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李治国:《分离定律》教学设计与反思  

2013-05-15 20:56:37|  分类: 2孟德尔定律 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一、知识结构
1、遗传学奠基人--孟德尔
2、孟德尔的豌豆杂交试验
3、一对相对性状的遗传试验
4、对分离现象的解释
 
二、教学目标
知识与技能目标
1、 了解遗传基本规律研究的一般方法------杂交法。
2、 理解一对相对性状的遗传实验及其解释。
 
过程与方法目标
1、 通过了解孟德尔的杂交试验过程,掌握研究问题的一般方法。
2、 通过学习分离定律培养学生分析问题解决问题的能力。
 
情感态度价值观目标
1、 运用辩证唯物主义的观点分析和认识生物体生命活动的基本规律,逐步树立科学的世界观。
2、 通过孟德尔八年试验研究事迹,进行热爱科学,献身科学的教育。
 
三、教学重点
       对分离现象的解释(引导学生逐步分析得出结论)
 
四、教学难点
       对分离现象的解释(引导学生逐步分析得出结论,并用模拟实验加深理解)
 
五、课时分配
第1课时:1、遗传学奠基人--孟德尔
2、孟德尔的豌豆杂交试验
3、一对相对性状的遗传试验
4、对分离现象的解释
第2课时:1、对分离现象解释的验证
          2、基因的分离定律的实质
第3课时:1、基因型和表现型
          2、基因分离定律在实践中的应用及事例分析
 
六、教学流程
       引言:一对夫妇都有耳垂,却生了一个没有耳垂的小孩。难道这个小孩不是他们的吗?另一对夫妇,一个是A型血,一个是B型血,却生了一个O型血的小孩。难道这个小孩也不是他们的吗?或是有什么问题?但从遗传学角度来看,没有问题,一点都不奇怪,完全附合遗传规律。为什么呢?学习了今天的课程你就能找到答案。
今天我们就来一起学习第六章第二节《遗传的基本规律》的第一个内容《基因的分离定律》。
基因的分离定律是由孟德尔最先揭示的。(同时出示投影片:标题板书1、遗传学奠基人-孟德尔)随后(出示投影片:图《孟德尔》)
(对孟德尔进行介绍)孟德尔,奥国人,从小热爱自然科学,由于家境困难,21岁进入修道院做修道士。在修道院的菜园中种植豌豆的过程中,由于对杂交实验的浓厚兴趣,和不断灵感的闪现,经过长达8年坚持不懈的研究,终于揭示了遗传的两个基本规律,基因的分离定律和基因的自由组合定律。
 
过渡:孟德尔之所以能成功的揭示出遗传学两个基本定律,除了他对自然科学的热爱,和坚持不懈的精神外,还在于他正确的实验方法。他实验成功的原因主要有哪些呢?下面我们来看第一个课题。
       (同时出示投影片:课题板书:“2、孟德尔取得实验成功的原因”)
      
第一个原因是正确的选择实验材料。
(出示投影片:原因1是正确的选择实验材料)
孟德尔采用豌豆做为实验材料。是因为豌豆是自花传粉植物。(同时出示投影片:(1)自花传粉)
自花传粉是花粉落到同一朵花的柱头上。异花传粉是花粉落到另一朵花的柱头上。异花传粉时,可能发生在不同植株之间,甚至是不同品种的植株之间。
提问:为什么要选择自花传粉的植物为实验材料呢?
(学生讨论后回答:)自花传粉和异花传粉植物相比,它不会受到外来花粉的干扰。因此,用豌豆做人工杂交试验时,结果既可靠又容易分析。
(教师)再加之不同豌豆品种之间同时具有多对相对性状。(同时出示投影片:板书标题(2)多对相对性状)随后(出示投影片:图《豌豆的7对相对性状》)
(对照投影讲解)如豌豆的高茎与矮茎、圆粒与皱粒、豆荚的黄色与绿色等都是相对性状。正因为豌豆不同品种间具有多对相对性状,使得杂交实验的结果很容易观察和分析。
我们顺便了解一下,什么叫相对性状呢?首先请同学们来观察几对相对性状。(同时出示投影片:图《卷舌与不卷舌等》)
(判断几组性状是否是相对性状,增加对相对性状的感性认识)
(然后学生归纳相对性状的概念)相对性状是同一生物同一性状的不同表现类型。
 
(教师)孟德尔成功的第二个原因是从简单问题入手,解决复杂问题。(同时出示投影片:原因2:从简单问题入手,解决复杂问题。)由于生物个体的多种性状往往是同时存在,不便于观察和分析。所以孟德尔先从每一对性状的遗传开始研究,使问题简单化。
 
第三个原因是孟德尔使用了统计方法对实验结果进行分析。(同时出示投影片:原因3统计学分析)
由于上述三个主要原因,使孟德尔成功取得了遗传研究的成功。孟德尔是通过什么途径来研究遗传规律的呢?是豌豆的杂交实验。(同时出示投影片:3、豌豆的杂交实验)
杂交是遗传学研究最基本的方法。
豌豆的杂交是如何操作的呢?
学生回答:人工异花传粉。
教师提问:如果在人工异花传粉之前就自花受粉了呢?
学生回答:先去雄。待花末成熟时就对花进行去雄处理。
(同时出示投影片:人工异花传粉示意图)
(师)去雄处理后要对花进行套袋。防止外来花粉干扰。待花成熟以后,取另一品种的花粉涂在雌蕊柱头上,完成杂交操作。提供花粉的植株叫父本,接受花粉的叫母本。
 
孟德尔首先用高茎豌豆与矮茎豌豆进行杂交。请同学推测一下后代是高茎还是矮茎呢?(同时出示投影片:图《高茎与矮茎杂交》)
(生)可能是高茎,可能是矮茎。
 
(出示投影片:图《F1高茎》)
讲解:子一代,用F1表示是高茎。
有同学可能会说,杂交时是将高茎做为父本的吧。(讲解)无论是用高茎做母本进行正交,还是用高茎做父本进行反交,子一代总是表现为高茎。
子一代为什么不表现为矮茎呢?
孟德尔又用子一代进行自交,结果子二代中同时表现出高茎和矮茎现象,而且孟德尔对子二代进行统计分析发现,高茎与矮茎的数量比接近于3:1。
为什么会出现上述现象呢?(同时出示投影片:实验现象:1、子一代:高茎2、子二代:高茎和矮茎3、子二代:高茎:矮茎≈3:1)
 
为了描述的方便,我们首先来学习几个概念。(出示投影片:图《杂交后代性状的表现》)
对照图提问:为什么将高茎叫做显性性状,短茎叫做隐性性状?
学生:高茎表现的多一些。
教师:正确。但除此现象外,有更准确的定义。
教师补充:(指示图同时讲述)纯种亲本杂交时,将子一代表现出的性状叫做显性性状。将子一代没有表现出的性状叫做隐性性状。将杂交后代同时表现出显性性状和隐性性状的现象叫做性状分离。
所以,实验现象我们也可以描述为:
1、 子一代:只表现出显性性状
2、 子二代:性状分离
3、子二代:显性性状:隐性性状≈3:1
 
上述现象是否有偶然性呢?能说明遗传的普遍规律吗?孟德尔又对另外6对相对性状做了类似的杂交实验都表现出同样的结果。这说明一定有内在的规律。
 
过渡:孟德尔经过反复思考对此做出了解释。(出示投影片:基因、显性基因、隐性基因、成对存在)
讲述:孟德尔认为:性状是由基因控制的,控制显性性状(如高茎)的基因是显性基因用大写英文字母(如D)表示,控制隐性性状(如矮茎)的是隐性基因用小写英文字母(如d)表示。
如纯种高茎豌豆的体细胞中含有成对的基因DD,纯种矮茎豌豆的体细胞中含有成对的基因dd。
       问题:在体细胞中基因成对存在的原因是什么呢?
学生答:成对基因分别存在于同源染色体上。
 
(出示投影片:杂交分析图解)
指示投影片并讲解:生物体在形成配子生殖细胞--------配子时,成对的基因彼此分离,分别进入不同的配子。
提问:在形成配子时,成对基因分离的原因是什么?用我们已有的知识如何解释呢?
学生:减数分裂时同源染色体分离。
教师:(对照图讲解)因此,纯种高茎豌豆的配子只含有一个显性基因D;纯种矮茎豌豆的配子只含有一个隐性基因d。
受精时,雌雄配子结合,合子中的基因又恢复成对。如基因D与基因d在F1体细胞中又结合成Dd。由于基因D对基因d的显性作用,F1(Dd)表现为高茎。
在F1(Dd)自交产生配子时,同样,基因D和基因d又会分离,这样F1产生的雄配子和雌配子就各有两种:一种含有基因D,一种含有基因d,并且这两种配子的数目相等。
受精时,雌雄配子随机结合,F2便出现4种组合,3种基因型:DD、Dd和dd,并且它们之间的数量比接近于1:2:1。
由于基因D对基因d的显性作用,F2在性状表现上只有两类型:高茎和矮茎,并且这两种性状之间的数量比接近于3:1。
 
过渡:按照孟德尔的假设推论出的上述几种基因组合及其数量比是否正确呢?下面我们不妨来做一个模拟小实验。
 
讲解实验方法:
同学们桌上的塑料袋中都放有黑白两种围棋子各20粒,我们用黑色的棋子表示含显性基因(D)的配子,用白色的棋子表示含隐性基因(d)的配子。(边讲解边示范)
一个袋子表示雄性个体,里面的黑白两种棋子表示两种雄配子,另一个袋子则表示雌性个体,里面的黑白两种棋子表示两种雌配子。
我们分别从两个袋子中随机取一粒棋子,两粒组合代表合子中的基因组合。如果两粒都为黑子(DD)则表示后代性状为显性,一粒黑子一粒白子(Dd)则后代性状也是显性。如果两粒都为白子(dd)则后代性状为隐性。
记录后,将棋子放回原袋中。充分混合后,重复上述操作50次。
计算棋子组合DD、Dd和dd之间的数量比,以及显性性状和隐性性状的数量比。
 
(学生操作实验)
 
学生反馈实验结果:
(DD+Dd):dd≈3:1即显性性状:隐性性状≈3:1
 
教师讲评实验:通过模拟实验我们发现随机抽取的数量比接近于3:1,而且抽样越多越接近于准确值。证明孟德尔有关分离定律的解释是科学的,附合组合规律。
 
小结:今天的新课就学习到这里,让我们来回顾一下今天学习的内容。我们今天了解了基因的分离定律是由孟德尔最先揭示的,孟德尔取得成功的原因主要有1、正确的选择实验材料2、从简单问题入手,解决复杂问题3、使用了统计方法对实验结果进行分析。孟德尔的豌豆杂交实验操作及现象------1、子一代:只表现出显性性状2、子二代:性状分离3、子二代:显性性状:隐性性状≈3:1。孟德尔对实验现象的解释,生物的性状是由基因控制的,基因在体细胞中是成对存在的,在形成配子的过程中基因会分离,受精作用时基因恢复成对存在,由于不同基因的随机组合使后代表现出不同性状。
孟德尔有关分离现象的解释是否正确呢?根据实验方法,我们还需要加以验证,下节课我们将继续讨论有关对分离现象解释的验证。
教学反思:
基因分离定律是遗传学基本规律,是有丝分裂、减数分裂、受精作用、个体发育、遗传的物质基础、三大遗传规律、可遗传的变异、生物的进化,这条主线上的重要环节,它承上启下,上减数分裂是基因分离定律的细胞学基础,下自由组合定律又是在基因分离定律基础上总结出来的,它是培养学生知识迁移能力,提高学生分析问题解决问题的好时机,尤其是孟德尔正确的选择实验材料,从简单问题入手,利用统计学方法和思路解决复杂问题的科学探索过程。对培养学生创造性思维,想象力,实际操作能力有重要作用。
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