“孟德爾豌豆雜交實驗(二)”(第一課時)的教學設計

李增光 (吉林省白城市實驗高級中學 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教材《遺傳與進化》第一章第二節的內容。本節內容是在學習“孟德爾豌豆雜交實驗(一)”的基礎上展開，教材按照科學發現過程的順序構建框架體系，并按孟德爾的實驗過程，由現象到實質，層層深入地展開討論。在呈現方式上，強調科學史和科學研究方法的教育，讓學生猶如親歷科學家的探究過程，從歷史感中獲取科學知識和對科學方法的領悟。通過之前的學習，學生不僅掌握了分離定律的相關基礎知識，同時也領略了孟德爾的科學思維方式，對假設-演繹法有了深刻的認識，這些為本節的學習提供了良好的基礎。但由于對自由組合現象的解釋抽象性較強，且學生此時還未學習減數分裂、基因與染色體關系等相關知識，易造成理解困難。鑒于此，本課時將對自由組合現象的解釋作為教學的難點；將對自由組合現象的解釋和闡明自由組合定律作為教學的重點。

2 教學目標

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

2.2 能力目標 能用模擬實驗，驗證兩對遺傳因子在遺傳過程中產生的配子種類及比例；學會應用假說-演繹法；學會應用數學方法解決遺傳學問題。

2.3 情感態度與價值觀目標 通過對孟德爾遺傳定律探究過程的學習，體會科學家敢于創新、勇于實踐以及嚴謹、求實的科學態度和科學精神。

3 教學過程

3.1 復習提問，導入新課 多媒體展示問題：①一對相對性狀遺傳遵循的規律，并說明其具體內容；②說出孟德爾研究的科學方法。學生回答，教師點評。然后讓學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)雜交產生F1，F1自交產生F2代的遺傳圖解。教師適時強調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，進行雜交實驗產生F1，并讓F1自交產生F2，試預測F2的表現型及比例。由學生先獨立思考，后小組討論交流，并由兩組展示預測結果。展示結束后，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”，學生自主觀察圖片信息。

設計意圖：通過預期實驗結果，制造認知沖突，激發學生學習的動機，為后續作出假設奠定基礎。

3.2 觀察實驗，提出問題 設問：你對實驗結果的預測與孟德爾的實驗結果一致嗎？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中的數量比3：1矛盾嗎？若不矛盾，從數學角度分析它們之間又有何聯系？③ 為什么F2中會出現不同于親本的新的性狀組合？由學生根據自己情況，分別完成相應任務，教師巡視。

設計意圖：利用認知沖突深入學習，培養學生獲取信息、處理信息能力和應用已有知識解決問題能力，并讓學生體驗思考和成功的樂趣。

3.3 分析問題，作出假設 設問：①孟德爾就分離現象作出的假設有哪些？這些假設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，讓學生對照修正自己書寫的答案。然后進一步設問：從親本分析：F1是配子YR和配子yr結合產生的，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自交時產生的配子有幾種，其比例如何？由此產生的F2的性狀表現有哪些，其比例如何？在學生獨立分析實驗、思考解答上述問題的基礎上，組織學生在小組內交流自己的分析結果，然后選取兩組代表展示。展示時，教師要適時引導學生思考，鼓勵學生質疑。在完成上述問題的分析解答后，再組織學生轉變分析的角度，設問：從F2性狀表現逆推分析，說明F1自交時產生了幾種配子？學生分析后追問：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？分析得出結論后，繼續追問： F1(YyRr)在遺傳時，其遺傳因子如何分配，才會產生上述4種配子，且比例為1∶1∶1∶1呢？先組織學生獨立思考，之后小組討論，教師適時點撥引導。最后設問：通過以上分析你得出哪些結論？師生共同總結：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結合形成YR型配子，也可與r結合形成Yr型配子；y既可與R結合形成yR型配子，也可與r結合形成yr型配子。最后，呈現孟德爾對該實驗現象的假設，與學生的假設進行對照。

圖1 兩對性狀豌豆雜交實驗遺傳圖解

設計意圖：引導學生應用逆向思維，培養分析問題、作出假設的能力，逐步構建“自由組合定律實質”。用孟德爾的假設驗證學生的學習成果，進一步增強學生的成功感。

3.4 驗證假設，得出結論 讓學生思考：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生的預期，以此驗證假設的正確性。最后，師生共同總結自由組合定律，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，第一課時結束)

設計意圖：培養學生知識遷移的能力和語言表達能力，引導學生認識實驗假設與實驗結論的關系。

3.5 模擬實驗，構建模型 在上節課上，利用不同彩球模擬成對遺傳因子的分離和配子隨機結合與性狀之間的數量關系。請認真分析體會模擬實驗設計的要求及原理，自選材料設計一個模擬實驗，以驗證本節所學習自由組合現象。

設計意圖：培養學生的發散思維，鍛煉學生動手能力，讓學生體驗設計模擬實驗的全過程，認同開展模擬實驗也是科學研究的方法之一。

4 教學反思

本節課以孟德爾發現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，用問題串來驅動學生的思維，用科學史來驗證學生的思維成果，應用自主學習、小組交流、課堂展示、質疑等多樣化的課堂教學活動來調動學生思維的積極性和主動性，以此來增強學生自主學習、有效思考的成就感，進一步激發和維持學生學習生物學的興趣，從而使學生在積極的探索中逐步獲取知識，培養能力，達成教學目標。