資源簡介

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《孟德爾遺傳實驗的科學方法》教學設計
課題
第一節
孟德爾遺傳實驗的科學方法
單元
第三章
學科
生物
年級
高一
學習目標與核心素養
體驗基于遺傳雜交實驗的科學探究方法。領悟假說-演繹法的科學思維方法。1.文化基礎：通過假說-演繹法的科學探究方法體驗遺傳雜交實驗。2.自主發展：通過孟德爾的遺傳雜交實驗，領悟假說-演繹法的科學思維方法。3.社會參與：領悟假說-演繹法的科學思維方法，形成正確的科學思維方法。
重點
通過孟德爾的遺傳雜交實驗，領悟假說-演繹法的科學思維方法。
難點
通過孟德爾的遺傳雜交實驗，領悟假說-演繹法的科學思維方法。
教學過程
教學環節
教師活動
學生活動
設計意圖
導入新課
播放視頻《窮苦學生孟德爾的開掛人生》
課前查閱資料，了解孟德爾基本情況，提出問題，分析問題。
討論對孟德爾、達爾文等科學家的了解，了解科學的發展歷程，激發學生的學習興趣。
講授新課
在探索生物遺傳規律的歷程中，有不少學者做過動物或植物的雜交實驗，但都沒有發現遺傳規律。達爾文（C.
Darwin）也進行過多年植物雜交實驗，后人從他的報春花研究結果中發現，當用雜合體相互授粉時，得到顯性個體占后代總數的
75%、隱性個體占25%（比例為3∶1），但達爾文未能意識到這個結果的重要性，就此與現代遺傳學失之交臂。提出問題（1）孟德爾的研究方法有何獨特之處呢?（2）從他的研究方法中能學習到哪些科學思維和科學方法?一、選擇恰當的實驗材料孟德爾說過，任何實驗的價值和用途，決定于______________是否適用于研究目的。孟德爾通過種植多種植物進行雜交實驗，發現______________作為實驗材料具有明顯的優點。播放視頻《豌豆》1.它是嚴格的_________________植物，而且是____________，不受外來花粉的干擾。2.豌豆花冠__________，容易___________。3.豌豆具有許多____________、可以明顯區分的___________（relative
character）。________________往往是決定研究工作成功與否的關鍵，這在遺傳學發展史中表現得尤為突出。如:孟德爾選用豌豆雜交成功地揭示了_______。摩爾根選用果蠅進行雜交實驗證明_______。選擇與研究目的相適應的_______是成功的前提。二、運用由簡到繁的方法孟德爾通過_______分析，分別研究_________，發現了基因的_______。孟德爾當__________________________的遺傳規律研究清楚后，他由_____________，進一步同時研究__________的遺傳現象，從而發現了基因的______________。三、采用統計學方法孟德爾共進行了__________次雜交實驗，觀察植株數多達
___________株。他做了豌豆___________________的雜交實驗，分別_________________。孟德爾合理地引入了_______________的方法處理這些數據。孟德爾對___________________進行觀察，詳細記錄______________在各代出現的數量，研究這些性狀在__________的。在_____________________的雜交實驗中，經過_______________處理后發現，子二代中2種性狀的數量比例都符合
_________。在研究_______時，孟德爾又統計得出
4
種組合性狀的數量比例關系為_________。孟德爾運用_______方法來研究_______問題，并從中發現________________，把遺傳學研究從單純的描述推進到定量的計算分析，開拓了___________________的新途徑。四、運用假說-演繹法資料1:法國科學家諾丹（C.Naudin）研究了______等
10
多個屬的植物，觀察到其后代的性狀幾乎恢復到其__________的現象，他還在第
3
代至第
5代中發現_________的現象。1863年，諾丹得出結論∶
1._________________具有同一性，子一代具有______________;2.子一代常處在兩個親本的________;3.子二代出現了_________________;以后各代出現逐漸_______________的現象。資料
2:英國博物學家達爾文曾用兩側對稱花和整齊花的_____________做雜交實驗，他注意到子一代的______________的，子一代自交后，下一代有88
棵是________________，37
棵是______________。達爾文提出了"泛生子"假說:身體里的每個細胞都_____________，雜合體的___________是由于________________的混合。他試圖用這種假說去解釋其他現象，但未能提供這種_________________的任何證據。資料
3:19
世紀
50年代，孟德爾用豌豆進行__________，明確選定____________做研究。孟德爾假說-演繹法結論：提出了假說∶
生物的遺傳性狀是通過"_____________"進行傳遞的。他據此合理解釋了實驗中出現的現象，并根據________進行_________，設計實驗_________，在其他植物（桔梗、玉米等）中進行實驗推廣，最終提出了____________________。分析討論1.從
3
位科學家的實驗中能否發現相似的實驗現象?提示：諾丹和達爾文在研究時也發現了相似的實驗現象，并針對發現的現象提出問題或者作出相應的假說，但并沒有揭示遺傳規律。而孟德爾能夠運用"假說-演繹"的研究方法，針對已有事實，發現問題，提出假說;更重要的是通過演繹推理，設計實驗驗證假說，即在不同植物的雜交實驗中分別驗證了假說的正確性，從而使假說變成普遍規律。諾丹的研究發現"子二代出現了特別亂的變異"，試分析這是為什么。提示：子二代出現性狀分離現象。3.與達爾文相比，孟德爾研究方法的成功之處體現在哪些方面?提示：選擇豌豆作為實驗對象，從簡單到復雜，先研究一對相對性狀，在研究，兩對或多對相對性狀。
4.假說提出的依據是什么?提出的假說一定是正確的嗎?比較3位科學家的研究，可以得到什么啟示?提示：假說-
演繹法是指在觀察現象、提出問題并分析現象、提出假說的基礎上，根據假說進行演繹推理，最后通過實驗檢驗演繹推理是否正確來得出結論。如果實驗結果與預期相符，則證明假說是正確的;反之，則說明假說是錯誤的。一切規律的探索，同時也是方法的探索。在科學研究過程中，往往伴隨著科學方法的創新。孟德爾在探索遺傳規律的過程中創造性地運用了科學的思維方法，其價值絕不亞于發現遺傳規律本身，它對后人的科學研究具有不可估量的指導意義。五、學業檢測與鞏固練習1.豌豆具有許多相對性狀，這些性狀既穩定又能明顯區分，如種子形狀有圓粒和皺粒、未成熟豆莢顏色有綠色和黃色等。下列性狀中屬于相對性狀的是（
A
）。A.番茄的紅果和黃果
B.
人的直發與黑發C.果蠅的長翅和灰身
D.玉米的高莖和豌豆的矮莖２．實驗材料的選取往往是決定研究工作成功與否的關鍵。孟究工作成功與否的關鍵。孟德爾在做遺傳實驗時種植過山柳菊、紫茉莉、豌互等多種植物，最終選定豌互作為遺傳雜交實驗材料。中植物，最終選定豌豆作為遺傳雜交實驗材料。請回答下列問題：（1）選擇豌豆作為遺傳雜交實驗材料的優點有哪些？提示：豌豆是自花傳粉植物,且是閉花授粉的植物；豌豆花較大,易于人工操作；豌豆具有易于區分的性狀.(2)若對豌豆進行雜交實驗，是否需要進行去雄、套袋、人工授粉等操作需要進行去雄、套袋人工授粉等操作？對這些操作技術有何要求？為什么？提示：孟德爾豌豆雜交實驗過程為：種植豌豆→去雄（在花蕾期去掉雄蕊）→套袋（防止外來花粉干擾）→人工異花傳粉→套袋（防止外來花粉干擾）→統計分析結果。豌豆屬于雌雄同花的植株，做雜交實驗時應對母本去雄，以避免自花傳粉。(3)如果選用玉米做遺傳實驗，在雜交技術上和豌豆的雜交技術有何不同？提示：豌豆：自花傳粉、閉花受粉；自然狀態下一般都是純種；有易于區分的相對性狀；性狀能夠穩定遺傳給后代。玉米：雌雄同株且為單性花，便于人工授粉；生長周期短，繁殖速度快；相對性狀差別顯著，易于區分觀察；產生的后代數量多，統計更準確。
【學習活動一】學生閱讀課本，了解科學家探索生物遺傳規律的歷程，回答問題。觀看視頻，分析孟德爾為何選擇豌豆作為實驗對象。【學習活動二】學生閱讀，分組討論，分析運用由簡到繁的方法?！緦W習活動三】學生閱讀，通過數據分析，概括孟德爾定律?！緦W習活動四】學生閱讀，通過假說-演繹法運用，分析實驗方式和方法。小組討論資料，分析相關遺傳問題。根據所學，完成相關練習
通過閱讀，科學家探索生物遺傳規律的歷程，培養學生獲取信息的能力，激發學生的科學研究的興趣。通過視頻。分析豌豆特點，體驗基于遺傳雜交實驗的科學探究方法。分組辯論，引導學生認識到要基于科學可靠的研究方法，以及合乎邏輯的推理判斷。通過數據分析，使學生學會使用統計學方法，培養學生從數據中獲取規律，鍛煉學生的概括分析能力。通過實驗方式和方法的探究，使學生學會實驗探究的方法，培養學生學會通過實驗獲取規律，鍛煉學生的實驗探究能力。提高學生分析和解決問題能力。回顧舊知，鞏固和應用所學知識。
課堂小結
1.孟德爾通過種植多種植物進行雜交實驗，發現豌豆作為實驗材料具有明顯的優點。第一，它是嚴格的自花授粉植物，而且是閉花授粉，不受外來花粉的干擾。第二，豌豆花冠大，容易人工去雄和授粉。第三，豌豆具有許多穩定的、可以明顯區分的相對性狀2.運用由簡到繁的方法,先研究一對相對性狀，再研究兩對相對性狀。3.孟德爾運用統計學方法來研究生物的遺傳問題，并從中發現遺傳的規律，把遺傳學研究從單純的描述推進到定量的計算分析，開拓了遺傳學研究的新途徑。4.孟德爾能夠運用"假說-演繹"的研究方法，針對已有事實，發現問題，提出假說;更重要的是通過演繹推理，設計實驗驗證假說，即在不同植物的雜交實驗中分別驗證了假說的正確性，從而使假說變成普遍規律。
板書
第一節
孟德爾遺傳實驗的科學方法一、選擇恰當的實驗材料豌豆的優點二、運用由簡到繁的方法一對相對性狀、兩對相對性狀運用統計學方法四、運用"假說-演繹"
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第一節
孟德爾遺傳實驗的科學方法
滬科版
高中生物
學習目標
體驗基于遺傳雜交實驗的科學探究方法。
領悟假說-演繹法的科學思維方法。
1.文化基礎：通過假說-演繹法的科學探究方法體驗遺傳雜交實驗。
2.自主發展：通過孟德爾的遺傳雜交實驗，領悟假說-演繹法的科學思維方法。
3.社會參與：領悟假說-演繹法的科學思維方法，形成正確的科學思維方法。
窮苦學生孟德爾的開掛人生
達爾文（C.
Darwin）也進行過多年植物雜交實驗，后人從他的報春花研究結果中發現，當用雜合體相互授粉時，得到顯性個體占后代總數的
75%、隱性個體占25%（比例為3∶1），但達爾文未能意識到這個結果的重要性，就此與現代遺傳學失之交臂。
主題小標
（Mendel,1822-1884）
孟德爾，奧地利人，天主神父。主要工作：1856-1864經過8年的雜交試驗，1865年發表了《植物雜交試驗》的論文，被后人公認為“遺傳學之父”。
提出問題
（1）孟德爾的研究方法有何獨特之處呢?
（2）從他的研究方法中能學習到哪些科學思維和科學方法?
一、選擇恰當的實驗材料
孟德爾說過，任何實驗的價值和用途，決定于______________是否適用于研究目的。
材料
孟德爾通過種植多種植物進行雜交實驗，發現______________作為實驗材料具有明顯的優點。
豌豆
3.豌豆具有許多_______________、可以明顯區分的__________________（relative
character）。
1.它是嚴格的_________________植物，而且是__________________，不受外來花粉的干擾。
自花授粉
閉花授粉
2.豌豆花冠__________，容易________________________。
大
人工去雄和授粉
穩定的
相對性狀
選擇與研究目的相適應的__________________是成功的前提。
_____________________往往是決定研究工作成功與否的關鍵，這在遺傳學發展史中表現得尤為突出。
實驗材料的選取
孟德爾選用豌豆雜交成功地揭示了_____________________________________。
如:
基因的分離定律和自由組合定律
摩爾根選用果蠅進行雜交實驗證明_____________________________。
基因在染色體上
實驗材料
二、運用由簡到繁的方法
孟德爾通過_______________分析，分別研究___________________，發現了基因的__________________。
單因子
7對相對性狀
分離定律
孟德爾當__________________________的遺傳規律研究清楚后，他由_____________，進一步同時研究_____________________________的遺傳現象，從而發現了基因的_____________________。
一對相對性狀
簡到繁
2
對或多對相對性狀
自由組合定律
三、采用統計學方法
孟德爾共進行了__________次雜交實驗，觀察植株數多達
___________株。
200
多
27225
他做了豌豆___________________的雜交實驗，分別_________________。
7對相對性狀
追蹤幾代
孟德爾對___________________進行觀察，詳細記錄______________在各代出現的數量，研究這些性狀在__________________________的。
孟德爾合理地引入了_______________的方法處理這些數據。
統計學
所研究的性狀
不同性狀
各代間是如何傳遞
在_____________________的雜交實驗中，經過_______________處理后發現，子二代中2種性狀的數量比例都符合
______________。
一對相對性狀
數學統計
3∶1
在研究____________________時，孟德爾又統計得出
4
種組合性狀的數量比例關系為_________________________。
2對相對性狀
9
∶3
∶3
∶
1
孟德爾運用_______________方法來研究____________________問題，并從中發現________________，把遺傳學研究從單純的描述推進到定量的計算分析，開拓了___________________的新途徑。
統計學
生物的遺傳
遺傳的規律
遺傳學研究
四、運用假說-演繹法
法國科學家諾丹（C.Naudin）研究了_____________等
10
多個屬的植物，觀察到其后代的性狀幾乎恢復到其_________________的現象，他還在第
3
代至第
5代中發現___________________的現象。
資料1:
報春花
親本性狀
性狀分離
1._________________具有同一性，子一代具有______________;
正交反交
一致性
1863年，諾丹得出結論∶
2.子一代常處在兩個親本的__________________;
3.子二代出現了_________________;以后各代出現逐漸_______________
的現象。
中間狀態
特別亂的變異
恢復到親本
資料
2:
英國博物學家達爾文曾用兩側對稱花和整齊花的_____________做雜交實驗，他注意到子一代的_____________________的，子一代自交后，下一代有88
棵是________________，37
棵是______________。
金魚草
花全是兩側對稱
兩側對稱花
整齊花
身體里的每個細胞都_____________，雜合體的________________是由于________________的混合。他試圖用這種假說去解釋其他現象，但未能提供這種_________________的任何證據。
達爾文提出了"泛生子"假說:
含有胚芽
性狀鑲嵌
親本芽球
"微芽"存在
19
世紀
50年代，孟德爾用豌豆進行_______________，明確選定___________________做研究。
資料
3:
雜交實驗
一對相對性狀
提出了假說∶
生物的遺傳性狀是通過"________________"進行傳遞的。他據此合理解釋了實驗中出現的現象，并根據________進行_________，設計實驗_________________，在其他植物（桔梗、玉米等）中進行實驗推廣，最終提出了___________________________________。
孟德爾假說-演繹法結論：
遺傳因子
假說
推理
驗證假說
分離定律和自由組合定律
分析討論
1.從
3
位科學家的實驗中能否發現相似的實驗現象?
提示：諾丹和達爾文在研究時也發現了相似的實驗現象，并針對發現的現象提出問題或者作出相應的假說，但并沒有揭示遺傳規律。而孟德爾能夠運用"假說-演繹"的研究方法，針對已有事實，發現問題，提出假說;更重要的是通過演繹推理，設計實驗驗證假說，即在不同植物的雜交實驗中分別驗證了假說的正確性，從而使假說變成普遍規律。
2.諾丹的研究發現"子二代出現了特別亂的變異"，試分析這是為什么。
提示：子二代出現性狀分離現象。
3.與達爾文相比，孟德爾研究方法的成功之處體現在哪些方面?
提示：選擇豌豆作為實驗對象，從簡單到復雜，先研究一對相對性狀，在研究，兩對或多對相對性狀。
4.假說提出的依據是什么?提出的假說一定是正確的嗎?比較3位科學家的研究，可以得到什么啟示?
提示：假說-
演繹法是指在觀察現象、提出問題并分析現象、提出假說的基礎上，根據假說進行演繹推理，最后通過實驗檢驗演繹推理是否正確來得出結論。如果實驗結果與預期相符，則證明假說是正確的;反之，則說明假說是錯誤的。一切規律的探索，同時也是方法的探索。在科學研究過程中，往往伴隨著科學方法的創新。孟德爾在探索遺傳規律的過程中創造性地運用了科學的思維方法，其價值絕不亞于發現遺傳規律本身，它對后人的科學研究具有不可估量的指導意義。
五、學業檢測與鞏固練習
1.豌豆具有許多相對性狀，這些性狀既穩定又能明顯區分，如種子形狀有圓粒和皺粒、未成熟豆莢顏色有綠色和黃色等。下列性狀中屬于相對性狀的是（
）。
A.番茄的紅果和黃果
B.
人的直發與黑發
C.果蠅的長翅和灰身
D.玉米的高莖和豌豆的矮莖
A
２．實驗材料的選取往往是決定研究工作成功與否的關鍵。孟究工作成功與否的關鍵。孟德爾在做遺傳實驗時種植過山柳菊、紫茉莉、豌互等多種植物，最終選定豌互作為遺傳雜交實驗材料。
中植物，最終選定豌豆作為遺傳雜交實驗材料。請回答下列問題：
（1）選擇豌豆作為遺傳雜交實驗材料的優點有哪些？
提示：豌豆是自花傳粉植物,且是閉花授粉的植物；豌豆花較大,易于人工操作；豌豆具有易于區分的性狀.
(2)若對豌豆進行雜交實驗，是否需要進行去雄、套袋、人工授粉等操作需要進行去雄、套袋人工授粉等操作？對這些操作技術有何要求？為什么？
提示：孟德爾豌豆雜交實驗過程為：種植豌豆→去雄（在花蕾期去掉雄蕊）→套袋（防止外來花粉干擾）→人工異花傳粉→套袋（防止外來花粉干擾）→統計分析結果。豌豆屬于雌雄同花的植株，做雜交實驗時應對母本去雄，以避免自花傳粉。
(3)如果選用玉米做遺傳實驗，在雜交技術上和豌豆的雜交技術有何不同？
提示：豌豆：自花傳粉、閉花受粉；自然狀態下一般都是純種；有易于區分的相對性狀；性狀能夠穩定遺傳給后代。玉米：雌雄同株且為單性花，便于人工授粉；生長周期短，繁殖速度快；相對性狀差別顯著，易于區分觀察；產生的后代數量多，統計更準確。
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