高中生物浙科版遺傳與進化第一章孟德爾定律第二節(jié)自由組合定律 自由組合

自由組合定律（第一課時）教學設計“提高生物科學素養(yǎng)”是高中生物學課程的核心理念之一，在生物學教學過程中，學生獲得生物科學和技術的基本知識，學會科學探究的方法，培養(yǎng)分析和解決問題的能力，形成科學態(tài)度和科學價值觀等，是高中生物學課程的重要任務。在高中生物學的學習內(nèi)容中，孟德爾定律是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的有力素材，尤其是基因的自由組合定律的教學活動，對培養(yǎng)學生的探究意識和創(chuàng)新精神，以及接受科學方法的訓練有著重要作用，為了達到預期教學目標我對基因的自由組合定律（第一課時）進行了教學設計。一、學情分析本節(jié)課的授課對象是高二年級的學生，在進行了基因分離規(guī)律的學習活動，學生不僅初步掌握了基因分離規(guī)律等基礎知識，也領略了孟德爾的科學思維方式，初步體驗到有關知識形成的過程。因此，他們對進一步探討基因的自由組合定律，具有濃厚的學習興趣，而且具備了一定的探究學習的水平。但是，由于教學內(nèi)容，學生理解分析能力等條件的限制，學生對比較抽象的理性知識理解需要較長的思考過程，且學習時需要的時間較長，因此，本節(jié)課的教學內(nèi)容是孟德爾的兩對相對性狀雜交實驗和現(xiàn)象的解釋，旨在幫助學生通過對實驗現(xiàn)象的分析，落實基礎知識，為下一節(jié)課的進一步學習做好鋪墊。二、教材分析基因自由組合規(guī)律是繼基因分離規(guī)律的第二大遺傳學規(guī)律，既以本單元第一章基因分離規(guī)律為基礎，又是對基因分離規(guī)律的發(fā)展。在內(nèi)容上著重闡明了基因自由組合規(guī)律的機制和實質；在方法上側重于假說演繹科學方法的應用。學習這一規(guī)律不僅有助于學生進一步理解第一單元減數(shù)分裂過程中染色體變化的作用，為學習第二節(jié)自由組合規(guī)律在實踐中應用奠定理論基礎，而且為理解第四單元生物進化的內(nèi)因和生物多樣性的形成做了知識鋪墊，起到了承前啟后的作用。三、教學目標1.知識目標①通過收集、整理基因間自由組合的信息，與基因分離定律等知識建立聯(lián)系，規(guī)范遺傳圖解的書寫；②解釋自由組合現(xiàn)象，推斷自由組合規(guī)律的結果，理解基因自由組合規(guī)律的實質；2.能力目標①通過嘗試用基因的觀點解釋兩對相對性狀遺傳表現(xiàn)的過程，接受科學方法的訓練，發(fā)展科學探究能力，領悟假說演繹的科學方法。。②通過本節(jié)課的學習，繼續(xù)培養(yǎng)運用已知得出未知、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。3.情感目標通過自由組合規(guī)律的演繹推理，體會科學研究的嚴謹性和邏輯性。四、教學重點和難點1.教學重點：理解自由組合實驗過程及其結果，闡明自由組合定律。2.教學難點：自由組合現(xiàn)象的解釋。五、方法策略雖然孟德爾研究自由組合規(guī)律的材料、方法和步驟都沒有變，但研究的性狀從一對增加到兩對，無論配子產(chǎn)生種類，還是對配子組合形成后代基因型及表現(xiàn)型的推導分析都增加了難度，加之這一系列過程是看不見摸不著的，本課例的教學難度不小。為了完成教學目標，突出重點、突破難點，采取以下教學方法：直觀教學法（通過多媒體展示，變抽象為具體、變微觀為宏觀）；引導發(fā)現(xiàn)法（利用舊有知識復習、重組，消除學生的畏難情緒并發(fā)現(xiàn)新的問題所在）；習題鞏固法（習題訓練可以及時反饋學生對知識的掌握情況，以便教師及時調整教學策略）。教學過程1、溫故知新，引入課題孟德爾通過研究豌豆的遺傳實驗，揭示了基因的分離規(guī)律，他是通過研究豌豆的哪些性狀，發(fā)現(xiàn)這個規(guī)律？（參考：一對相對性狀，又稱單因子雜交實驗，各自研究了7對性狀的遺傳）在孟德爾所完成的豌豆的7對相對性狀的雜交實驗中，哪些組的子二代性狀分離比例最接近3:1？為什么？能用遺傳圖解來解釋嗎？（參考：由于統(tǒng)計數(shù)據(jù)大，因此子葉的顏色和種子的形狀這兩對性狀最接近3:1。每位學生選擇其中一種性狀畫遺傳圖解，請2位同學板演，一起批改訂正，規(guī)范遺傳圖解的書寫）孟德爾在逐一分析了豌豆的一對相對性狀的遺傳規(guī)律后，這位才思敏捷的探索者又想，兩對或多對相對性狀在遺傳過程中又是如何作用的呢？它們之間會相互干擾嗎？多對相對性狀的雜交結果是否也可以用分離規(guī)律來解釋?為此，孟德爾開始了兩對（或多對）相對性狀的雜交實驗的研究，幾經(jīng)努力，終于揭示了另一個重要遺傳規(guī)律——自由組合定律?！驹O計意圖】利用舊有知識導入新課，由簡單到復雜，實現(xiàn)知識的遷移，既起到了復習鞏固的作用，又激發(fā)了學生探究新知識的興趣。同時，落實基礎，對遺傳圖解的書寫進行了回顧。2、實驗回顧，解釋現(xiàn)象孟德爾仍以豌豆為材料，進行了雙因子雜交實驗，雜交過程如圖所示，哪位同學能用語言來描述下孟德爾大致的實驗過程嗎？——學生表達在雙因子的雜交實驗中，孟德爾選取了豌豆的哪兩對相對性狀？對于雜交實驗結果你你有發(fā)現(xiàn)什么問題嗎?(參考：兩對相對性狀在F2代中出現(xiàn)了性狀的重新組合，性狀是怎么樣重組的？為什么F2中性狀分離比是9:3:3:1？)仔細觀察這張雜交實驗示意圖，你覺得它和我們剛才所分析的的子葉顏色和種子的形狀的遺傳圖解有什么關系嗎？如果分開看，會有什么發(fā)現(xiàn)？（參考：從子葉的顏色來看，其比例符合分離定律；從種子的形狀來看，其比例仍然也是3:1，其遺傳也遵循分離定律）【設計意圖】培養(yǎng)學生表達能力，讓學生在已有知識的基礎上運用知識闡述問題，同時培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題的能力。通過對每一對性狀單獨分析，我們可以知道關于子葉的顏色F2中黃色占3/4，綠色占1/4；關于種子的性狀F2中圓形占3/4，皺形占1/4。如果兩對相對性狀的遺傳是互不影響的，可以自由組合的，大家想想，F(xiàn)2中又要是黃色子葉同時又是圓形種子的概率有多大？綠色圓形呢？黃色皺形呢？綠色皺形呢？從概率的角度來看，我們似乎順利解釋了F2中出現(xiàn)9:3:3:1的現(xiàn)象，然而，這并不科學，孟德爾也并不是這樣解釋的。從遺傳的角度，我們該如何解釋雙因子雜交實驗呢？我們先一起來解釋從P到F1吧，大家看看剛才我們畫在黑板上的兩張圖解，對你有提示嗎？現(xiàn)在的P是黃色圓形，就攜帶有黃色YY信息，又應該攜帶了圓形RR信息，因此黃色圓形的親本基因型是YYRR，所以綠色皺形是yyrr。在黃色圓形產(chǎn)生的配子時中除了有顏色信息Y，還應該有形狀的信息R，因此，配子是YR。同樣綠色皺形的配子呢？F1的基因型呢？表現(xiàn)型呢？與孟德爾看到的現(xiàn)象一致嗎？請大家從遺傳學的角度自己解釋一下為什么孟德爾選取了純合的黃色圓形種子和綠色皺形種子為親本進行雜交，子一代都是黃色圓形的種子。從遺傳的角度來看，由于親本產(chǎn)生了YR和yr類型的配子，因此結合后F1的基因型是YyRr,全部表現(xiàn)為黃色圓形。那么如何解釋后F1YyRr自交后出現(xiàn)的現(xiàn)象呢？這需要我們探尋F1會產(chǎn)生哪些配子？大家可以嘗試一下，覺得F1會不會是產(chǎn)生1種配子？為什么？2種呢？學生討論，解決——F1應該會產(chǎn)生4種配子。是哪4種？——作業(yè)投影，釋疑為什么不是Y,y,R,r。是否是YR,Yr,yR,yr這四種配子呢，我們可以看看與F2是否相符，但連線法畫不了了，大家可以用什么方法？自己來統(tǒng)計看看吧!學生用棋盤法嘗試統(tǒng)計，教師巡視，對沒有理解的同學適時答疑。統(tǒng)計后，我們可以發(fā)現(xiàn)，這樣的F2中理論上會出現(xiàn)4種表現(xiàn)型，且比例符合9:3:3:1。孟德爾也是這樣認為的，但我們需要把我們的推理用語言文字組織起來成為解釋來說明為什么F1自交會產(chǎn)生這樣的F2。有誰能概括一下嗎？【設計意圖】與學生一起推理嘗試解釋F2中出現(xiàn)的現(xiàn)象，推理能力，使學生體會到之所以會出現(xiàn)豐富的后代是因為配子的種類引起的，引導學生從配子的角度來解釋遺傳現(xiàn)象。鍛煉學生的文字組織能力和表達能力，突出重點。3、整理解釋，練習鞏固小結：由于F1產(chǎn)生配子時，每一對等位基因（如Y和y，R和r）都要分離，同時不同對的基因（如Y和R,y和r或Y和r，y和R）之間可以自由組合，且等位基因的分離和不同對基因之間的自由組合是彼此獨立，互不干擾的，因此F1會產(chǎn)生YR、Yr、yR和yr四種配子，其比例是1:1:1:1。受精時，雌雄配子隨機結合，出現(xiàn)了16種方式。由于基因的顯隱性關系出現(xiàn)了4種表現(xiàn)型，比例是9:3：3:1。這就是F1到F2的解釋。按照孟德爾這樣的解釋，下列個體分別能產(chǎn)生幾種配子？是哪幾種？練習投影：①YYrr②yyRr②yyRr④YyRr課后提升：AaBbCcDd能產(chǎn)生幾種配子？【設計意圖】總結歸納孟德爾的解釋，