第1章 遗传因子的发现
●章节规划
本章是《遗传与进化》（必修②）的开篇，集中描述了孟德尔对生物性状遗传的规律的研究。 遗传因子是如何发现的？这是在140多年前奥地利学者孟德尔，从个体水平出发，利用植物杂交实验的方法，展开对生物性状的研究来揭示遗传规律的。由于孟德尔在植物杂交实验过程中发现了遗传因子和揭示了遗传因子遗传的两个规律，使遗传学诞生了。因而孟德尔成为名垂青史的遗传学的奠基者!
孟德尔于1866年发表的《植物杂交实验》论文中，揭示了核遗传的两个基本定律，即分离定律和自由组合定律。
本章内容围绕以上两个定律分两节进行描述。即第1节《孟德尔的豌豆杂交实验（一）》，第2节《孟德尔的豌豆杂交实验（二）》。
第1节《孟德尔的豌豆杂交实验（一）》。本节内容是按照孟德尔对生物性状遗传的探索过程，从现象到本质，层层深入地展开的。其顺序即是：孟德尔的杂交实验方法和观察到的实验现象（发现问题）→对实验现象的分析（提出假说）→对分离现象解释的验证（验证假说）→归纳总结分离定律（总结规律）。这就是本节教材内容的内在逻辑结构，这也符合学生的认识规律。在教学内容上也便于学生沿着孟德尔的探索过程进行思考和从实际中领悟孟德尔的科学方法。
本节教材有一些新特色： 1.对实验过程以问题的形式，层层深入地引发问题和分析问题，在分析和解决问题的过程中建构知识结构。这是极其重要的特色！
2.对杂交实验的解释和对遗传规律的总结，没有作跨时代的说明,完全是按照孟德尔的推理得出的。这是过去人教版的高中生物课本的内容中所没有的。
3.在讲述孟德尔的探究方法的基础上，不失时机地提出要求,让学生主动参与问题的分析。 第2节《孟德尔的豌豆杂交实验（二）》，由以下的内容要点构成：“两对相对性状的杂交实验”，“对自由组合现象的解释”“对现象解释的验证”“自由组合定律”“孟德尔实验方法的启示”和“孟德尔遗传规律的再发现”等。
本节在内容安排上与第1节有共同的特点，即按照孟德尔的实验过程，由现象到本质，层层深入地展开讨论。
“一对相对性状的分离对其他相对性状有没有影响呢？”这一问句起到了承上启下的作用。同时说明，分离定律是研究单因子的，而自由组合定律是研究多因子的。单因子的研究是多因子研究的基础。
本章内容与本册书其他章内容有着密切的联系。本章内容集中描述了孟德尔发现遗传因子的实验过程。而对实验现象的解释只是一种推测，根据推测总结遗传规律。而其他章的内容是围绕第一章的内容层层展开的。如：第2章《基因和染色体的关系》，回答了遗传因子是什么和遗传规律的细胞学基础的问题；第3章《基因的本质》描述了遗传因子的本质是什么；第4章《基因的表达》描述了遗传因子（基因）是如何行使功能的；第5章《基因突变及其他变异》描述了遗传因子（基因）在传递过程中是怎样变化的；第6章《从杂交育种到基因工程》描述了人类如何利用生物的遗传因子（基因）；第7章《现代生物进化理论》，则描述了生物进化过程中遗传因子（基因）频率是如何变化的。
总之，整册书是按照遗传学发展的历程来编写的。抓住了这条主线，就可以找出各章之间的有机联系,教学中就能达到左右逢源了。
本章的知识结构如下：
本章教学价值：
1.知识方面
（1）学习孟德尔科学实验的方法。
（2）认知分离定律的内容和实质。
（3）认
知自由组合定律的内容和实质。
2.能力方面
（1）学习运用数学统计方法和遗传学原理解释或预测一些遗传现象。 （2）尝试进行杂交实验的设计。 3.情感态度与价值观方面
认同孟德尔敢于质疑、勇于实践、勇于创新以及严谨求实的科学态度和科学精神。 本章教学安排：
第1节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）：2课时 第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）：2课时
第1节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）
●从容说课
本节内容包括以下四个方面：
1.一对相对性状的遗传实验，即孟德尔的单因子遗传实验过程及实验结果。 2.F2为什么出现3∶1的性状分离比呢？孟德尔提出假说对分离现象进行解释。
3.对分离现象解释正确吗？孟德尔设计了巧妙的对分离现象解释的实验——测交实验进行验证。同时教材安排了“性状分离比的模拟实验”，使学生能更好地来体会孟德尔的假说。
4.分离定律。这是对孟德尔一对相对性状杂交实验的结果及其解释进行分析而得出的结论。
本节内容有何内在联系呢？教材伊始，通过“问题探讨”栏目,既让学生了解“融合遗传”的内涵，为理解孟德尔的“颗粒遗传”埋下伏笔。同时也激发了学生的求知欲望。
在介绍实验前，教材首先介绍了孟德尔及孟德尔所选用的豌豆适于作为实验材料的生物学特征。这为讲述孟德尔的豌豆杂交实验，并获得成功作了必要的铺垫。
本节教学内容逻辑结构严密,层层深入地展开。其依次展开的顺序是：孟德尔的杂交实验方法和观察到的实验现象（发现问题）→孟德尔对实验现象的解释（提出假说）→对分离现象解释的验证（验证假设）→总结出分离定律。这种内容的内在逻辑性与学生的认识规律是相一致的。
教材的主导思想是以孟德尔发现遗传因子的实验过程为主线，突出科学史和科学研究方法的教育。本教材对原教材有新的突破，具体表现在：对杂交实验的解释和对遗传规律的总结完全是根据孟德尔的
推理得出的；对实验过程采用问题的形式，层层深入地引发问题和解决问题，在分析和解决问题的过程中构建知识结构；为了加深学生对遗传因子的分离和配子的随机结合与性状之间关系的理解，体验孟德尔的假说，教材穿插了模拟实验——“性状分离比的模拟”。
本节教材的特色是以孟德尔发现遗传因子的过程为主线，通过一对相对性状的遗传实验的过程，层层深入地展开的。因而教材内在的逻辑性很强。这就是本节内容的思路脉络。执教者能否把握本节教材的这一结构特点,是在教学中能否左右逢源、得心应手的关键。
本节教材在教学方法上要力求做到精心设计师生间的互动，特别是对难点——分离现象的解释和性状分离的模拟实验的设计上。在师生互动过程中突破难点。
●三维目标 1.知识与技能
（1）认知孟德尔一对相对性状的遗传实验。 （2）认知孟德尔分离定律的内容和实质。
（3）理解自交、杂交、测交、正交、反交、性状、相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离、纯合子、杂合子和分离定律等概念。
（4）运用分离定律解释一些遗传现象。 2.过程与方法
（1）自主探究：性状分离比的模拟实验。
（2）相互交流：对分离现象的解释，体会孟德尔对杂交实验分离现象解释的假说。
（3）自主学习：通过互联网、图书馆、新华书店等多种渠道,收集遗传学之父——孟德尔的个人资料等。
3.情感态度与价值观
（1）体验孟德尔遗传实验的科学方法和敢于质疑、勇于创新，以及严谨求实的科学态度和科学精神。
（2）尝试进行杂交实验的设计。 ●教学重点
1.一对相对性状的遗传实验。 2.对分离现象的解释。
3.对分离现象解释的验证。 4.分离定律的内容和实质。 ●教学难点
1.对分离现象的解释。 2.对分离定律的理解。 ●教具准备
1.实验材料和用具。
2.孟德尔的豌豆杂交实验（一）课件。 ●课时安排
本节内容需安排两个课时进行教学： 第1课时 一对相对性状的遗传实验
对分离现象的解释
第2课时 性状分离比的模拟实验
对分离现象解释的验证 分离定律
第1课时
●教学过程 ［课前准备］
1.学生查找孟德尔的生平资料。 2.一对相对性状的杂交实验遗传图。 3.认知豌豆适于杂交实验的生物学特征。 ［情境创设］
课室（或多媒体课室）屏幕显示：问题探讨 生
人们曾经认为两个亲本杂交后，双亲的遗传物质会在子代体内发生混合，使子代表现出介于双亲之间的性状。……这种观点也称做融合遗传。 讨论： 1.按照上述观点，当红牡丹与白牡丹杂交后，子代的牡丹会是什么颜色？ 2.你同意上述观点吗？说说你的理由。 ［师互动］
以上题的呈现发了学生求知欲望。
问激的
很快把学生引入新课，进入学习状态。
〔屏幕显示课题：第1节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）〕
同学们，遗传是生物界普遍的现象，但其中的奥秘却隐藏至深啊！让我们从140多年前孟德尔的植物杂交实验开始，看看科学家们是如何探索其奥秘的！
1.孟德尔的生平简介 师：请同学们把课前收集到的孟德尔的生平资料互相交流一下。哪位同学能把你收集整理的孟德尔的生平资料在课堂上与大家共享呢？
生：孟德尔于1822年7月22日,出生于奥地利一个贫寒的农民家庭。从小爱劳动，念中学时就对自然科学发生了兴趣。21岁做了修道士，以后,当过中等学校的代理教员，在此期间，业余时间进行科学实验。他对天文、气象、园艺和养蜂等都进行过研究，其中杂交实验，潜心研究了8年，而豌豆的杂交实验是非常成功的。他对科学研究工作严肃认真，在自己的通信中说过，“从春到秋，天天都要全神贯注、小心翼翼地监视着实验”。他通过观察对比、统计分析，从大量的数据中揭示了两个遗传规律,成为遗传学的奠基人！
师：同学们,这位同学对孟德尔的生平描述得怎么样？ 生：很不错。使我们从他的介绍中感受到了遗传学的奠基者孟德尔进行科学实验时所表现出的科学精神和科学态度。
2.豌豆适于杂交实验的生物学特征
师：为什么用豌豆作遗传实验材料容易取得成功？
生：豌豆是闭花自花授粉的植物,自然状态下是纯种。用豌豆做人工杂交实验，结果既可靠，又容易分析；同时，豌豆还有易于区分的性状，实验结果很容易观察和分析；豌豆的花大,便于人工授粉。因此，豌豆是理想的遗传实验材料。
孟德尔经过观察,在34个豌豆品种中选择了七对相对性状。如茎的高度：高茎和矮茎这是一对性状。相对性状是指：同一种生物同一性状的不同表现类型。他首先是对每对相对性状的遗传各自进行研究的。
3.一对相对性状的遗传实验
孟德尔是如何进行豌豆的杂交实验的呢？下面我们一起来看看孟德尔的一对相对性状的遗传实验。 大家先围绕以下问题各自看书（课本P3～6）,进行自主学习，然后同桌之间进行讨论，交流学习的信息。
（1）注意弄清以下几组概念的含义：
①亲本、母本、父本；
②杂交、自交、正交、反交、测交；
③性状、相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离。
（2）在杂交实验中孟德尔选择的是什么样的亲本？他是如何设计杂交类型的？ （3）孟德尔在一对相对性状的遗传实验中观察到了哪些实验现象？ （4）你能用图解表示出孟德尔一对相对性状杂交实验的过程吗？ 思考题参考答案： （1）见教材内容。
（2）孟德尔选择的是纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆作亲本。在杂交亲本的选择上既用高茎作母本（接受花粉的称母本）,矮茎作父本（传出花粉的称为父本）；同时又用高茎作父本，矮茎作母本。如果将第一种杂交类型称为正交，那么第二种杂交类型就称为反交了。但不管是正交，还是反交，F1都有表现高茎的植株。
（3）孟德尔观察到的实验现象是：
① F1都是高茎的。即F1只表现一个亲本的性状——高茎。
② F2出现了性状分离。即出现了两个亲本性状：高茎和矮茎。且高茎与矮茎之比接近3∶1。 ③孟德尔一对相对性状杂交实验遗传图解。
师：从同学们交流自主学习信息的情况看，绝大部分同学对一对相对性状的遗传实验的设计和实验过程理解、掌握得比较好，也能用图解的方式来表示孟德尔的杂交实验过程。这说明大部分同学有一定的自主获取知识的能力。这是值得赞赏的！（鼓掌）
为什么F1只表现高茎？
为什么F2出现了性状分离，且分离比为3∶1？ 4.对分离现象的解释
孟德尔在对豌豆杂交实验观察统计分析的基础上，果断地摒弃了前人融合遗传的观点，通过严谨的推理和大胆的想象，对分离现象的原因，提出了独到的假说。
师：孟德尔认为生物的性状由什么决定的？ 生：由遗传因子决定的。（第一次提出遗传因子的概念） 师：遗传因子有什么特点？
生：遗传因子的特点有：独立的颗粒状，互不融合，在传递中不会消失，每个遗传因子决定着对应的性状。
师：遗传因子有哪些类型？与性状有何关系？如何表示呢？
生：孟德尔认为遗传因子有显性和隐性之分。显性遗传因子控制显性性状，用大写字母表示；隐性因子控制隐性性状，用小写字母表示。
师：遗传因子在体细胞中的存在形式怎样？
生：孟德尔认为遗传因子在体细胞中是成对存在的。纯种高茎豌豆体细胞中有成对的遗传因子DD，而纯种矮茎豌豆的体细胞中有成对的遗传因子dd。体细胞中由相同的遗传因子组成的个体就叫纯合子。
师：F1细胞中遗传因子是怎样的呢？
生：F1细胞中遗传因子也是成对的。从F1自交产生的后代出现隐性性状看,F1细胞中必然含有隐性
人教版高中生物必修二2孟德尔的豌豆杂交实验(一) 教案 (2)
