“孟德尔豌豆杂交实验(二)”(第一课时)的教学设计

李增光 (吉林省白城市实验高级中学 137000)

1 教材分析

“孟德尔豌豆杂交实验(二)”是人教版高中生物学教材《遗传与进化》第一章第二节的内容。本节内容是在学习“孟德尔豌豆杂交实验(一)”的基础上展开，教材按照科学发现过程的顺序构建框架体系，并按孟德尔的实验过程，由现象到实质，层层深入地展开讨论。在呈现方式上，强调科学史和科学研究方法的教育，让学生犹如亲历科学家的探究过程，从历史感中获取科学知识和对科学方法的领悟。通过之前的学习，学生不仅掌握了分离定律的相关基础知识，同时也领略了孟德尔的科学思维方式，对假设-演绎法有了深刻的认识，这些为本节的学习提供了良好的基础。但由于对自由组合现象的解释抽象性较强，且学生此时还未学习减数分裂、基因与染色体关系等相关知识，易造成理解困难。鉴于此，本课时将对自由组合现象的解释作为教学的难点；将对自由组合现象的解释和阐明自由组合定律作为教学的重点。

2 教学目标

2.1 知识目标 说明孟德尔的两对相对性状的豌豆杂交实验过程；应用假说-演绎法，分析解释自由组合现象；阐述孟德尔的自由组合定律的内容，并能应用自由组合定律，解决实际问题。

2.2 能力目标 能用模拟实验，验证两对遗传因子在遗传过程中产生的配子种类及比例；学会应用假说-演绎法；学会应用数学方法解决遗传学问题。

2.3 情感态度与价值观目标 通过对孟德尔遗传定律探究过程的学习，体会科学家敢于创新、勇于实践以及严谨、求实的科学态度和科学精神。

3 教学过程

3.1 复习提问，导入新课 多媒体展示问题：①一对相对性状遗传遵循的规律，并说明其具体内容；②说出孟德尔研究的科学方法。学生回答，教师点评。然后让学生分别写出并展示黄色豌豆(YY)和绿色豌豆(yy)杂交与圆粒豌豆(RR)和皱粒豌豆(rr)杂交产生F1，F1自交产生F2代的遗传图解。教师适时强调遗传图解书写的基本要求，此后追问：若用纯种黄色圆粒豌豆与纯种绿色皱粒豌豆作亲本，进行杂交实验产生F1，并让F1自交产生F2，试预测F2的表现型及比例。由学生先独立思考，后小组讨论交流，并由两组展示预测结果。展示结束后，多媒体展示教材插图“黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆的杂交实验”，学生自主观察图片信息。

设计意图：通过预期实验结果，制造认知冲突，激发学生学习的动机，为后续作出假设奠定基础。

3.2 观察实验，提出问题 设问：你对实验结果的预测与孟德尔的实验结果一致吗？若不一致，试分析造成差异的原因？若一致，试分析回答以下问题：① 9∶3∶3∶1是偶然的还是必然的？② 9∶3∶3∶1与一对相对性状实验F2中的数量比3：1矛盾吗？若不矛盾，从数学角度分析它们之间又有何联系？③ 为什么F2中会出现不同于亲本的新的性状组合？由学生根据自己情况，分别完成相应任务，教师巡视。

设计意图：利用认知冲突深入学习，培养学生获取信息、处理信息能力和应用已有知识解决问题能力，并让学生体验思考和成功的乐趣。

3.3 分析问题，作出假设 设问：①孟德尔就分离现象作出的假设有哪些？这些假设是否依然适用于该实验？②请用遗传因子组成写出两对相对性状豌豆杂交实验的遗传图解。此后，多媒体展示遗传图解图1，让学生对照修正自己书写的答案。然后进一步设问：从亲本分析：F1是配子YR和配子yr结合产生的，若决定颜色的遗传因子对决定形状的遗传因子有影响，则F1自交时产生的配子有几种，其比例如何？由此产生的F2的性状表现有哪些，其比例如何？在学生独立分析实验、思考解答上述问题的基础上，组织学生在小组内交流自己的分析结果，然后选取两组代表展示。展示时，教师要适时引导学生思考，鼓励学生质疑。在完成上述问题的分析解答后，再组织学生转变分析的角度，设问：从F2性状表现逆推分析，说明F1自交时产生了几种配子？学生分析后追问：试用棋盘法分析这些配子比例为多少时，子二代的性状比例才可以为9∶3∶3∶1？分析得出结论后，继续追问： F1(YyRr)在遗传时，其遗传因子如何分配，才会产生上述4种配子，且比例为1∶1∶1∶1呢？先组织学生独立思考，之后小组讨论，教师适时点拨引导。最后设问：通过以上分析你得出哪些结论？师生共同总结：F1(YyRr)在遗传时，决定颜色的遗传因子对决定形状的遗传因子无影响，成对的遗传因子Y与y、R与r彼此分离，不成对的遗传因子自由组合：Y既可与R结合形成YR型配子，也可与r结合形成Yr型配子；y既可与R结合形成yR型配子，也可与r结合形成yr型配子。最后，呈现孟德尔对该实验现象的假设，与学生的假设进行对照。

图1 两对性状豌豆杂交实验遗传图解

设计意图：引导学生应用逆向思维，培养分析问题、作出假设的能力，逐步构建“自由组合定律实质”。用孟德尔的假设验证学生的学习成果，进一步增强学生的成功感。

3.4 验证假设，得出结论 让学生思考：如果你是孟德尔，你会如何验证自己的假说呢？之后，多媒体展示教材中图表来验证学生的预期，以此验证假设的正确性。最后，师生共同总结自由组合定律，即控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。(至此，第一课时结束)

设计意图：培养学生知识迁移的能力和语言表达能力，引导学生认识实验假设与实验结论的关系。

3.5 模拟实验，构建模型 在上节课上，利用不同彩球模拟成对遗传因子的分离和配子随机结合与性状之间的数量关系。请认真分析体会模拟实验设计的要求及原理，自选材料设计一个模拟实验，以验证本节所学习自由组合现象。

设计意图：培养学生的发散思维，锻炼学生动手能力，让学生体验设计模拟实验的全过程，认同开展模拟实验也是科学研究的方法之一。

4 教学反思

本节课以孟德尔发现自由组合定律的研究历程为明线，以假说演绎法的一般过程为暗线，用问题串来驱动学生的思维，用科学史来验证学生的思维成果，应用自主学习、小组交流、课堂展示、质疑等多样化的课堂教学活动来调动学生思维的积极性和主动性，以此来增强学生自主学习、有效思考的成就感，进一步激发和维持学生学习生物学的兴趣，从而使学生在积极的探索中逐步获取知识，培养能力，达成教学目标。