哑（由隐性致病基因d控制）的孩子，请回答下列问题：
（1）写出这对夫妇的基因型和孩子的基因型。
（2）这对夫妇所生后代的基因型有哪些种？其中bbDd出现的概率？表现型有哪些种？，其中手指正常但聋哑的概率？
【总结】通过上述实例，我们清楚的指导，孟德尔发现的遗传定律对指导我们的生产和生活具有重大的指导作用。【过渡】孟德尔进行了长达8年的豌豆杂交
( http: / / www.21cnjy.com )实验，总结出了分离定律和自由组合定律。但是，在孟德尔之前，有许多科学家，持续了近百年的植物杂交实验，都没有取得大的进展。那么孟德尔（1）为什么能成功呢？（2）他获得成功的原因有哪些呢？（3）他的成功对我们有什么启示呢？将以小组讨论的方式来进行学习。教师要求
( http: / / www.21cnjy.com )学生结合课本第11页中“思考与讨论”中的几个问题，结合自己课前查询的资料，然后分组进行讨论。讨论完毕后，由每个小组的交流代表汇报本小组讨论的情况，其他小组的学生给其作堂上评价，教师作好组织引导工作，掌握交流情况，最后由教师总结出孟德尔获得成功的原因及对我们的启示。
观察、思考、回忆回答相关问题思考，合作、交流、找出问题的答案发现问题：F2为什么会出现不同性状自由组合遗传现象 即F2的性状分离比为什么是(3：1)2 思考，在了解一对相对性状遗传实验中假说演绎法研究过程和思路，根据事实，提出问题，做出假设让学生明白“假说——演绎法”的实质：如果不能直接证明假说，就要根据假说
( http: / / www.21cnjy.com )进行演绎推理，因为如果孟德尔要直接验证他的假说，只能用显微观察的方法，确定遗传因子的真实存在和遗传因子的传递方式，这在当时是不可能的。学生通过分析、说出推论学生体会“假说——演绎法”研究过程学生思考，明确通过四种表现型，且比例为1
( http: / / www.21cnjy.com ):1:1：1的事实，可以推导出基因型有四种，比例1:1:1:1，F1产生配子有四种，比例1:1:1:1。学生思考，得出“非等位基因自由组合”培养学生解决生产生活实际问题的能力
利用旧知识导入，通过复习，回忆起相关内容，起到温故知新的作用。利用实验引入，激发学生兴趣。培养学生提取信息、加工信息的能力，分析、判断、推理能力培养学生提出问题的能力、进一步体会生物学科学研究的常用方法“假说——演绎法”的研究流程和实质
七、板书设计
两对相对性状的实验→事实和问题→假说→演绎推论→预期结果→实验验证→自由组合定律实质→应用