“孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)(一)第1課時(shí)”教學(xué)設(shè)計(jì)
1設(shè)計(jì)思想:
1.1《普通生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》明確提出“要重視生物科學(xué)史的”,因?yàn)?ldquo;科學(xué)史能使沿著科學(xué)家探索生物世界的道路,理解科學(xué)的本質(zhì)和,科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)的精神,對提高的探究和生物科學(xué)素養(yǎng)都具有重大的意義。”孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷了“提出問題——構(gòu)建假說——驗(yàn)證假說——得出結(jié)論”的科學(xué)研究一般過程,運(yùn)用了“假說——演繹”這一現(xiàn)代科學(xué)研究中常用的科學(xué)研究,是很好的生物科學(xué)史材料。
1.2普通物課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》倡導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、探究發(fā)現(xiàn)、合作交流的學(xué)習(xí)方式,從而培養(yǎng)學(xué)生的探究能力,提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。
2 教學(xué)內(nèi)容分析
2.1 教材內(nèi)容及地位:“孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)(一)”是人教版必修2第一章第一節(jié),內(nèi)容是基因分離定律的發(fā)現(xiàn)過程,是按孟德爾“觀察實(shí)驗(yàn)、發(fā)現(xiàn)問題——分析問題、提出假說——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證假說——歸納綜合、總結(jié)規(guī)律”的科學(xué)研究過程為線索編寫的,能讓學(xué)生親自踏著孟德爾的足跡,親自經(jīng)歷提出假說,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說的科學(xué)研究過程,培養(yǎng)學(xué)生探究能力和科學(xué)。
2.2教學(xué)重、難點(diǎn):
2.2.1教學(xué)重點(diǎn):讓學(xué)生像孟德爾一樣嘗試提出假說,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說。
2.2.2教學(xué)難點(diǎn):嘗試對分離現(xiàn)象進(jìn)行解釋,提出假說;設(shè)計(jì)測交實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說。
3教學(xué)目標(biāo):
3.1目標(biāo):
3.1.1闡明孟德爾的一對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)及分離定律。
3.1.2分析孟德爾遺傳實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法。
3.2能力目標(biāo):
3.2.1通過學(xué)習(xí)一對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生不斷提出問題,分析和解決問題;
3.2.2嘗試像科學(xué)家那樣解釋和推理,并對分離現(xiàn)象作出解釋;
3.2.3通過孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn),體會科學(xué)研究的一般過程,通過假說演繹法的科學(xué)方法的學(xué)習(xí),進(jìn)一步提高學(xué)生的探究能力;
3.3情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo):通過對一對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)過程,認(rèn)同敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新、勇于實(shí)踐,以及嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。
4.學(xué)情分析:的學(xué)生對生物的遺傳現(xiàn)象已經(jīng)有一定的感性認(rèn)識,通過必修1《分子與細(xì)胞》的學(xué)習(xí),具備一定的遺傳學(xué)的分子基礎(chǔ),但是學(xué)生缺乏遺傳細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ),即學(xué)生還沒學(xué)習(xí)減數(shù)分裂的知識,這反而有利于學(xué)生能從孟德爾的角度出發(fā),創(chuàng)造性的分析解決問題。
5 教學(xué)過程:
教 學(xué)環(huán) 節(jié) 組織和引導(dǎo) 學(xué) 生
活 動(dòng) 設(shè) 計(jì)
意 圖
交流調(diào)查結(jié)果,嘗試解釋某一性狀的遺傳
引入:學(xué)生交流單雙眼皮遺傳的調(diào)查結(jié)果,并用表格進(jìn)行歸納與統(tǒng)計(jì):
父母 子女
單眼皮×雙眼皮 有的單眼皮,有的雙眼皮
單眼皮×單眼皮 全部為單眼皮
雙眼皮×雙眼皮 有的單眼皮,有的雙眼皮
設(shè)疑:嘗試解釋單眼皮×雙眼皮→單眼皮?
引導(dǎo):主要的問題是:
1、單雙眼皮是由什么控制的呢?(根據(jù)已有的生物學(xué)知識知道是遺傳物質(zhì)控制的)
2、母親細(xì)胞內(nèi)控制眼皮的遺傳物質(zhì)怎樣存在?(從數(shù)量上分析,1個(gè),2個(gè)或是若干個(gè))
3、母親的控制眼皮的遺傳物質(zhì)如何傳給孩子呢?
4、父親有給孩子控制眼皮的遺傳物質(zhì)嗎,如果有,父親給的遺傳物質(zhì)遇到母親給的遺傳物質(zhì)會發(fā)生什么呢?(保持完整,還是互相融合?)
要解釋這些問題,最終還是要通過科學(xué)的實(shí)驗(yàn)。
從人類對遺傳的探索從19世紀(jì)開始至今,已經(jīng)能完美解釋這些問題,其中孟德爾在解釋這些問題上,作出了巨大的貢獻(xiàn)。我們今天就來一起沿著孟德爾的足跡,看看他是如何開展研究,并取得了巨大的成就。 課前調(diào)查:人類單雙眼皮的遺傳
嘗試解釋遺傳現(xiàn)象。
隱性滲透“性狀”和“相對性狀”的概念;培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用歸納與統(tǒng)計(jì)的科學(xué)方法。
通過學(xué)生嘗試解釋遺傳現(xiàn)象,
還原孟德爾當(dāng)時(shí)的研究場景。
介紹孟德爾一對相對性狀的實(shí)驗(yàn)過程
孟德爾開展實(shí)驗(yàn),選擇了豌豆作為實(shí)驗(yàn)材料。豌豆有很多相對性狀,如,莖的高度有高莖和矮莖,(呈現(xiàn)豌豆7對相對性狀的圖)。孟德爾將高莖和矮莖進(jìn)行雜交,無論誰做母本,或父本,子一代都是高莖,并且高度和親本的高莖一樣高,一點(diǎn)也沒變矮。他繼續(xù)將F1進(jìn)行自交,發(fā)現(xiàn)子二代出現(xiàn)了高莖和矮莖,矮莖和親本一樣的矮,一點(diǎn)也沒變高。
將矮莖稱為隱性性狀,高莖稱為顯性性狀,F(xiàn)1自交后代出現(xiàn)高莖和矮莖的現(xiàn)象稱為性狀分離。
孟德爾的實(shí)驗(yàn)到此,并沒有讓感到意外,因?yàn)樵谒耙呀?jīng)有一位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了性狀分離的現(xiàn)象,但是孟德爾并沒有就此止步,他做了一件與眾不同的事情,那就是他收集了F2代植株共一千多株,其中高莖的787株,矮莖277株,其比例為2.84:1,孟德爾用他統(tǒng)計(jì)學(xué)知識,確定數(shù)量越大,其比例就越接近3:1。3:1是必然的還是偶然的呢?孟德爾繼續(xù)其它6對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:(教材表1-1)
結(jié)合板圖,觀察分析一對相對性狀的實(shí)驗(yàn)過程。
傾聽
感受孟德爾是一個(gè)勤奮、具有創(chuàng)新精神的人。 簡單介紹豌豆,豌豆的其它特征到第二課時(shí)再討論,這樣能保證學(xué)生探究思維的連貫性;并且這樣處理,并不影響學(xué)生對雜交實(shí)驗(yàn)的理解。
還原孟德爾的實(shí)驗(yàn)過程,讓學(xué)生理解孟德爾的實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果;
滲透科學(xué)品質(zhì)、科學(xué)精神
嘗試解釋3:1的性狀分離比
設(shè)疑:如何解釋3:1的性狀分離比呢?
講述:在當(dāng)時(shí),關(guān)于遺傳物質(zhì)在細(xì)胞的存在以及如何在親子代間的傳遞,有很多科學(xué)家對遺傳現(xiàn)象問題做出一些解釋,其中以達(dá)爾文為代表的一些科學(xué)家提出 “多重微粒”觀點(diǎn):每個(gè)細(xì)胞對應(yīng)某一種性狀存在無數(shù)完全相同的遺傳物質(zhì),每一遺傳物質(zhì)的許多復(fù)制物可能同時(shí)傳遞給生殖細(xì)胞。例如:母親是單眼皮,父親是雙眼皮,母親產(chǎn)生的卵細(xì)胞中含有很多個(gè)單眼皮遺傳物質(zhì),父親產(chǎn)生的精子中也含有很多個(gè)雙眼皮遺傳物質(zhì),那最終子代是單眼皮還是雙眼皮由數(shù)量決定,誰提供的多就像誰,而數(shù)量是隨機(jī)的。
關(guān)于雙親的遺傳物質(zhì)在子代細(xì)胞中如何存在這一問題,當(dāng)時(shí)有一種“融合遺傳”觀點(diǎn):由父本和母本提供的遺傳物質(zhì)在子代細(xì)胞中完全融合。使子代表現(xiàn)出介于雙親之間的性狀。例如:雙親中一方直發(fā),一方是卷發(fā),那么孩子頭發(fā)就是中等程度的卷曲。
設(shè)疑:用&ldquo 高中物理;多重微粒”觀點(diǎn)和“融合遺傳”觀點(diǎn)能對孟德爾的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象作出合理解釋嗎?
(“多重微粒”觀點(diǎn):不能解釋,如果按多重微粒觀點(diǎn)遺傳,子代不可能出現(xiàn)一定的比例。“融合遺傳”:按融合觀點(diǎn),子一代的高度應(yīng)該是介于高莖和矮莖之間,且子二代的不可能得到矮莖和親本一樣的矮。)
設(shè)疑:嘗試解釋3:1的性狀分離比?
1、性狀由遺傳因子控制,遺傳因子是獨(dú)立的?刂骑@性性狀的為顯性因子(D),控制隱性性狀的為隱性因子(d)
2、體細(xì)胞中應(yīng)該有幾個(gè)遺傳因子?(1個(gè),2個(gè), 3個(gè),4個(gè))
3、生殖細(xì)胞中幾個(gè)?(1個(gè))
4、雌雄配子隨機(jī)結(jié)合。
以上四點(diǎn)就是孟德爾的假說的主要內(nèi)容。:孟德爾提出的假說在當(dāng)時(shí)的背景下是一種超越時(shí)代的設(shè)想。 傾聽,理解孟德爾當(dāng)時(shí)的研究背景,當(dāng)時(shí)人們對遺傳問題的主流觀點(diǎn);
思考、討論、交流;
學(xué)生討論、交流;
告訴學(xué)生當(dāng)時(shí)的主流觀點(diǎn),利于學(xué)生從孟德爾角度出發(fā),分析問題。
培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力和批判性思維
這是教學(xué)的重點(diǎn),也是難點(diǎn),通過精心設(shè)計(jì)問題,降低思維難度,突破難點(diǎn);給學(xué)生充分的時(shí)間和發(fā)散性思維的空間,培養(yǎng)學(xué)生分析能力;滲透孟德爾大膽創(chuàng)新的精神
設(shè)計(jì)測交實(shí)驗(yàn),
驗(yàn)證假說
設(shè)疑:如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說呢?
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證假說是否成立?
實(shí)驗(yàn)原理:關(guān)鍵證明成對(Dd)的遺傳因子分離,產(chǎn)生了兩種配子(D和d);遺傳因子看不見,摸不著,只能從子代性狀及比例分析分析配子的類型及比例。
實(shí)驗(yàn)材料: F1高莖(Dd)和矮莖 (dd)
結(jié)果預(yù)測:
(這是利用假說進(jìn)行演繹的過程)
實(shí)驗(yàn)結(jié)果:高莖 30株,矮莖34株,比例接近1:1
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:假說是成立的。
這種雜交方法后來稱為測交,是孟德爾首創(chuàng)的,它非常完美的證明了假說是成立的,從此,測交成為非常經(jīng)典的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)。 思考與討論,
嘗試寫出演繹推理的遺傳圖解。
對假說的驗(yàn)證是難點(diǎn),設(shè)計(jì)成實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式進(jìn)行逐步引導(dǎo)、啟發(fā),幫助學(xué)生突破難點(diǎn);
滲透科學(xué)精神教育:創(chuàng)新精神
總結(jié) 總結(jié):孟德爾在通過一對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)的分
析后,大膽的提出假說,并設(shè)計(jì)了測交實(shí)驗(yàn)對假說進(jìn)行
驗(yàn)證,這種科學(xué)研究方法稱為假說演繹法。
通過一對相對性狀的實(shí)驗(yàn)及其解釋,后人把它歸納為
孟德爾第一定律:
課后思考:1.孟德爾為什么選擇豌豆?
2.孟德爾為什么能?
3為什么是孟德爾打開了“遺傳學(xué)的大門”?
滲透科學(xué)方法教育;
作為第二課時(shí)的主要討論題。
6 教學(xué)反思:
6.1回眸,讓學(xué)生像科學(xué)家一樣探究
本節(jié)課的教學(xué)利用科學(xué)史開展探究性學(xué)習(xí),注重創(chuàng)設(shè)探究情境,還原孟德爾當(dāng)時(shí)的研究場景,讓學(xué)生能沿著孟德爾的足跡,學(xué)生真正做到了像孟德爾一樣創(chuàng)造性的分析問題,提出假說,并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說。通過學(xué)生的思維探究過程,從一定程度上提高了學(xué)生的探究能力和生物科學(xué)素養(yǎng)。
6.2精心設(shè)問,讓學(xué)生思維的羽翼飛翔
本節(jié)課教學(xué)通過教師的精心設(shè)問,有效激發(fā)了學(xué)生的思維。從表現(xiàn)上看,學(xué)生的思維孟德爾一樣具有創(chuàng)造性,表現(xiàn)相當(dāng)精彩。不要認(rèn)為學(xué)生的不能和科學(xué)家同日而語,當(dāng)學(xué)生的被你想方設(shè)法激發(fā)出來的時(shí)候,你會發(fā)現(xiàn)他們的創(chuàng)造力是無窮的。
6.3潛移默化,讓學(xué)生感受科學(xué)家的魅力
本節(jié)課在科學(xué)方法和科學(xué)精神的教學(xué)上,注重潛移默化,并達(dá)到潤物細(xì)無聲的效果。教師并不是費(fèi)盡口舌向?qū)W生解釋什么是“假說—演繹”法,而是讓學(xué)生像孟德爾一樣運(yùn)用“假說—演繹”法開展探究。教師通過創(chuàng)設(shè)情境,讓學(xué)生自己去體會感悟孟德爾在研究中體現(xiàn)出來的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神和科學(xué)品質(zhì)等,而不是歸納成教條灌輸給學(xué)生。
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