“孟德爾豌豆雜交實驗(二)”(第一課時)的教學(xué)設(shè)計

李增光 (吉林省白城市實驗高級中學(xué) 137000)

1 教材分析

“孟德爾豌豆雜交實驗(二)”是人教版高中生物學(xué)教材《遺傳與進(jìn)化》第一章第二節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容是在學(xué)習(xí)“孟德爾豌豆雜交實驗(一)”的基礎(chǔ)上展開，教材按照科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程的順序構(gòu)建框架體系，并按孟德爾的實驗過程，由現(xiàn)象到實質(zhì)，層層深入地展開討論。在呈現(xiàn)方式上，強調(diào)科學(xué)史和科學(xué)研究方法的教育，讓學(xué)生猶如親歷科學(xué)家的探究過程，從歷史感中獲取科學(xué)知識和對科學(xué)方法的領(lǐng)悟。通過之前的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅掌握了分離定律的相關(guān)基礎(chǔ)知識，同時也領(lǐng)略了孟德爾的科學(xué)思維方式，對假設(shè)-演繹法有了深刻的認(rèn)識，這些為本節(jié)的學(xué)習(xí)提供了良好的基礎(chǔ)。但由于對自由組合現(xiàn)象的解釋抽象性較強，且學(xué)生此時還未學(xué)習(xí)減數(shù)分裂、基因與染色體關(guān)系等相關(guān)知識，易造成理解困難。鑒于此，本課時將對自由組合現(xiàn)象的解釋作為教學(xué)的難點；將對自由組合現(xiàn)象的解釋和闡明自由組合定律作為教學(xué)的重點。

2 教學(xué)目標(biāo)

2.1 知識目標(biāo) 說明孟德爾的兩對相對性狀的豌豆雜交實驗過程；應(yīng)用假說-演繹法，分析解釋自由組合現(xiàn)象；闡述孟德爾的自由組合定律的內(nèi)容，并能應(yīng)用自由組合定律，解決實際問題。

2.2 能力目標(biāo) 能用模擬實驗，驗證兩對遺傳因子在遺傳過程中產(chǎn)生的配子種類及比例；學(xué)會應(yīng)用假說-演繹法；學(xué)會應(yīng)用數(shù)學(xué)方法解決遺傳學(xué)問題。

2.3 情感態(tài)度與價值觀目標(biāo) 通過對孟德爾遺傳定律探究過程的學(xué)習(xí)，體會科學(xué)家敢于創(chuàng)新、勇于實踐以及嚴(yán)謹(jǐn)、求實的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。

3 教學(xué)過程

3.1 復(fù)習(xí)提問，導(dǎo)入新課 多媒體展示問題：①一對相對性狀遺傳遵循的規(guī)律，并說明其具體內(nèi)容；②說出孟德爾研究的科學(xué)方法。學(xué)生回答，教師點評。然后讓學(xué)生分別寫出并展示黃色豌豆(YY)和綠色豌豆(yy)雜交與圓粒豌豆(RR)和皺粒豌豆(rr)雜交產(chǎn)生F1，F(xiàn)1自交產(chǎn)生F2代的遺傳圖解。教師適時強調(diào)遺傳圖解書寫的基本要求，此后追問：若用純種黃色圓粒豌豆與純種綠色皺粒豌豆作親本，進(jìn)行雜交實驗產(chǎn)生F1，并讓F1自交產(chǎn)生F2，試預(yù)測F2的表現(xiàn)型及比例。由學(xué)生先獨立思考，后小組討論交流，并由兩組展示預(yù)測結(jié)果。展示結(jié)束后，多媒體展示教材插圖“黃色圓粒豌豆和綠色皺粒豌豆的雜交實驗”，學(xué)生自主觀察圖片信息。

設(shè)計意圖：通過預(yù)期實驗結(jié)果，制造認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動機，為后續(xù)作出假設(shè)奠定基礎(chǔ)。

3.2 觀察實驗，提出問題 設(shè)問：你對實驗結(jié)果的預(yù)測與孟德爾的實驗結(jié)果一致嗎？若不一致，試分析造成差異的原因？若一致，試分析回答以下問題：① 9∶3∶3∶1是偶然的還是必然的？② 9∶3∶3∶1與一對相對性狀實驗F2中的數(shù)量比3：1矛盾嗎？若不矛盾，從數(shù)學(xué)角度分析它們之間又有何聯(lián)系？③ 為什么F2中會出現(xiàn)不同于親本的新的性狀組合？由學(xué)生根據(jù)自己情況，分別完成相應(yīng)任務(wù)，教師巡視。

設(shè)計意圖：利用認(rèn)知沖突深入學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、處理信息能力和應(yīng)用已有知識解決問題能力，并讓學(xué)生體驗思考和成功的樂趣。

3.3 分析問題，作出假設(shè) 設(shè)問：①孟德爾就分離現(xiàn)象作出的假設(shè)有哪些？這些假設(shè)是否依然適用于該實驗？②請用遺傳因子組成寫出兩對相對性狀豌豆雜交實驗的遺傳圖解。此后，多媒體展示遺傳圖解圖1，讓學(xué)生對照修正自己書寫的答案。然后進(jìn)一步設(shè)問：從親本分析：F1是配子YR和配子yr結(jié)合產(chǎn)生的，若決定顏色的遺傳因子對決定形狀的遺傳因子有影響，則F1自交時產(chǎn)生的配子有幾種，其比例如何？由此產(chǎn)生的F2的性狀表現(xiàn)有哪些，其比例如何？在學(xué)生獨立分析實驗、思考解答上述問題的基礎(chǔ)上，組織學(xué)生在小組內(nèi)交流自己的分析結(jié)果，然后選取兩組代表展示。展示時，教師要適時引導(dǎo)學(xué)生思考，鼓勵學(xué)生質(zhì)疑。在完成上述問題的分析解答后，再組織學(xué)生轉(zhuǎn)變分析的角度，設(shè)問：從F2性狀表現(xiàn)逆推分析，說明F1自交時產(chǎn)生了幾種配子？學(xué)生分析后追問：試用棋盤法分析這些配子比例為多少時，子二代的性狀比例才可以為9∶3∶3∶1？分析得出結(jié)論后，繼續(xù)追問： F1(YyRr)在遺傳時，其遺傳因子如何分配，才會產(chǎn)生上述4種配子，且比例為1∶1∶1∶1呢？先組織學(xué)生獨立思考，之后小組討論，教師適時點撥引導(dǎo)。最后設(shè)問：通過以上分析你得出哪些結(jié)論？師生共同總結(jié)：F1(YyRr)在遺傳時，決定顏色的遺傳因子對決定形狀的遺傳因子無影響，成對的遺傳因子Y與y、R與r彼此分離，不成對的遺傳因子自由組合：Y既可與R結(jié)合形成YR型配子，也可與r結(jié)合形成Yr型配子；y既可與R結(jié)合形成yR型配子，也可與r結(jié)合形成yr型配子。最后，呈現(xiàn)孟德爾對該實驗現(xiàn)象的假設(shè)，與學(xué)生的假設(shè)進(jìn)行對照。

圖1 兩對性狀豌豆雜交實驗遺傳圖解

設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用逆向思維，培養(yǎng)分析問題、作出假設(shè)的能力，逐步構(gòu)建“自由組合定律實質(zhì)”。用孟德爾的假設(shè)驗證學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，進(jìn)一步增強學(xué)生的成功感。

3.4 驗證假設(shè)，得出結(jié)論 讓學(xué)生思考：如果你是孟德爾，你會如何驗證自己的假說呢？之后，多媒體展示教材中圖表來驗證學(xué)生的預(yù)期，以此驗證假設(shè)的正確性。最后，師生共同總結(jié)自由組合定律，即控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的；在形成配子時，決定同一性狀的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。(至此，第一課時結(jié)束)

設(shè)計意圖：培養(yǎng)學(xué)生知識遷移的能力和語言表達(dá)能力，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識實驗假設(shè)與實驗結(jié)論的關(guān)系。

3.5 模擬實驗，構(gòu)建模型 在上節(jié)課上，利用不同彩球模擬成對遺傳因子的分離和配子隨機結(jié)合與性狀之間的數(shù)量關(guān)系。請認(rèn)真分析體會模擬實驗設(shè)計的要求及原理，自選材料設(shè)計一個模擬實驗，以驗證本節(jié)所學(xué)習(xí)自由組合現(xiàn)象。

設(shè)計意圖：培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維，鍛煉學(xué)生動手能力，讓學(xué)生體驗設(shè)計模擬實驗的全過程，認(rèn)同開展模擬實驗也是科學(xué)研究的方法之一。

4 教學(xué)反思

本節(jié)課以孟德爾發(fā)現(xiàn)自由組合定律的研究歷程為明線，以假說演繹法的一般過程為暗線，用問題串來驅(qū)動學(xué)生的思維，用科學(xué)史來驗證學(xué)生的思維成果，應(yīng)用自主學(xué)習(xí)、小組交流、課堂展示、質(zhì)疑等多樣化的課堂教學(xué)活動來調(diào)動學(xué)生思維的積極性和主動性，以此來增強學(xué)生自主學(xué)習(xí)、有效思考的成就感，進(jìn)一步激發(fā)和維持學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣，從而使學(xué)生在積極的探索中逐步獲取知識，培養(yǎng)能力，達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。