教学基本信息
课题
生物的性状遗传
是否属于
地方课程或校本课程
否
学科
生物
学段: 初中
年级
八年级
相关
领域
无
教材
书名:生物学 出版社:北京出版社 出版日期:2013年6月
教学设计参与人员
姓名
单位
联系方式
设计者
张程
密云县河南寨中学
13466788781
实施者
张程
密云县河南寨中学
13466788781
指导者
李春艳
密云县河南寨中学
13436800309
课件制作者
张程
密云县河南寨中学
13466788781
其他参与者
指导思想与理论依据
《新课标》指出初中生物学课程的基本理念为“面向全体学生,提高生物科学素养,倡导探究性学习”。面向全体学生就意味着教师要尊重每一个学生,要给每一个学生提供平等的学习机会。同时也意味着课程内容应该呈现多样性,为不同层次学生服务。而对于提高学生的生物科学素养,既是对学生的科学态度的培养也是对学生科学的世界观的提升,学习科学的探究方法与技能,能将科学、技术与社会融汇在一起,学以致用服务未来生活。其中,对于探究性学习,最大的目的就要让学生掌握科学研究的方法,并能亲自参与探究的过程,理解科学探究的艰难,领悟科学的本质。
在课标的指导下,本节课的教学设计遵循以学生积极参与、合作学习、整合分析数据得出结论、自我总结归纳为中心目的。通过生活中常见的一对相对性状的例子,顺承质疑一对相对性状的杂交下一代的性状表现,启发对新知识的学习兴趣,引入科学史的讲解,孟德尔的科学奉献精神和严谨的科学态度的呈现,潜移默化影响学生对科学发展科学进步的认知,提升学生的科学价值观。科学史内容呈现性状的遗传规律,又由学生已有的知识体系,结合遗传规律,联系建构性状是受基因控制的理解。知识内容掌握到此,设计模拟一对相对性状的遗传,在动手的过程体会微观世界,进而体验科学探究的一般过程。
教学背景分析
教学内容:
本节内容为生物学八年级上第十一章第二节,在整册书中,本章开始了对生物的遗传内容的学习。属于新课标要求的10个一级主题中的,生物的生殖、发育与遗传这个主题内容。本册书第十章从动物到植物,详细的介绍了生物的生殖和发育过程。其中,花的结构、花的传粉和受精,为本节生物的性状遗传中理解豌豆的自花传粉闭花授粉,做了很好的铺垫。另外,第十章生殖细胞——精细胞和卵细胞的融合,形成受精卵等相关知识的学习,使得学生在更便于理解本节第二个知识内容“性状是受基因控制的”中体细胞中基因成对出现,而精子和卵细胞中基因成单出现。精卵结合,基因数目从成对减半再结合,最后依然数目不变成对出现。
从本章来看,第一节内容“生物的性状表现”,此节内容同学对人的部分性状的小调查,让学生了解体会什么是性状、什么是相对性状以及遗传的概念。由现象到本质,由表及里,使得学生在学习本节的豌豆的杂交实验,更具有科学的逻辑性和严谨性。
学生情况:
信息时代下,学生认知事物的渠道多种多样,对于遗传、基因、杂交、转基因等等这类词汇,学生并不陌生。可是针对于每个概念的认知,学生的理解参差不齐。本节内容,考虑学生的现有知识水平以及学生的所感兴趣的问题事件,激发学生学习遗传学的热情,并能通过学习内容解决或解释生活中的现象问题,提高学生的科学素养。
学生在第十章的内容学习,已经对生物的生殖有所了解和掌握,花的结构和传粉授精,是本节介绍孟德尔豌豆实验的理论知识基础。学生可对比豌豆花的特殊结构,理解自花传粉、闭花授粉以及人工授粉,进而体会孟德尔实验过程中实现了不同基因型的物种交配过程。
3.教学方式:实验法、示范教学、启发式教学、层进提问法、讲授法
4.教学手段:多媒体技术辅助教学(课件、EXCEL软件)、实验教学
5.技术准备:多媒体课件、EXCEL软件、彩色信封、字母标记条、知识清单、实验统计单等实验材料
教学背景分析
1.教学内容:本节课在第一节生物的性状表现之后,进一步揭开生物遗传的秘密,通过演示孟德尔豌豆杂交实验解释遗传规律,为第三节人类的遗传打下知识基础。
2.学生情况:通过初一一年的教学实践,我校本届初二学生已经具备了一定的逻辑分析能力,并对较为直观性材料的观察非常细致和敏锐,可以对一些实验数据进行分析。而且通过第一节的学习,学生明确了什么是生物的性状,并对性状是怎么形成的产生了好奇和问题,基于以上学习者特征我设计本次的教学环节和内容。
3.教学方式:启发式教学、讨论法、层进提问法、讲授法
4.教学手段:多媒体技术辅助教学(课件、鸿合触摸是电视)、拼图游戏
5.技术准备:多媒体课件、鸿合触摸式电视、苹果pad或者手机
教学目标(内容框架)
知识目标:
1.说明孟德尔一对相对性状杂交的实验过程和结果。
2.描述控制相对性状的一对基因的传递规律,说明生物性状是由基因控制。
能力目标:
1.通过模拟实验活动,体验孟德尔遗传试验的科学方法和他的创新思维。
2.模拟实验后的数据分析,锻炼并提升利用理性思维去分析和解决问题的能力。
情感、态度与价值观目标:体会科学家进行科学研究的研究科学精神和实事求是的科学态度,联系生活实践,认同遗传规律;激发探究生命科学的好奇心。
问题框架(可选项)
由调查自身性状现象,引发质疑:
年级性状调查数据——质疑1:为什么性状分布不均衡?
家庭成员性状调查数据——质疑2:为什么父母双眼皮,我是单眼皮?为什么全家都是单眼皮?都是双眼皮?
了解孟德尔豌豆杂交实验过程,对豌豆直观性状现象进行分析
猜测纯种高矮茎豌豆杂交后代茎高?【展示结果】——质疑3:分析矮茎性状?【猜测原因】——如何验证?【继续自交】
展示F2代性状结果,总结显隐性状、性状分离概念
设问:这种现象是只在茎高中出现?还是所有性状?【展示其他6对性状实验结果数据】
提问:数据说明什么?【茎高遗传特点具有普遍性】
性状遗传的内部原因分析
从豌豆茎高性状遗传具有普遍性,推问:性状由什么控制?规律是什么?【基因】
展示孟德尔假设,追问:受精卵中的基因以那种形式存在?【提示:受精卵形成=精子+卵细胞】
模拟实验,验证假设
汇总模拟实验1、2数据,提问:F1F2代中不同基因型所代表的性状类型到底是什么?
提示:对比孟德尔豌豆实验性状结果,对比分析-基因型Dd,DD,dd分别决定哪种性状表现型。
总结实验结论后,追问:基因是通过什么在亲代与子代之间传递的?【提示:子代是怎么产生的?】
利用规律,解决课前质疑
1.根据性状的显隐性关系,推测家庭成员性状的具体基因组成,分析现象背后的本质原因。
2.先教师指导学生分析——学生小组为单位,自己讨论分析其他调查结果
教学过程(文字描述)
教学阶段
教学内容及教师活动
学生活动
设计意图
技术应用
创设
情境
导入
5’
课前准备:
1.调查家庭成员的某种性状的具体表现类型,并总结其中特点和自己疑问。
2.汇总班内【年级】学生8种性状的不同表现型的具体数量分布。
课间播放:学生不同性状表现的具体图片搞笑视频。
(一)前期调查数据分析,引发质疑1
过渡:视频中展示了我们上节课调查时自身8种性状不同表现型,通过进行同学间的对比我们发现没有性状完全一样的个体存在,说明我们大家都是独一无二的。那么如果我把全年级的数据进行汇总,又会有什么不同呢?请大家仔细观察这张年级性状分布汇总表,你有何新发现?
Ppt展示:初二学生8种性状表现型的数据表
提示:每种性状的具体表现型分布有何特点?是否是平均分布?
(二)分享家庭成员性状调查报告,继续质疑2
学生回答后总结过渡:不是平均分布,有高有低。为什么会呈现这种分布特点呢?无血缘关系的同学间性状分布存在这样现象,那么对于你们直系亲属间的性状表现又会有哪些特点呢?下面我们就来看看课下同学们调查家庭成员的性状分布表。
总结:性状表现型的分布为何不均衡?性状究竟又是怎么遗传的?带着这两个问题,我们来学习11-2-1生物的性状遗传。
学生回家完成
调查
上节课中进行
调查课下汇总
观看、欣赏
倾听
观察数据表、分
析
发言
个别学生分享
自己的调查结
果和疑问
1.通过对前期调查结果分析和质疑,激发学生对性状遗传的好奇心和学习的积极性
2.逐步形成质疑思维
图表数据、实物投影,让数据更直观化,学生易于理解
孟德尔豌豆杂交实验过程与分析
12’
孟德尔豌豆杂交实验过程与分析
过渡:其实早在130年前就有位科学家也跟你们一样发现了类似的问题,只不过他感兴趣的是植物豌豆,他发现自然状态下高茎豌豆产生的种子种出来的都是高茎【纯种高茎】,矮茎也是【纯种矮茎】。随之他产生一个新奇的想法:如果一株高茎豌豆与一株矮茎豌豆进行传粉,那么后代茎高会是什么情况呢?为了解决自己心中的疑问,他做了精美的实验设计、坚持做了8年豌豆杂交实验、对数以千计的豌豆种子、植株性状进行观察、汇总数据和分析,从而才发现生命遗传的奥秘,这位伟大的科学家就是孟德尔。现在我们就来看看他的实验过程。
Ppt演示:豌豆杂交实验的过程
讲述:因为豌豆的花是闭花、自花授粉,就是在花开放前已经完成了传粉。所以要想让高茎豌豆与矮茎进行传粉,需要人工授粉完成。具体方法是【ppt演示:操作过程】
提问:1.将结出的全部种子进行播种,长出的幼苗就是纯种高茎与纯种矮茎的子一代,观察子一代的茎高?
总结:结果发现,所有子一代都是高茎。
追问:矮茎性状是不是就消失了?根据前面的实验过程,想想如何验证你的猜想?
过渡:自交后,发现子二代,既有高茎也有矮茎,而且它们的数量比例接近3:1【ppt演示】
发现这个奇特的现象后,孟德尔提出了几个新概念:显性性状、隐性性状、性状分离【ppt演示】。(板书)
过渡:紧接着孟德尔又开始思考,这种现象是偶然还是必然呢?是普遍现象还是个别现象?因此他种植了数以千计的豌豆植株,除了观察高茎矮茎这一对相对性状外,还研究了其他6种相对性状。得到如下数据:【ppt展示】
提示:观察F1中呈现几种性状?F2代中又有何特点?
提问:这说明什么?
总结:说明这种现象在豌豆中是普遍存在的。
倾听
观察
倾听
思考后回答
观察
思考后回答
笔记
质疑
观察后分析
猜测
1.通过图片演示孟德尔豌豆杂交实验的过程,帮助学生直观了解豌豆高矮茎相对性状的遗传现象。
2.借助分析实验步骤中的一些小处理,强调设计实验时避免实验误差的重要性,学生逐步形成实验设计的严谨性。
3.锻炼学生运用已有知识解决问题的能力
ppt通过图片演示豌豆杂交的实验过程,帮助学生直观性理解实验过程
性状是受基因控制的
15’
过渡:生物性状既然有这样的遗传特点,那么性状到底是由什么控制的呢?他推测生物的性状是受“遗传因子”控制的,后来科学家将“遗传因子”成为基因。孟德尔还提出了这样的设想来解释性状的遗传规律【ppt展示设想内容,】
追问:生殖细胞中的基因怎么存在?
【提示:介绍生殖细胞成单出现时,利用体细胞中基因成对+受精卵的形成,推出生殖细胞基因的存在形式】
过渡:性状是怎么受基因控制的,我们通过模拟一对相对性状的遗传活动来分析。
1.Ppt演示:模拟1纯种亲本进行杂交实验
教师:通过孟德尔的假设,我们知道纯种高茎体细胞基因组合为DD,纯种矮茎体细胞为dd,但是在生殖细胞中的基因是成单出现的,所以纯种高茎中所产生的生殖细胞的类型就只有一种含有D,如果作为父本产生的精子就是只有一种,纯种矮茎所产生的生殖细胞也只有一种含有d。
演示模拟实验2:现在我们再来看一下杂合体自交过程,杂合体中基因组合为Dd,那么他所产生的生殖细胞类型也就有两种类型含有D或者d,所以精子、卵子都有两种类型含有D或者d。那么子代的基因组合会是什么?我们就通过这个陀螺盘实验来模拟。陀螺盘左右代表的不同类型的生殖细胞,通过指针旋转来选定生殖细胞的种类。请小组自行选定那边做父本,哪边做母本。
强调模拟实验2操作方法:
4人一组,组长分配任务,1-操作、按钮,2-记录,3-低头喊开始5s后暂停,4-监督。反复10次,填写记录表。
2.【进行模拟活动】:教师巡视
3.汇总数据:汇总全班模拟2的实验数据到电子表格,求出各个基因型的平均数量和比例值。
Ppt演示:模拟1实验数据
总结:纯种高茎和矮茎不管谁做父本或母本,杂交后代F1的基因组合都是Dd。F1自交后,F2代的基因型为DD:Dd:dd=1:2:1。
追问:不同的基因型与豌豆性状的表现有何关系?请大家结合孟德尔之前实验观察豌豆性状的结果来进一步对比分析。
提示:对比纯种豌豆杂交后代F1都是高茎,而模拟1纯种杂交后代基因组成全部都是Dd,这说明什么?
总结:当显性基因与隐性基因同时出现时,最后生物体所表现出的性状是显性基因所控制的性状。
思考、猜测
倾听
观察
操作实验,数据交流
小组讨论后,代表回答
1.模拟实验是为了从宏观转到微观角度,来分析豌豆高矮茎性状遗传的本质规律。
2.交互白板的手写笔、pad移动终端辅助教学和EXCEL的数据处理功能,提高课堂效率,使实验数据更具真实性和说服力
1.以罗盘触发器的形式演示模拟实验的操作方法,更直观,学生更容易理解
2.提前设好公式的电子表格,可以实时展出学生各小组的实验数据,并总结出整个班的最终试验数据。提高了课堂效率,并使数据更具有真实性
3.手写板的使用方便教师与学生的分析与讲解
基因通过生殖细胞在亲子代之间传递信息2’
提问:父本或母本中的基因到底是通过什么在亲代与子代之间传递的?
提示:子代的形成过程?
总结:基因是通过生殖细胞在亲代与子代之间传递信息的。
思考后回答:精子和卵细胞
Ppt演示过程,更易于学生理解
帮助学生理解基因是通过生殖细胞在亲子代传递的
知识回顾总结
5’
通过这个模拟活动,我们可以发现,孟德尔的设想是合理的:
1.生物的性状是有基因控制的。
2.基因在体细胞中成对出现,生殖细胞中成单出现。
3.当显性基因与隐性基因同时存在时,只表现显性基因所控制的性状。
4.基因是通过生殖细胞在亲代与子代之间传递的。
回忆、笔记
ppt总结,帮助学生回顾
汇总整节课的知识要点
巩固提升:用知识解决实际问题
6’
过渡:现在我们知道了生物性状遗传的本质规律就是其内部基因组成不同,子代的基因组成又源于双亲的基因组成。那么回到课前大家的问题上,家庭性状遗传中为什么出现你所质疑的问题?其实根本原因就是基因组成不同,如果我告诉大家一个已知条件(性状的显隐性),现在我们就可以推测出你所调查项目中每个家庭成员的基因组成,简接分析出其遗传的原因。
教师引导分析:学生课前调查报告疑问1
小组讨论、分享:根据遗传规律,分析写出自己家庭性状表现特点的根本原因。
教师点评:由学生一单一双性状,指出基因存在外显率,虽然有显性基因,但受多重因素的影响,可能会出现不能完全表达的现象。所以调查性状分布图中才会有隐性性状分布反而多的现象。
总结:通过今天的学习,你可以回家从遗传学的角度向父母解释你跟父母之间性状差异的原因。
过渡:今天我们学习了生物的性状遗传是由基因控制的,那么基因到底什么样?是大家都熟悉的DNA吗?下节课我们将一起来分析。
小组内讨论分析后回答
交互式白板的手写笔功能,可以让学生上前与大家分享自己的解题思路
检测学生对性状遗传规律的理解和掌握水平
板书设计
11-2-1 生物的性状遗传
学习效果评价设计
对知识的评价:描述控制相对性状的一对基因的传递规律。
对能力的评价:根据遗传规律,能够分析出家庭成员被调查性状的基因组成,并解释自己之前的质疑。
对情感态度价值观的评价:逐步养成严谨的科学态和成相互协作的精神,提高创新意识。
本教学设计与以往或其他教学设计相比的特点(300-500字数)
由于“生物的性状遗传”这部分内容学生非常好奇,但在理解方面却很抽象、难度较大,教师很难用非常直观的教具或材料进行演示,教师与学生只能通过推理分析一系列的实验数据,才得出相应的的结论。这就需要学生有很强的逻辑思维和理性思考的能力,按照以往的教学方法,教师会选择向学生提供课前已经做好的实验数据,在黑板上进行板书分析,但这就缺少了实验数据来源的真实性,同时也少了学生自己亲自体验实验过程的环节。
所以为了帮助学生能够较容易的理解“生物的性状遗传”原理,本节课不仅涉及了学生模拟生物性状遗传的实验,更重要的是结合了交互式电子白板的手写功能和EXCEL的数据实时处理功能,通过这几方面,可以帮助学生在本节课中既可以体验生物性状的遗传实验过程,还能实时获得全班数据,并进行现场分析,使数据和分析过程更具有真实性,效果更好。