資源簡介

教學設計
課程基本信息
學科 生物學 年級 高一年級 學期 春季
課題 探究 實踐 性狀分離比的模擬實驗
教學目標
1.運用遺傳圖解建立圖像思維，認識和理解遺傳因子的分離和配子的隨機結合與性狀之間的關系。（生命觀念、科學思維） 2.通過正確靈活的運用實驗材料設計并完成實驗方案，培養學生的合作探究能力。（科學探究） 3.能夠設計表格構建數學模型，對數據進行收集、記錄，統計和分析，通過比較不同樣本數量對實驗結果的影響，分析得出減少實驗誤差的方法。（科學思維） 4.通過模擬實驗，體驗孟德爾假說，認同孟德爾探索求真的科學精神。同時感受運用數學統計方法分析實驗數據的價值和意義。（科學思維、社會責任） 5.能夠對現實生活中的一些遺傳學現象進行分析，并向他人解釋這些現象。（社會責任）
教學內容
教學重點： 1.認識和理解遺傳因子的分離和配子的隨機結合與性狀之間的關系。 2.能正確靈活的運用實驗材料設計并完成實驗方案，設計表格構建數學模型，對數據進行收集、記錄，統計和分析。 3.感受運用數學統計方法分析實驗數據的價值和意義。 教學難點： 1.認識和理解遺傳因子的分離和配子的隨機結合與性狀之間的關系。 2.能正確靈活的運用實驗材料設計并完成實驗方案，設計表格構建數學模型，對數據進行收集、記錄，統計和分析。
教學過程
一、任務導入——結合課前任務，創設問題情境 課前我們布置了調查家庭成員的單眼皮雙眼皮情況。展示小芳家關于這對相對性狀的遺傳系譜圖。
小芳的爸爸和媽媽都是雙眼皮，但小芳卻是單眼皮。你能運用上節課所學知識來解釋這種現象嗎？（利用孟德爾假說解釋性狀分離）為什么沒有出現3：1的性狀分離比呢？顯然這個家庭只有小芳一個孩子，不可能出現3：1 。如果小芳的父母再生3個孩子呢？共4個孩子時，就一定會出現三個孩子雙眼皮，一個孩子單眼皮嗎？這就是我們今天的探究實踐內容——性狀分離比的模擬實驗。 二、講授新課——明確任務，問題引導，層層深入 任務一：梳理實驗思路，確定實驗方案。 1.引導學生如何分析實驗，理清實驗思路。 學習方法：從實驗題目入手，結合孟德爾假說，分析該實驗的原理，材料及方法步驟，確定實驗方案。 2.實驗原理——模擬什么？ 利用雜合子自交的遺傳圖解，設置問題，引導學生總結出現3：1應該模擬哪些過程。從而理解遺傳因子的分離、配子的隨機結合與性狀之間的關系。 （1）提出問題1： 3：1的出現與配子的哪些行為有關？ 通過觀察遺傳圖解，學生往往只能把“3：1”與受精時雌雄配子的隨機結合進行聯系，而忽略了“成對的遺傳因子彼此分離，形成兩種不同配子”才是形成3:1的核心，所以繼續提出思考問題2。 （2）提出問題2：如果雌雄個體中不能形成兩種配子，配子還能出現4種結合方式？雌雄配子隨機結合后，還能出現3：1？ 引導學生認識只有遺傳因子彼此分離，形成兩種不同配子，才有受精時雌雄配子的隨機結合產生3：1的結果。 （3）總結：通過以上分析可以看出，3：1背后的主角是配子，所以該實驗第一要模擬配子；第二模擬遺傳因子分離形成不同配子；第三模擬配子的隨機結合。 3.實驗材料——用什么模擬？ （1）閱讀課本第6頁的“材料用具”，回答以下問題： ①顏色不同的彩球代表什么？甲、乙又代表什么？ ②彩球的數量有什么規律？體現了孟德爾假說的哪一點？ ③自然界中雄配子的數量遠多于雌配子，乙桶中D、d的數量可以改變嗎？如果可以改變應遵循什么規律？ （2）將小桶與遺傳圖解中配子的形成過程進行整合，建立圖像思維，讓同學們形象的感知小桶和彩球代表的意義。通過改變乙桶中彩球的數量，引導學生理解每個小桶中彩球數量應遵循的規律，以及兩個小桶彩球的數量是可以不同的。 （3）總結選材及數量關系：1.彩球模擬配子。（其它材料可以替代，遵循大小適中，易于充分混勻的原則）2.配子的數量遵循1:1，其中雌配子D:d=1:1，雄配子D:d=1:1，雌配子的數量與雄配子數量可以不同。 4.實驗方法——怎樣模擬？ 將雜合子自交的遺傳圖解與小桶進行對照，找出之間聯系，理解“利用不同彩球的隨機組合模擬雌雄配子的隨機結合”的方法。 5.實驗步驟——設計完善 （1）在理清原理、材料及方法的基礎上，請同學們自行設計實驗步驟。 （2）對比課本“方法步驟”找出差距，明確“混勻、放回及重復”的意義。 任務二：實施實驗，分析結果得出結論。 1.首先明確任務：第一進行分組，確定分工；第二設計表格記錄數據；第三對數據進行統計分析，得出結論。 2.播放視頻，展示學生完成實驗的過程。 這個小組選擇用不同黑白圍棋模擬配子，黑色代表D，白色代表d。3人一組，兩位同學分別負責一個小桶，從中隨機抓取一枚棋子，另一位同學負責記錄并監督。注意抓取前要搖勻，抓取后要放回，重復30次。 3.設計表格，統計數據 展示同學們設計的關于“性狀分離比實驗的記錄表”，分析優缺點，幫助學生建立數學模型。 4.分析數據，得出結論，通過對比全班數據，理解減少實驗誤差的方法。 每個小組與理論值1：2：1都有差距，有的小組雌雄配子的比值達到了D : d=2.75：1，有的小組DD:Dd:dd=1.5：5：1,怎樣可以減少實驗誤差呢？我們對全班各組實驗數據匯總，發現其結果與理論值的誤差有所縮小，說明增大樣本數量可以減少實驗誤差。 5.聯系孟德爾豌豆雜交實驗，認同孟德爾發現3：1并不是偶然的，得出結論只有獲得大量樣本，分離比才能更接近理論值。同時感受運用數學統計方法分析實驗數據的價值和意義。 孟德爾是如何發現3：1的分離比呢？我們可以從孟德爾的數據中找到答案，孟德爾統計了大量雜交后代，在最接近3：1的一組實驗中，孟德爾統計了8000多株植株，所以孟德爾發現3：1不是偶然，他的幸運就藏在不為人知的努力中！在完成任務二的過程中我們認識到只有獲得大量的樣本，分離比才能更接近理論值。 任務三：拓展提升，利用結論解釋實際問題利用結論解釋事件問題。 1.運用所學知識解釋課前提出的問題，進一步認識性狀分離在實際中的運用，明確只有獲得大量的樣本，分離比才能更接近理論值。 提出問題1：“小芳的父母再生3個孩子，一定會出現3：1的性狀分離比嗎？”現在你有答案了嗎？ 2.拓展思維，明確除了子代數量還有其它條件可以影響3：1的比值。 提出問題2：如果子代數量足夠多，但d花粉有一半致死，雜合子后代還能出現3：1嗎？ 提出問題3：如果子代出現顯性純和致死現象，雜合子后代還能出現3：1嗎？ 三、課堂小結 1.通過模擬實驗，體驗孟德爾假說的合理性。 2.感受運用數學統計方法分析實驗數據的價值和意義。 3.雜合子自交出現3:1的性狀分離比的條件：①成對的遺傳因子彼此分離形成數量相等且活力相當的配子；②受精時雌雄配子的隨機結合；③子代數量的足夠多；④不同遺傳因子組成的個體存活率相等。 4.建立“模型”思維，巧用模型理解生物概念及規律， 解決實際問題。 四、課后任務 1.查閱資料總結雜合子自交出現3：1還需要符合哪些條件？ 2.如果模擬測交實驗結果，應如何改進裝置？嘗試動手完成，并分享你的模擬結果。

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