“孟德?tīng)柾愣闺s交實(shí)驗(yàn)(二)”的教學(xué)設(shè)計(jì)

摘要 敘述在“孟德?tīng)柾愣闺s交實(shí)驗(yàn)(二)。”一節(jié)中，以演繹推理為主線，通過(guò)“自主、合作、探究式”習(xí)方式，進(jìn)行“模擬探究F₁，產(chǎn)生配子的種類和比例”的實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)遺傳因子在配子形成時(shí)的分離和自由組合。

關(guān)鍵詞 自由組合教學(xué)設(shè)計(jì) 生物學(xué)教學(xué)

中圖分類號(hào)G633.91

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B

學(xué)習(xí)生物學(xué)史，從某種程度上說(shuō)，既學(xué)習(xí)了生物科學(xué)本身，又學(xué)習(xí)了生物學(xué)家所具有的科學(xué)情感、科學(xué)思維和科學(xué)方法，從而提高了應(yīng)用科學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力，也就培養(yǎng)了科學(xué)素養(yǎng)。因此生物學(xué)教師應(yīng)在生物科學(xué)史教學(xué)中，充分利用一切可以利用的時(shí)機(jī)和場(chǎng)所，創(chuàng)造出切實(shí)可行的提高學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)的有效方式、方法。下面以“孟德?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)(二)”一節(jié)為例。

1 教材分析

“孟德?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)(二)”一節(jié)是人教版新課標(biāo)教材生物必修2《遺傳與進(jìn)化》的內(nèi)容，是在前面學(xué)習(xí)了“孟德?tīng)柾愣闺s交實(shí)驗(yàn)(一)”的基礎(chǔ)上，以孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)的遺傳因子的實(shí)驗(yàn)過(guò)程為主線，由現(xiàn)象到本質(zhì)，由簡(jiǎn)單(1對(duì))到復(fù)雜(多對(duì))，層層深入地展開討論，又一次領(lǐng)略科學(xué)探究方法——假說(shuō)演繹法，是以“科學(xué)探究”為核心的，即在觀察和分析雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題，通過(guò)推理和想象提出解釋問(wèn)題的假設(shè)，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證，然后運(yùn)用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法分析數(shù)據(jù)并提出結(jié)論，突出科學(xué)史和科學(xué)方法的教育，讓學(xué)生猶如親歷科學(xué)家的探索過(guò)程，從濃郁的歷史感中獲得科學(xué)知識(shí)和對(duì)科學(xué)方法的領(lǐng)悟。本節(jié)內(nèi)容也是學(xué)習(xí)第二章“減數(shù)分裂與受精作用”的重要基礎(chǔ)，并為后續(xù)學(xué)習(xí)生物變異和進(jìn)化奠定基礎(chǔ)。

2 教學(xué)目標(biāo)

2.1 知識(shí)目標(biāo)

①闡明孟德?tīng)柕膬蓪?duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)過(guò)程；②運(yùn)用假說(shuō)演繹法，解釋和分析自由組合的現(xiàn)象；③闡明孟德?tīng)柕淖杂山M合定律，并能應(yīng)用自由組合定律，解釋一些遺傳現(xiàn)象；④分析孟德?tīng)栠z傳實(shí)驗(yàn)獲得成功的原因；⑤說(shuō)出基因型、表現(xiàn)型、等位基因的含義。

2.2 能力目標(biāo) 、①運(yùn)用模擬實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明遺傳因子通過(guò)自由規(guī)律產(chǎn)生配子類型及比例；②進(jìn)一步闡明“假說(shuō)——演繹法”，提高邏輯推理能力；③嘗試用遺傳學(xué)分析的基本方法和技能。，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷性狀的顯隱關(guān)系及基因型，解決與自由組合定律相關(guān)的計(jì)算問(wèn)題。

2.3 情感、態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)

通過(guò)孟德?tīng)枌?duì)遺傳定律探究過(guò)程的學(xué)習(xí)，體會(huì)科學(xué)家創(chuàng)造性的思維能力和持之以恒的精神。

2.4 教學(xué)重點(diǎn)與教學(xué)難點(diǎn)

一本小節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)是解釋自由組合現(xiàn)象和闡明自由組合定律，教學(xué)難點(diǎn)是對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋；分析孟德?tīng)栠z傳實(shí)驗(yàn)獲得成功的原因。

3 教學(xué)過(guò)程

3.1 引入新課

偉大的遺傳學(xué)之父孟德?tīng)栐谕瓿闪艘粚?duì)相對(duì)性狀的研究之后，并沒(méi)有停下科學(xué)探索的腳步，在繼續(xù)觀察花園里豌豆的過(guò)程中產(chǎn)生了新的疑問(wèn)。他發(fā)現(xiàn)就子葉顏色和種子形狀來(lái)說(shuō)，只有兩種類型：一種是黃色圓粒的，一種是綠色皺粒的。教師展示圖片，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)“問(wèn)題”：是不是粒色的遺傳因子對(duì)決定粒形的遺傳因子有影響呢?黃色的豌豆一定是飽滿的、綠色的豌豆一定是皺縮的嗎?提出的問(wèn)題是：兩對(duì)相對(duì)性狀是如何遺傳的?

3.2 孟德?tīng)柾愣闺s交實(shí)驗(yàn)過(guò)程

3.2.1 觀察兩對(duì)相對(duì)性狀的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題

多媒體課件展示孟德?tīng)杻蓪?duì)相對(duì)性狀雜交實(shí)驗(yàn)。教師提問(wèn)：假如你就是遺傳學(xué)奠基人——孟德?tīng)?，你看到這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和統(tǒng)計(jì)結(jié)果，你最想知道哪些問(wèn)題?從而引導(dǎo)學(xué)生思考并發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：“F₁的性狀表現(xiàn)都是顯性嗎?F₂為什么會(huì)出現(xiàn)新的性狀表現(xiàn)，新性狀組合的類型與親本性狀有什么關(guān)系?F₂為什么會(huì)出現(xiàn)9:3:3:1的性狀分離比例?”

3.2.2 分析問(wèn)題、提出合理假設(shè)

教師針對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題，留給學(xué)生時(shí)間，讓其自主探究，尋找結(jié)果。學(xué)生討論結(jié)束后，師生共同總結(jié)。首先，學(xué)生對(duì)2對(duì)相對(duì)性狀分別進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)每一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳都遵循分離定律，從而得出F₁的性狀表現(xiàn)都是顯性，學(xué)生可以判斷出顯隱關(guān)系：黃色對(duì)綠色顯性，圓粒對(duì)皺粒顯性。然后學(xué)生發(fā)現(xiàn)新性狀類型其實(shí)就是原有的親本性狀的重新組合。學(xué)生思考發(fā)現(xiàn)9:3:3:1=(3:1)²，也就是性狀重組的同時(shí)發(fā)生的比例重組。

新的疑問(wèn)又產(chǎn)生了：F₂為什么會(huì)出現(xiàn)不同性狀自由組合的遺傳現(xiàn)象?對(duì)于這一現(xiàn)象如何解釋呢?教師及時(shí)點(diǎn)撥學(xué)生回憶孟德?tīng)枌?duì)１對(duì)相對(duì)性狀遺傳表現(xiàn)的研究思路和方法，不難得出性狀組合的背后也必然是控制不同性狀的遺傳因子發(fā)生自由組合。教師首先引導(dǎo)學(xué)生對(duì)性狀與遺傳因子的關(guān)系作出假設(shè)，即2對(duì)相對(duì)性狀分別受2對(duì)遺傳因子控制，用Y-y控制子葉的黃色和綠色，用R-r控制圓粒與皺粒?！鶕?jù)該假設(shè)，學(xué)生可以寫出雙親的遺傳因子組成，進(jìn)而得到F₁的遺傳因子組合為YyRr。

YyRr會(huì)產(chǎn)生什么樣類型的配子呢?孟德?tīng)柕募僭O(shè)是在F₁代產(chǎn)生配子時(shí)，成對(duì)的遺傳因子彼此分開，不成對(duì)的遺傳因子自由組合。教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)孟德?tīng)柕募僭O(shè)大膽的去推測(cè)YyRr產(chǎn)生的配子種類及比例。然后通過(guò)設(shè)計(jì)模擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證學(xué)生的推測(cè)是否正確。

教師將事先準(zhǔn)備好的學(xué)具——元和五角的硬幣各25枚分發(fā)給學(xué)生，同桌兩個(gè)一組，一元和五元的正面分別代表Y、R，一元和五元的反面分別代表y、r。首先向空中投擲這兩枚硬幣，硬幣落在桌子上后，記錄這兩枚硬幣的字母組合方式，每一組記錄10次數(shù)據(jù)，最后總結(jié)數(shù)據(jù)，得到F₁產(chǎn)生的四種配子及比例為1:1:1:1。這樣讓學(xué)生通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)直觀地體驗(yàn)并總結(jié)出F₁產(chǎn)生的配子的種類及比例，輕松突破學(xué)生很難理解的問(wèn)題。

雜種F₁形成配子后，受精時(shí)雌雄配子是如何隨機(jī)組合的?思考F₂的配子結(jié)合的方式的種類2給學(xué)生充分的時(shí)間，自主合作探究產(chǎn)生F₂的情況。讓小組其中一位學(xué)生展示本組結(jié)果并回答，其他學(xué)生做出評(píng)價(jià)、補(bǔ)充，并對(duì)學(xué)生的展示結(jié)果及回答及時(shí)做出肯定，使學(xué)生體驗(yàn)到合作探究學(xué)習(xí)的樂(lè)趣。教師再讓學(xué)生用棋盤法，通過(guò)學(xué)生互評(píng)糾正，嘗試完善遺傳圖解b通過(guò)學(xué)生所寫的棋盤，教師和學(xué)生一起挖掘里面的內(nèi)容(圖1)。

3.2.3 驗(yàn)證假設(shè)，得出結(jié)論

進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考：盂德?tīng)栍质窃鯓幼詧A“解釋”的呢?是否可以效仿豌豆雜交實(shí)驗(yàn)(一)用測(cè)交法進(jìn)行檢驗(yàn)?師生共同討論分析YyRrxyyrr的F₁表現(xiàn)型類型及其數(shù)量比。通過(guò)分析，間接驗(yàn)證了父本與母本YyRr產(chǎn)生的配子類型及其數(shù)量比相同，完成了“對(duì)自由組合現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證”教學(xué)內(nèi)容。教師歸納孟德?tīng)栕杂山M合定律的內(nèi)容。

3.3 孟德?tīng)柍晒Φ脑?/p>

孟德?tīng)栠M(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)8年的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出了分離定律和自由組合定律。但是，在孟德?tīng)栔?，有許多科學(xué)家，持續(xù)了近百年的植物雜交實(shí)驗(yàn)，都沒(méi)有取得大的進(jìn)展。那么孟德?tīng)枮槭裁茨艹晒δ?他獲得成功的原因有哪些呢?他的成功對(duì)我們有什么啟示呢?這部分內(nèi)容將以小組討論的方式來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)。教師要求學(xué)生結(jié)合課本第11頁(yè)中“思考與討論”中的幾個(gè)問(wèn)題，結(jié)合自己課前查詢的資料，然后分組進(jìn)行討論。討論完畢后，由每個(gè)小組的交流代表匯報(bào)本小組討論的情況，其他小組的學(xué)生給其作堂上評(píng)價(jià)，教師作好組織引導(dǎo)工作，掌握交流情況，最后由教師總結(jié)出孟德?tīng)柅@得成功的原因及對(duì)我們的啟示。

3.4 孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)

孟德?tīng)柖梢恢背良帕?0多年，直到1900年，三位科學(xué)家分別重新發(fā)現(xiàn)了孟德?tīng)柖?，才漸漸地引起學(xué)術(shù)界的重視，遺傳學(xué)由此開始發(fā)展起來(lái)。1909年，丹麥生物生物學(xué)家約翰遜給“遺傳因子”重新起名為“基因”，并且提出了表現(xiàn)型和基因型的概念。什么是表現(xiàn)型和基因型?兩者之間有什么關(guān)系?教師講解相關(guān)知識(shí)。

4 教學(xué)反思

本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念，深入挖掘了教學(xué)內(nèi)容中科學(xué)探究的內(nèi)涵，讓學(xué)生在感受、理解知識(shí)的產(chǎn)生和發(fā)展的過(guò)程中，掌握科學(xué)探究的基本方法，體驗(yàn)科學(xué)家在研究過(guò)程中的創(chuàng)造性思維過(guò)程。本節(jié)課中教師采用創(chuàng)設(shè)自主合作的學(xué)習(xí)情境，積極為學(xué)生提供提出質(zhì)疑的優(yōu)質(zhì)資源，讓學(xué)生充分發(fā)散思維，提出自己與眾不同的見(jiàn)解，再通過(guò)全體學(xué)生的分組討論達(dá)到共識(shí)。這樣真正激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，加強(qiáng)師生互動(dòng)、生生互動(dòng)的機(jī)會(huì)，使課堂充滿生機(jī)和活力，讓學(xué)生真正成為課堂的主人，同時(shí)也加強(qiáng)了教師和學(xué)生之間的情感交流。