高中生物孟德尔的豌豆杂交实验一教学设计学情分析教材分析课后反思.docx
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高中生物孟德尔的豌豆杂交实验一教学设计学情分析教材分析课后反思
教学设计
【教学目标】
（1）通过分析孟德尔遗传实验的过程，学会科学的研究方法。
（2）运用数学统计方法和遗传学原理解释或预测一些遗传现象。
（3）尝试进行杂交实验的设计。
（4）阐明分离定律。
（5）以分离定律的发现过程为载体，通过分析孟德尔豌豆杂交实验的科学方法，确立严谨的科学态度和勇于创新的精神。
培养生命观念、理性思维、科学探究等生物学核心素养。
（6）通过总结孟德尔成功的原因，初步体会用数学思维解决生物学问题的科学性和有效性，感受科学家们坚持不懈的追求科学真谛的执着精神。
【教学重点和难点】
重点
（1）对分离现象的解释，阐明分离定律。
（2）以孟德尔的遗传实验为素材进行科学方法教育。
（3）运用分离定律解释一些遗传现象。
难点
（1）对分离现象的解释。
（2）假说-演绎法
【教学过程】
上课之前我们先来做一个小测验：
请同学们把双手伸出来，五指分开，然后自然交叉。
与周围同学比较一下，有没有不同？
（学生会发现：
有的同学左手大拇指在上，有的右手大拇指在上。
）据说，左手拇指在上的人会成为艺术家，而右手拇指在上的人会成为科学家，那么，你将来是会成为艺术家还是科学家呢？
我们所表现出来的特征称为性状。
左手拇指在上和右手拇指在上是一对相对性状。
与此相似的还有，图片展示：
有耳垂和无耳垂；双眼皮和单眼皮；有酒窝和无酒窝等等。
你是否注意过，你的这些性状是与父亲相似，还是与母亲相似？
亲子代之间的相似性称为遗传。
遗传是生物界普遍存在的现象，那么，遗传有没有规律可循呢？
为了研究遗传的规律，在19世纪植物杂交实验盛行。
当时有人做了这样的一个实验：
一株红花牡丹与一株白花牡丹杂交，子代牡丹开出了粉红花。
那时的人们认为两个亲本杂交后，双亲的遗传物质会在子代内混合，使子代表现出介于双亲之间的性状。
就像一瓶蓝墨水和一瓶红墨水倒在一起，混合液是另外一种颜色，再也无法分出蓝色和红色。
若杂交后代自交，性状不会分离。
这种观点被称为融合遗传。
融合遗传是1868年由达尔文提出的，在19世纪这种观点被人们普遍接受。
但是，在当时，有位年轻人并不这样认为。
这位年轻人就是后来被称为遗传学之父的孟德尔。
孟德尔在维也纳大学进修过物理、化学、数学、动物学、植物学，而且成绩非常优异！
看来敢于质疑，敢于创新是要有丰富的知识做基础的。
然而，要否定别人的观点是要有依据的！
如果你生活在19世纪，如果你是孟德尔，你打算怎么去否定融合遗传的观点呢？
……
大家的想法都很好，任何的理论都需要以实验为基础。
其实，我们课前下发的预习任务清单就是以孟德尔否定融合遗传而发现分离定律的过程为主线的。
接下来，课堂就交给你们了，让我们根据预习任务清单上的任务顺序请同学们汇报你们的学习结果，以完成分离定律的学习。
一、预习任务清单课前引领，课上汇报学习成果
德育教育渗透：
以分离定律的发现过程为载体，通过引领学生分析孟德尔豌豆杂交实验的科学方法，帮助学生确立严谨的科学态度和勇于创新的精神。
培养学生生命观念、理性思维、科学探究等生物学核心素养。
预习清单任务内容：
1、正确选择实验材料
（1）孟德尔选择了什么植物进行杂交实验的？
（2）为什么选择这种植物？
请至少答出该植物适合做遗传学实验材料的3个特点。
2、确定杂交实验的实验步骤
（1）如何让具有相对性状的豌豆的遗传物质“混合”在一起？
（2）对于自花传粉的豌豆如何实现杂交？
（3）按照融合遗传的观点分析，高茎与矮茎杂交的结果应该是怎样的？
（4）实际的杂交结果，F1的性状表现为？
（5）通过杂交，亲本的遗传因子在F1中“混合”，如何进一步实验以说明F1中“混合”的遗传物质是可以分离的而不是融合的，不可分离的？
（6）如何处理实验结果才能更容易发现其中的规律？
实验结果表现为？
（7）F2中出现接近3:
1的性状分离比是偶然的吗？
3、尝试解释杂交实验的实验现象，构建假说
孟德尔用高茎豌豆与矮茎豌豆做亲本进行杂交。
按照融合遗传的观点，杂交后代F1（子一代）的茎的高度应该表现出介于两个亲本之间的高度”。
而杂交结果显示，F1全部都是高茎豌豆！
看来并没有相互融合！
按照融合遗传的观点，在子代体内混合的遗传物质相互融合，不能分离，孟德尔继续让F1（子一代）自交，发现F2（子二代）中既有高茎，也有矮茎。
孟德尔没有停留在对实验现象的观察与描述上，而是对F2中不同性状的个体进行数量统计，分析F2中高茎与矮茎植株之间的数量关系。
孟德尔统计的结果是：
787棵高茎和277棵矮茎。
这2个数字看起来并没有什么联系，但孟德尔运用统计学的方法进行分析，高茎与矮茎的数量比接近3∶1。
这是否是一种偶然现象呢？
孟德尔又对豌豆的其他6对相对性状进行了杂交实验，实验结果见教材中的表格。
这些数据是当年孟德尔留下的真实数据。
从表中可以看出什么规律？
学生抢答，子二代都出现性状分离，且分离比都接近3∶1。
孟德尔又先后对十四个属三十三种植物进行了杂交实验，实验结果与豌豆杂交的实验结果一致。
看来F2中出现3∶1的性状分离比不是偶然的。
那么，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？
受当时物理学家道尔顿的原子学说的影响，孟德尔认为遗传物质应该也像原子一样，是颗粒状的，混合后可以相互作用，但不相融合。
孟德尔还将颗粒状的遗传物质定名为遗传因子。
那么，遗传因子有什么特点？
又是如何传递的？
[学生讨论，尝试提出假说]因为F1自交后代出现了矮茎，所以遗传因子是独立的，既不会相互融合，也不会在传递中消失；F2有高有矮，高和矮的遗传因子都来自F1，不是无中生有，所以遗传因子在体细胞中应该成对存在；F1中的高矮遗传因子来自双亲，应该一个来自父本，一个来自母本，即遗传因子在传递时亲代只把一半遗传因子交给子代。
[师生互动]共同构建显性遗传因子D、隐性遗传因子d，书写亲本和子一代的遗传因子组成。
共同提出假说：
体细胞中遗传因子成对存在，配子中只含有成对遗传因子中的一个。
[师]根据以上假说，将杂交实验以图解形式表示出来，看F2会出现什么结果？
[师生互动]学生边解说，教师边将遗传图解写在黑板上。
书写的过程中师生讨论共同提出假说：
产生配子时，成对的遗传因子彼此分离；雌雄配子的结合是随机的。
4、设计实验证明假说的正确性
孟德尔假说合理地解释了豌豆一对相对性状杂交实验。
但是作为一种正确的假说，仅能解释已有的实验结果是不够的，还应该能预测另一些实验结果。
（1）让F1与什么类型的豌豆杂交才能通过杂交子代的表现型及比例而推知产生的配子的种类及比例？
（2）请根据假说推理测交子代的表现型及比例。
（3）请按照提示总结测交实验的作用
测交实验能通过杂交子代的表现型及比例而推知____________________；从而推知_____________；进而验证杂合子形成配子时成对的遗传因子________的正确性。
5、进行测交实验证明了假说的正确性
（1）测交实验结果与推理预测的实验结果是否相符？
相符说明了什么？
（2）提出假说后再设计并进行实验验证假说正确性的这种研究方法叫什么方法？
请总结假说-演绎法的基本步骤
6、得出结论---分离定律
二、微视频简介孟德尔成功背后的孤独，感受科学的精神、态度及信念的力量。
设计意图：
通过声情并茂的微视频的播放为学生创建德育教育微情境，借助媒体让学生从视觉、听觉全方位感受道德和真理的力量，用孟德尔的人格魅力启迪、感染学生。
对学生进行潜移默化的德育教育，为科学献身、为人类造福的梦想可能就此开启。
其实关于孟德尔你还有很多不知道的故事，接下来我们看一段微视频，让我们再次走近孟德尔，感受他的人格魅力和献身科学的精神。
看完微视频后，如果让你用两个字或几个字来描述下你眼中的遗传学之父，你会怎么描述呢？
勤奋、聪明、博学、坚韧、执着……
总而言之没有人能随随便便成功
在这节课的最后给大家推荐一本书，《TheMonkintheGarden》，《花园里的修道士》，孟德尔的传记，作者是美国专业科普作家海尼格，本书可以帮助你更加全面的了解孟德尔，了解科学。
三、布置模拟实验作业，将德育延伸到课下
设计意图：
将德育教育延伸至课下，模拟实验本身也是一种科学的研究方法，进行模拟实验可以进一步对学生进行科学的方法的德育教育，并且能训练学生初步养成将微观的问题宏观化的科学的思维方式。
内容：
1、对综合测试出现问题地方设计突破方法、搜集对应训练以备下节课使用。
并指导学生整理好题错题笔记。
2、完成下一部分内容学习的准备工作。
1、完成综合测试并按时上交。
2、合理安排时间，根据教师提供素材和要求，开始下一部分内容的自主预习。
课后
成对的遗传因子分离导致F1产生两种类型配子，配子间随机结合导致F2出现3:
1的性状分离比……虽然孟德尔已经证明这是对的，但这些过程都是微观的，有的同学理解起来有困难，我们还可以通过一个模拟实验将该过程宏观化，让同学们再次感受该微观过程及颗粒遗传的正确性。
这个模拟实验就是今天的作业，请做好统计，同时完成相应的笔记整理
学情分析
学生在初中已经学习了“基因控制生物性状”和“基因的显性和隐性”等知识，初步了解了基因与生物个体性状的关系、控制相对性状的成对基因之间的关系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，对本节课的学习有一定的帮助。
但高中这部分的教学对学生的生物素养要求较高，学生在学习“对分离现象的解释”中对于孟德尔提出的四点假说的理解和领悟有一定的难度，教师应该引导学生从分析杂交实验的过程中尝试自己提出几点假说，并通过亲自动手做“性状分离比模拟实验”来体验孟德尔假说。
在演绎推理假说的正确性过程中，教师也不能主观臆断的直接告诉学生孟德尔的测交实验，而没有进行必要的分析为什么要这样做。
课堂中教师可以给学生提供一些实验的方案，让学生分析讨论确定检验假说的合适的实验方案，这样学生才能真正理解测交的目的，最终能够灵活运用。
效果分析
孟德尔的豌豆杂交实验
（一）这节课中的经典实验及验证过程无法在课堂上重现，传统的教学都是以讲授为主线进行的教学活动，很少有学生的参与，这样就限制了学生思维的积极性，使知识传授和能力培养相互脱节。
而提高生物科学素养，面向全体学生，倡导自主、合作、探究学习和注重与现实生活的联系是高中生物课程改革的基本理念。
所以我根据《课程标准》对本节课的要求，在教学中采用“假说—演绎法”开展孟德尔遗传定律的教学，在对生物性状遗传的探索过程中设置一系列环环相扣的问题，让学生主动参与问题的分析，在分析和解决问题的过程中建构知识结构，同时也体验了孟德尔的科学研究方法，使学生成为学习的主体，从知识的被动接受者变成研究者、探索者，在学习基础知识的同时培养他们的思维能力、分析能力，并同时对学生进行了科学方法教育并在过程中渗透德育教育。
从课堂气氛和达标检测的结果来看，基本达到预期效果。
教材分析
本节内容，由“一对相对性状的杂交实验”，“对分离现象的解释”，“性状分离比的模拟实验”，“对分离现象的解释的验证”和总结“分离定律”五部分内容构成。
本节的教学内容是以孟德尔发现遗传因子的实验过程为主线，突出科学史和科学研究方法的教育。
教材中以问题为线索，引导学生思考、分析孟德尔遗传实验的科学方法，达到阐明分离定律，最终能够运用分离定律解释一些遗传现象的教学目标。
教材用科学方法教育统领了教学全过程，学生在分析实验的过程中，体验“假说—演绎法”这一科学研究的过程，体验孟德尔敢于质疑、敢于创新、勇于实践以及严谨、求实的科学态度和科学精神。
必修2这一模块是以人类对基因的本质、功能及其现代应用的研究历程为主线展开的，而本节课是拉开这一历程的序幕，认识到基因（遗传因子）的存在，才能使人类进一步去探究基因的位置、实质和功能等一系列的问题，这样的编排向学生真实展现了科学发现史的历程。
孟德尔的杂交实验很好的体现了“假说—演绎法”这一科学研究方法的过程，而这一科学方法正是模块2科学方法教育的侧重点。
所以这节课在模块2的作用和地位是非常重要的。
本节课是学生学习孟德尔的豌豆杂交实验
（二）的基础,也是第二章《减数分裂与受精作用》这节知识的重要基础,又并为后续学习生物变异与生物进化奠基。
分离定律达标检测练习
1．下列性状中属于相对性状的是（）
A.人的身高与体重B.兔的长毛与短毛
C.猫的白毛与蓝眼D.绵羊的细绒与长绒
2．豌豆在自然状态下是纯种的原因是
A.豌豆是自花传粉且闭花受粉的植物
B.豌豆先开花后受粉
C.豌豆品种间性状差异大
D.豌豆存在杂合致死的现象
3．人工异花授粉之前，首先要对父本和母本分别作如下处理（）
A.母本去雄，父本套袋B.父本去雄，母本套袋
C.母本去雄，母本套袋D.父本去雄，父本套袋
4．孟德尔做了如下图所示的豌豆杂交实验，以下描述错误的是
A.①和②的操作是同时进行的
B.①操作的对象是母本
C.②操作是人工传粉
D.①和②操作后要对雌蕊套袋
5．用豌豆进行遗传试验时，下列操作错误的是
A.杂交时，须在开花前除去母本的雄蕊
B.自交时，雌蕊和雄蕊都无需除去
C.杂交时，须在开花前除去母本的雌蕊
D.人工授粉后，应套袋
6．在杂交实验中，母本、杂交和亲本的书写符号分别表示为（）
A.♀×PB.P♀×
C.♀♂PD.♀×♂
7．基因分离定律的实质是
A.F1总表现显性性状B.F2中性状分离比为3:
1
C.测交后代的性状分离比为1:
1D.等位基因随同源染色体的分开而分离
8．小麦的有芒和无芒是一对相对性状，下列四组杂交实验中，能判断性状显隐性关系的是
①有芒×有芒→有芒
②有芒×有芒→有芒158+无芒50
③有芒×无芒→有芒
④有芒×无芒→有芒103+无芒98
A.①②B.③④C.②③D.①④
9．对隐性性状的正确表述是
A.后代中表现不出来的性状B.后代中不常出现的性状
C.杂种F1未出现的亲本性状D.F2未出现的亲本性状
10．孟德尔根据豌豆杂交实验现象提出了超越当时时代的假说，其主要内容包括（）
①生物的性状是由遗传因子决定的；
②遗传因子存在于细胞核中；
③体细胞中遗传因子是成对存在的；
④配子中只含每对遗传因子中的一个；
⑤每对遗传因子随同源染色体的分离而分别进入不同的配子中；
⑥受精时，雌雄配子的结合是随机的
A.①③④⑥B.①②③④C.①②③⑤⑥D.①②③④⑤⑥
11．下列属于等位基因的是
A.A与BB.C与dC.A与aD.b与b
12．孟德尔巧妙地设计了测交实验，验证了自己的假说。
下列杂交组合中，属于测交的是（）
A.DD×DDB.Dd×Dd
C.Dd×ddD.DD×Dd
13．通过测交实验，不能够测定F1的（）
A.基因型B.相关基因的结构C.产生配子的类型D.产生配子的比例
14．将某杂合子（Aa）设为亲代，让其连续自交n代，从理论上推算，第n代中杂合子出现的几率为
A.1/2nB.1-1/2nC.（2n+1）/2n+1D.2n+1/（2n+1）
15．某种高等植物的杂合子（Aa）产生的雌雄配子的数目是
A.雌配子:
雄配子=1：
1
B.雄配子很多，雌配子很少
C.雌配子:
雄配子=1：
3
D.含A遗传因子的雌配子：
含a遗传因子的雄配子=1：
1
16．孟德尔研究豌豆杂交实验采用了“假说-演绎法”。
其步骤是
①推理想象，提出假说
②设计实验，验证预期
③观察分析，提出问题
④演绎推理，做出预期
A.①②③④B.②③①④C.③①④②D.①④②③
17．在分离定律性状分离比的模拟实验中，甲、乙容器分别代表某动物的雌、雄生殖器官，小球的颜色和字母表示雌、雄配子的种类，每个容器中小球数量约为12个。
则下列装置正确的是
A.
B.
C.
D.
18．两株高茎豌豆杂交，子一代高茎和矮茎的比例为3∶1，则亲本的基因型为（ ）
A.Gg×GgB.GG×ggC.GG×GgD.gg×gg
19．等位基因位于
A.姐妹染色单体上B.一对同源染色体的不同位置
C.非同源染色体的相同位置D.一对同源染色体的相同位置
20．孟德尔豌豆杂交试验中，以下操作步骤正确的是（）
①人工异花传粉②去雄 ③统计分析结果 ④套袋 ⑤种植豌豆
A.⑤④②①③B.⑤②④①④③C.⑤②④③①D.⑤④②③①
21．一般来说，基因型为Aa的植物体产生配子的情况不可能是（）
A.雌配子:
雄配子=1:
1B.雄配子比雌配子多
C.雄配子A:
雄配子a=1:
1D.雌配子A:
雌配子a=l:
1
22．一对杂合黑羊产仔4只，4只仔的表现型可能是（）
A.三黑一白B.全部黑色C.二黑二白D.以上三种都有可能
23．人眼的虹膜有褐色的和蓝色的，褐色是由显性遗传因子控制的，蓝色是由隐性遗传因子控制的。
已知一个蓝眼男人与一个褐眼女人（这个女人的母亲是蓝眼）结婚，这对夫妇生下蓝眼男孩的可能性是（）
A.1/2B.1/3C.1/4D.1/5
24下图能正确表示基因分离定律的是
A.AB.BC.CD.D
25、下列各项实验中应采取的最佳交配方法分别是
①鉴别一株小麦是否为纯合子
②鉴别一只黑山羊是否为纯合子
③鉴别一对相对性状的显隐性关系
④不断提高小水稻品种的纯合度
A.杂交、测交、自交、测交B.自交、测交、杂交、自交
C.杂交、测交、自交、杂交D.测交、杂交、杂交、自交
参考答案
1—5BACAC6—10ADCCA11—15CCBAB
16—20CDADB21—25ADCBB
课后反思
“孟德尔的豌豆杂交实验
（一）”是人教版必修2第一章第一节，内容是基因分离定律的发现过程，是按孟德尔“观察实验、发现问题——分析问题、提出假说——设计实验、验证假说——归纳综合、总结规律”的科学研究过程为线索编写的，能让学生亲自踏着孟德尔的足迹，亲自经历提出假说,设计实验验证假说的科学研究过程，培养学生探究能力和科学思维。
为提高学生的生物科学素养，在整个教学过程中始终遵循以学生为主体，教师为主导的教学原则。
课前通过完成预习任务激发学生的学习兴趣，培养学生分析,整理归纳的能力,学会科学的思维方法。
课堂中首先以孟德尔的生平事迹引导学生参与到孟德尔的遗传实验中去，结合教材提出环环相扣的问题，采用“问题渐进探究”的教学模式引导学生对实验现象展开思考和讨论，尝试自己设计实验，演绎推理，实验验证假说的正确性，在体验科学研究方法的同时也成功分析了孟德尔的科学研究方法（假说—演绎法）。
如何充分理解和领悟对分离现象的解释中孟德尔所提出的四点假说，教学中采取了教具展示的方式，从而突破教学的难点。
通过学生对杂交实验的分析和讨论，使学生确立了严谨的科学态度和勇于创新的科学精神。
教学的过程中适时地进行技能训练和课堂练习，加强了学生对概念的理解，同时结合生活和生产中的生物遗传实例，训练学生运用分离定律解决问题的能力。
最终实现教学目标。
“孟德尔的生平事迹的介绍”具有很强的故事性，让学生走近“遗传学之父”这一科学伟人。
强调孟德尔刻苦钻研和坚持不懈的科学研究精神，会激发学生对孟德尔的钦佩和感动。
通过这一过程能较好的对学生进行科学精神教育。
课标分析
《普通高中生物课程标准（实验）》明确提出“要重视生物科学史的学习”，因为“学习科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路，理解科学的本质和方法，学习科学家献身科学的精神，对提高学生的探究能力和生物科学素养都具有重大的意义。
”孟德尔的豌豆杂交实验经历了“提出问题——构建假说——验证假说——得出结论”的科学研究一般过程，运用了“假说——演绎”这一现代科学研究中常用的科学研究方法，是很好的生物科学史材料。
该节课标要求：
（1）阐明孟德尔一对相对性状的杂交实验及分离定律。
（2）运用分离定律解释和预测一些遗传现象。
（3）体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维。
课程标准倡导学生主动参与、探究发现、合作交流的学习方式，从而培养学生生命观念、理性思维、科学探究等生物学核心素养。
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