自由组合定律教案.docx

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自由组合定律教案

个人备课录

上课时间年月日第课时总课时

课题

孟德尔的豌豆杂交实验

（二）

复备

教学

目标

1.孟德尔两对相对性状的杂交试验。

2.两对相对性状的遗传实验，F2中的性状分离比例

3.基因的自由组合定律及其在实践中的应用

4.孟德尔获得成功的原因

教方学法

自主学习

教

材

分

析

重点

1对自由组合现象的解释。

2基因的自由组合定律。

3孟德尔获得成功的原因。

难点

基因的自由组合定律及其在实践中的应用

教具

教

学

过

程

第一课时

【复习巩固】

孟德尔发现并总结出基因的分离定律，只研究了一对等位基因控制的一对相对性状的遗传。

但任何生物都不是只有一种性状，而是具有许多种性状，如豌豆在茎的高度上有高茎和矮茎；在种子的颜色上有黄色和绿色；在种子的形状上有圆粒和皱粒；在花的颜色上有红色和白色等等。

那么，当两对或两对以上的相对性状同时考虑时，它们又遵循怎样的遗传规律呢?

孟德尔通过豌豆的两对相对性状杂交试验，总结出了基因的自由组合定律。

【阅读教材】

【学生活动】

活动1两对相对性状的遗传试验

学生活动:

阅读并分析教材P9。

教师列出如下讨论题纲:

（1）孟德尔以豌豆的哪两对相对性状进行

实验的?

（2）Fl代的表现型是什么?

说明了什么问题?

（3）F2代的表现型是什么?

比值是多少?

为什

么出现了两种新的性状?

（4）分析每对性状的遗传是否遵循基因的分

离定律?

学生展开热烈的讨论并自由回答，教师不

忙于评判谁对谁错，出示挂图“黄色圆粒豌豆

和绿色皱粒豌豆的杂交试验”，对实验过程和

结果进行指导分析:

（1）相对性状指同一生物同一性状的

不同表现类型，不能把黄与圆、绿与皱看

作相对性状。

（2）Fl代全为黄色圆粒，说明黄色对绿

色为显性，圆粒对皱粒为显性。

（3）F2代有四种表现型:

黄色圆粒、黄

色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒，前后代比

较发现，出现了亲代不曾有的新性状--黄

色皱粒和绿色圆粒，这又恰恰是两亲本不

同性状的重新组合类型。

这四种表现型比

为9∶3∶3∶l，恰是（3∶1）2的展开，表明

不同性状的组合是自由的、随机的。

那么，

孟德尔是如何解释这一现象的呢?

（二）对自由组合现象的解释

学生活动:

阅读并分析教材P10。

教师列出如下讨论题纲:

（1）孟德尔研究控制两对相对性状的基

因是位于一对还是两对同源染色体上?

（2）孟德尔假设黄色圆粒和绿色皱粒两

纯种亲本的基因型是什么?

推出Fl代的基因型是什么?

（3）F1代在产生配子时，两对等位基因如何分配到配子中?

产生几种配子类型?

（4）F2代的基因型和表现型各是什么?

数量比为多少?

学生讨论、总结归纳并争先恐后回答，教师给予肯定并鼓励。

教师强调:

（1）黄色圆粒和绿色皱粒这两对相对性状是由

两对等位基因控制的，这两对等位基因分别位于两

对不同的同源染色体上，其中用Y表示黄色，y表示

绿色；R表示圆粒，r表示皱粒。

因此，两亲本的基

因型分别为：

YYRR和yyrr。

板图显示:

它们的配子分别是YR和yr，所以Fl的基因型为YyRr，Y对y显性，R对r显性，所以Fl代全部为黄色圆粒。

（2）F1代产生配子时，Y与y、R与r要分离，孟德尔认为与此同时，不同对的基因之间可以自由组合，也就是Y可以与R或r组合，y也可以与R或r组合。

教师使用多媒体课件，让学生在动态中理解等位基因的分离和不同对基因之间的组合是彼此独立的、互不干扰的。

所以F1产生的雌雄配子各有四种,即YR、Yr、yR、yr，并且它们之间的数量比接近于l∶1∶1∶l。

（3）受精作用时，由于雌雄配子的结合是随机的。

因此，结合方式有16种，其中基因型有9种，表现型有4种。

学生活动:

自己推演黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆的杂交试验分析图解，并归纳总结F2代的基因型和表现型的规律，由一学生上黑板完成，结果如下左图:

师生对F2代进行归纳，得出这样的三角规律来。

a.四种表现型出现在各三角形中，如上右图:

黄色圆粒（Y—1）出现于最大的三角形的三角和三边上（YYRR、YYRr、YyRR、YyRr）；

黄色皱粒（Y—rr）出现于次大三角形的三个角上（YYrr、Yyrr）；

绿色圆粒（yyR_）出现于第三大三角形的三个角上（yyRR、yyRr）；

绿色皱粒（yyrr）出现于小三角形内（yyrr）。

b.基因型:

九种基因型中的纯合体（YYRR、YYrr、yyRR、yyrr）与两对基因的杂合体（YyRr）各位于一对角线上，如下左图:

一对基因的杂合体以纯合体对角线为轴而对称，见上右图:

（用F2中两对基因组合方式及比率相乘的方法得出如下结果），每种基因型前的系数即为其比例数，见下表:

（二）概念总结

（三）作业布置：

学案

【布置作业】

教

学

反

思

教

学

过

程

第二课时

【复习巩固】

杂交实验的过程

【阅读教材】

【学生活动】

孟德尔用两对相对性状的豌豆进行杂交，其F1代只有一种表现型，F2代出现四种表现型，比例为9∶3∶3∶1。

孟德尔用基因的自由组合作了解释，要确定这种解释是否正确，该怎么办?

学生回答:

用测交法。

[二]教学目标达成过程

（三）对自由组合现象解释的

验证

提问:

什么叫测交?

学生回答:

是用F1代与亲本的

隐性类型杂交。

目的是测定F1的基因型。

请一位学生到黑板上仿照分离定律的测交验证模式，写出测交及其结果的遗传图解。

教师指导:

这是根据孟德尔对自由组合现象的解释。

从理论上推导出来的结果，如果实验结果与理论推导相符，则说明理论是正确的，如果实验结果与理论推导不相符，则说明这种理论推导是错误的，实践才是检验真理的惟一标准。

学生活动:

阅读教材P10。

孟德尔用F1作了测

交实验，实验结果完全符合他的预想。

证实了他

理论推导的正确性。

设疑:

用F1（YyRr）作母本和父本测交的试验结

果怎样呢?

学生争先恐后推演，教师出示投影，比较测

交结果，师生结论是:

两种情况是相同的，这说明F1在形成配子时，不同对的基因是自由组合的。

（二）概念总结

假说演绎法

（三）作业布置：

学案

【布置作业】

教

学

反

思

教

学

过

程

第三课时

【复习巩固】

杂交实验的过程

【阅读教材】

【学生活动】

基因的分离定律和自由组合定律的比较

项目\规律

分离定律

自由组合定律

研究的相对性状

一对

两对或两对以上

等位基因数量及在

染色体上的位置

一对等位基因位于一对同源染色体上

两对（或两对以上）等位基因分别位于不同的同源染色体上

细胞学基础

减数第一次分裂中同源染色体分离

减数第一次分裂中非同源染色体自由组合

遗传实质

等位基因随同源染色体的分开而分离

非同源染色体上的非等位基因自由组合

联系

分离定律是自由组合定律的基础（减数分裂中，同源染色体上的每对等位基因都要按分离定律发生分离，而非同源染色体上的非等位基因，则发生自由组合）。

（五）基因自由组合定律在实践中的应用

教师讲述:

基因自由组合定律在动植物育种工作和医学实践中具有重要意义。

在育种上，由于每种生物都有不少性状，这些性状有的是优良性状，有的是不良性状，如果能想办法去掉不良性状，让优良性状集于一身，该有多好。

如果控制这些性状的基因分别位于不同的同源染色体上，基因的自由组合定律就能帮助我们实现这一美好愿望。

教师出示投影:

在水稻中，有芒（A）对无芒（a）是显性，抗病（R）对不抗病（r）是显性，那么，AArr×aaRR能否培养出优良品种：

无芒抗病水稻呢?

怎么培育?

学生活动:

积极推演，由一学生到黑板上推演。

发现F2代会出现无芒抗病水稻，但基因型有aaRR和aaRr两种。

设疑:

在上述两种基因型中，是否都可用在生产中呢?

学生回答:

只有能稳定遗传的aaRR才行。

再问:

怎样就得到纯种的aaRR呢?

学生回答:

需要对无芒抗病类型进行自交和选育，淘汰不符合要求的植株，最后得到稳定遗传的无芒抗病的类型。

学生思考下列问题:

投影显示:

*在一个家庭中，父亲是多指患者（由显性致病基因P控制），母亲表现正常，他们婚后却生了一个手指正常但患先天聋哑的孩子（由隐性致病基因d控制,基因型为dd），问:

父母的基因型分别是什么?

学生活动:

争先恐后推演（片刻）由一学生答出:

父为PpDd，母亲为ppDd，而后全体学生都推出相应的结果，教师给予肯定并鼓励。

提问:

这对夫妇若再生一个孩子，又是怎样的情况呢?

出现的可能性多大?

学生活动:

推演、得出结论:

只患多指，只患先天聋哑；既患多指又患先天聋哑；表现型完全正常。

可能性分别为:

3/8；1/8；1/8；3/8。

从上述例子师生共同归纳出:

用自由组合定律能为遗传病的预测和诊断提供理论上的依据。

（六）孟德尔获得成功的原因

通过前面两个定律的学习，可知孟德尔成功的原因可归纳为四个方面:

1.正确地选用了试验材料。

2.由单因素（即一对相对性状）到多因素（即两对或两对以上相对性状）的研究方法。

3.应用统计学方法对实验结果进行分析。

4.科学地设计了试验的程序。

通过对这一内容的学习，让学生懂得，任何一项科学成果的取得，不仅需要有坚韧的意志和持之以恒的探索精神，还需要有严谨求实的科学态度和正确的研究方法。

（七）基因自由组合定律的例题分析

通过教学使学生掌握解决遗传题的另一种方法---分枝法。

具体步骤:

1.对各对性状分别进行分析。

2.子代基因型的数量比应该是各对基因型相应比值的乘积，子代表现型的数量比也应该是各种表现型相应比值的乘积。

分枝法应用的理论依据:

基因自由组合定律是建立在基因分离定律的基础之上的，研究更多对相对性状的遗传规律，两者并不矛盾。

教师投影，显示题目:

*豌豆的高茎（D）对矮茎（d）是显性，红花（C）对白花（c）是显性。

推算亲本DdCc与DdCc杂交后，子代的基因型和表现型以及它们各自的数量比是多少?

教师讲解方法:

1.先推出每对性状后

代的比例：

Dd×Dd→1DD∶

2Dd∶ldd；Cc×Cc→1CC∶

2Cc∶1cc

2.后代基因型和表现

型的比例是各对性状的比

值相乘。

见下图:

答案:

DdCcXDdCc，子代基因型和它们的数量比是1DDCC∶2DDCc∶1DDcc∶2DdCC∶4DdCc∶2Ddcc∶1ddCC；2ddCc∶1ddcc。

子代表现型和它们的数量比是：

9高茎红花：

3高茎白花；3矮茎红花：

l矮茎白花。

[三]教学目标巩固

1．思考:

基因自由组合定律的实质是什么?

2．对某植株进行测交，得到后代的基因型为Rrbb、RrBb，则该植株的基因型为（）

A.RRBbB.RrBbC.rrbb

分析：

既为测交，一方必为rrbb，去掉后代基因型中的rb，剩余Rb和RB，则另一亲本必为RRBb。

答案:

A

3．基因型为AabbDD的个体自交后，其后代表现型的比例接近于（）

∶3∶3∶1∶3∶1∶1∶2∶1∶1

分析：

（运用分枝法）Aa~Aa后代为3∶1，bb×bb后代1种，DD×DD后代1种，所以亲本自交后表现型及比例为（3∶1）×1×1=3∶1

答案:

D

2．在两对相对性状独立遗传的实验中，F2代里能稳定遗传和重组型个体所占比例是（）

／16和l／2／16和3／16／8和l／4／4和3／8

分析：

F2代里能稳定遗传意味是纯合体，共有4种，在16种组合里占1／4；重组型意味着是变异类型（与亲代不同的），共有6种，在16种组合里占3／8。

（二）概念总结

这节课我们重点学习了对自由组合现象解释的验证，基因自由组合定律的实质以及在实践中的应用。

通过学习应理解在生物遗传的过程中，由于非同源染色体的非等位基因的自由组合及不同基因类型的雌雄配子的随机组合，造成基因的重新组合，从而使后代的性状也发生重组，出现了新的类型，这种变异的原因就是基因重组。

实践上，我们可以让位于不同的同源染色体上的非等位基因所控制的优良性状重组，以培养优良品种，也可以对家系中两种遗传病同时发病的情况进行分析，并且能推断出后代的基因型和表现型以及它们出现的概率，它的理论基础就是基因的自由组合定律。

（三）作业布置：

学案

【布置作业】

教

学

反

思

章标题研究匀变速直线运动的规律

节标题伽利略对落体运动的研究

作者中卫市第一中学席明

一、教学目标

1．知识与技能

了解落体运动研究的史实，了解近代实验科学产生的背景，理解猜想和假说要有实验验证的重要性,从中强调科学态度和科学方法教育。

2．过程与方法

通过让学生参与伽利略的逻辑分析过程及其探究自由落体规律的过程，体会“问题→猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论”的科学研究方法,体会伽利略在研究落体运动时用到的间接测量法,体会“突出主要矛盾忽略和排除次要因素”的科学研究思路和方法。

3．情感、态度与价值观

以强调思想方法为本课的主线，使学生充分意识到思想观念的突破在人类进步历程中的重要作用。

并在科学研究过程中的体验探索规律的艰辛和喜悦，欣赏向权威质疑的态度，培养学生敢于创新的科学精神和实事求是的科学态度。

二、教学重点、难点

重、难点：

让学生知道抽象思维、数学推导和科学实验相结合的科学方法。

解决策略：

让学生参与伽利略的整个研究过程，制造各种困难让学生去解决。

三、教学方法

多媒体辅助教学、实验探索与设问点拨相结合、实验法。

四、教学设计思想

本课主要是科学方法论的教学。

因此在设计教案时始终紧扣科学思想方法，以之为主线，开展内容。

首先用一段录像（真实生活中人们对轻重物体下落问题的看法）引入本课内容，给学生提供一个与学习有关的真实的环境，引起兴趣。

然后让学生参与伽利略与亚里士多德对轻、重物体下落快慢问题的争辩，强调思想观念对认识事物的重要性；再重现伽利略对自由落体运动规律的艰难的探究过程，让学生从中体会科学方法的重要性。

五、教学仪器

1．教师：

多媒体课件：

频闪相机拍摄的小球做自由落体运动，实拍录像，比萨斜塔模拟动画。

小球、纸片、钱毛管（两只，一个抽成真空，一个没有抽成真空）

2．学生：

长约米的平直导轨，秒表，小球，米尺，计算器，数据表格，木块等各一。

六、教学设计

教师活动

学生活动

点评

引入新课

通过初中的学习，大家对轻、重物体的下落快慢问题已经有了一定的认识。

但是不要以为这个问题很简单，每个人都应该知道。

让我们来听听人们是怎么看的。

请大家看一段录像。

很多人都觉得应该是重物体下落得更快。

因为平时看到的就是这个样子，可见，人们认识世界通常习惯于从自己的生活经验出发，直接得到结论,就连古希腊著名的哲学家亚里士多德也是如此。

学生看录像，感到非常新奇。

因为在他们的想法中应该人人都知道的。

实拍录像，真实记录了人们对轻重物体快慢问题的看法，绝大多数都认为重物体落得更快，这和学生们想象的不一样，于是勾起了他们的好奇心，使他们很快进入到课堂内容中来。

讲授新课

一、小石头诘难大哲学家

1、亚里士多德对的观点：

重的物体比轻的物体下落得快。

2、伽利略佯谬：

伽利略想，按照亚里士多德的说法，大石块应该比小石块速度大，假设大石块的速度是8，小石块的速度是4，如果把两个石块绑在一起，那么：

同学们,你们来分析一下，在这个前提之下，能得到什么样的推论？

很有道理,从同一前提竟然得到两个矛盾的结论，从逻辑角度讲，这个前提是错误的。

3、伽利略的观点：

轻重两个物体下落的同样快。

4、实验验证：

比萨斜塔实验

[多媒体展示]比萨斜塔实验的课件

二、拨开阻力的迷雾

[提出问题]：

为什么生活中观察到的是重的物体比轻的物体落得快呢？

影响落体运动快慢的因素是什么？

[实验探究]：

实验一：

将一纸片和一铁球从同一高度落下。

现象：

小球下落得快。

实验二：

将纸片揉成团再和小球从同一高度落下。

现象：

几乎同时落地。

[猜想]：

可能是空气阻力作用的影响。

[演示]：

钱毛管实验

[图片展示]：

月球上的落体运动实验

[结论]：

空气阻力影响了物体下落，若排除空气阻力的影响，轻重不同的物体下落快慢完全一样。

[第一部分小结]

由生活经验直接得到的并不一定是科学的真相，必须对生活经验进行分析、探究才能得到科学的结论。

1． 两块石头下落比单独一块大石头快。

因为重量大。

2． 两块石头下落比单独一块大石头慢。

因为大石头会被小石头拖住而减慢。

学生看比萨斜塔实验的模拟动画

 观察现象

分析影响落体运动快慢的因素

培养学生的逻辑思维能力。

安排传说中的比萨斜塔实验课件还是为了突出伽利略在认识问题的思想观念上与亚里士多德的区别。

把课本内容上升到思想观念的斗争上来。

 突出主要因素，忽略和排除次要因素，是进行科学研究的重要思路和方法

三、伽利略的科学探究过程

伽利略解决了重物体、轻物体谁落得快的问题后，没有停下研究的脚步，他使用全新的方法进一步揭示了物体下落的规律。

下面，就让我们重现他对这个规律探究的全过程，来认识他探究问题的方法。

1．提出问题

落体运动的性质是什么？

2．大胆猜测

让学生观察落体现象并猜测下落物体的速度与时间的关系，得到两者成正比的猜测

伽利略认为速度随时间均匀增加，v∝t

困难之一：

速度不能测

你们准备用什么仪器来验证物体落体的瞬时速度？

大家的方法都很好，只可惜400多年前还没有这些仪器。

在那个时候想要直接来测量瞬时速度几乎不可能。

直接验证的路是走不通了。

怎么办？

3．数学推理：

s∝t2

 伽利略想到物体的位移是比较容易测量的。

如果能在v∝t的前提下推导出位移和时间的关系，并且在实验中加以证明，问题不就解决了吗？

于是伽利略开始运用数学手段寻找s和t的关系。

结果他发现：

s∝t2

困难之二：

测不准时间

[实验]

让小球从一高度自由下落，用秒表去测时间，发现还是很难完成，因为测不准时间。

教师引导，测不准时间因为距离太小以至下落时间太短。

增大距离行不行呢？

我们来看一组数据：

物体下落时：

时间（S）

位移（m）

1

5

2

20

3

45

但是伽利略当年就是在实验室里完成对落体运动规律的探究的。

想不想知道他是怎么实现的？

4、实验验证：

“冲淡重力”的斜面实验

介绍伽利略解决这一问题的方法：

“冲淡重力”的斜面实验

[展示]：

冲淡重力实验的实验仪器

[学生实验]：

学生做的模拟“冲淡重力”实验

[分析数据]：

见多媒体

[实验结论]：

在同一倾角的斜面上，小铜球滚下的位移总是与运动时间的平方成正比。

s1/t12=s2/t22=s3/t32=…=常数

困难之三：

落体运动符合吗？

问题：

伽利略用斜面试验验证了位移和时间的平方的关系后怎样用这个结果来说明落体运动也符合这个规律呢？

5．合理外推:

v∝t

[学生实验]：

增大斜面倾角，让小球从同一位置滚下，时间越短，s/t2的比值越大，与地面垂直时最大。

这时小球做落体运动。

因此，落体运动的物体，位移与时间的平方成正比，由此证明了伽利略的假设。

6、得出结论:

据历史记载，伽利略前后经过100多次实验，终于确定：

下落物体的速度是随着时间均匀增加的

即v∝t

如果完全排除空气阻力，那么，所有物体下落都将一样快。

[小结]伽利略对落体研究的方法

问题→猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论

体会：

伽利略认为“一块原来静止的石头从高处落下的速度连续增加时，为什么不应当相信速度的增加是以一种简单、也是人们最容易理解的方式在进行呢？

”

 学生回答：

光电门

打点计时器

频闪相片

高速摄影机

间接求证

学生用米尺和秒表测量小球落体的位移和下落时间。

学生发现秒表测不到时间。

于是学生想到增大高度，但还是测不到。

他们会发现在实验室里想要完成这个实验比较困难。

“冲淡重力”实验数据：

展示学生的实验结果。

学生记录每隔不同时间小球运动过的位移。

经过计算后发现两者的比值在实验误差允许的范围内是定值。

 [思考与讨论]怎样把斜面上的结论推广到落体运动上？

学生能想到，当斜面的倾斜角不断增大，到九十度时小球做落体运动。

且此时小球的运动形式与在斜面上相同。

从第一段过渡到第二段

 合理猜测是科学研究的第一步

制造第一个困难，为下面第二个困难埋下伏笔。

在科学研究中，如果对某个物理量的测量很困难或根本不能进行，就转而采取间接测量的方法，这是一种很重要的思路。

第一个困难解决，学生非常高兴，但很快发现第二个困难出现了。

第二个困难解决，但第三个困难又来了。

学生接二连三地遇到困难，体会到科学探究并不是一件容易的事。

除非看了书照搬，否则学生自己是想不到用斜面运动去代替落体运动的。

因此采取先用前面的种种困难使学生对伽利略的实验感到很好奇，然后释疑，学生会印象深刻。

四、超越伽利略

1、频闪照相

[多媒体展示]：

频闪照片的拍摄

[分析照片]：

测量并计算△T=0.02S、△T=2*0.02S、△T=3*0.02S。

。

。

。

。

。

内下落高度之比，得出位移与时间的平方成正比的结论

2、打点计时器

[思考与讨论]

1、怎样通过频闪照片讨论位移与时间的关系？

2、你还能用什么设备和仪器来研究落体运动的性质？

让学生体会现代化仪器和科技发展的好处，善于运用身边的科技

课堂小结

以我们今天的科学技术，想要研究一个运动规律还是比较容易的。

我们今天重现伽利略的实验过程，真正的目的不是为了规律本身，而是展现伽利略所使用的与前人完全不同的一种全新的科学方法。

历史证明，这种方法打开了近代科学的大门，科学的发展进入了一个新的时代！

板书设计

一、小石头诘难大哲学家

二、拨开阻力的迷雾

三、伽利略的科学探究过程

1．提出问题

落体运动的性质是什么？

2．大胆猜测v∝t

困难之一：

速度无法测量。

3．数学推理：

s∝t2

困难之二：

测不准时间

4．实验验证：

冲淡重力斜面实验

困难之三：

落体运动符合吗？

5．合理外推：

斜面与地面垂直时，小球做落体运动。

6．得出结论：

v∝t

四、超越伽利略：

1．频闪照相

2．打点计时器