孟德爾的豌豆雜交實驗　教學實錄

（一）背景

授課時間：2005年12月22日

授課班級：普寧華僑中學高二（7）班

授課教師：李艷紅

授課內容：人教版普通高中課程標準實驗教科書必修2《遺傳與進化》第一章第一節「孟德爾的豌豆雜交實驗（一）」

本節內容分為兩個課時進行。第一個課時完成「一對相對性狀的雜交實驗」以及「對分離現象的解釋」；第二課時完成「對分離現象解釋的驗證」以及「分離定律」。本節課是進行第一課時的教學。

在本節課前，教師已製作了計算機輔助教學課件，並讓學生課外收集關於「遺傳學之父」——孟德爾的資料。由於學生是第一次接觸到有關遺傳方面的知識，有很多名詞需要解釋，因此在本節課上學生除了掌握孟德爾分離定律，還應掌握雜交、自交等生物名詞。

（二）主題

高中新課改是當今教育大勢所趨，新課程的基本理念將 「提高生物科學素養」放在了首位。因此在本節課的教學上將一改過去直接把孟德爾分離定律灌輸給學生，而是追尋孟德爾對生物性狀遺傳的探索過程，從現象到本質，層層深入地展開。其順序是：孟德爾的雜交實驗方法和觀察到的實驗現象（發現問題）→對實驗現象的分析（提出假說）→對分離現象解釋的驗證（驗證假說）→歸納總結分離定律（總結規律）。這樣的順序符合學生的認識規律，在教學內容上也便於學生沿著孟德爾的探索過程進行思考和從實際中領悟孟德爾的科學方法。

在教學過程中對孟德爾的探究過程以問題的形式，層層深入地引發問題和分析問題，讓學生主動參與問題的分析，在分析和解決問題的過程中建構知識結構，從中體會到科學研究的過程，培養學生的科學素養。

（三）細節

1．課前準備

課前已讓學生收集關於孟德爾的資料，我也製作了本節內容的教學課件。考慮到本地區實際情況，可能只有少部分學生能收集到相關資料，因此課前提出一些關於孟德爾雜交實驗的問題，便於學生查找。問題如下：

（1）孟德爾的生平。

（2）孟德爾雜交實驗所選材料與實驗的成功有關嗎？

（3）在孟德爾之前也有許多人做過雜交實驗，為什麼他們沒有得出定律呢？

2．走近孟德爾

首先請幾位同學對課前收集的有關孟德爾的生平事迹作個介紹，讓學生走近這位科學偉人。然後我將學生的發言做了個總結，強調了以下幾點：孟德爾家境貧寒卻刻苦學習；他對雜交實驗的研究長達8年之久；孟德爾的實驗並非一開始就成功，他曾用山柳菊、玉米等多種材料做雜交實驗，都沒有成功，最後用豌豆做實驗才發現了遺傳的基本規律。

這一部分的教學重點放在對學生的情感教育，讓他們體會到要成功就需要有吃苦耐勞的精神。

3．豌豆做實驗容易成功的原因

該環節涉及到較多的初中知識，考慮到許多學生初中知識的薄弱，因此，補充講解了花的結構以及傳粉的過程。

師：一朵花即有雄蕊又有雌蕊，我們將它稱之為兩性花；而一朵花只有雄蕊或只有雌蕊，則稱為單性花。書上告訴我們豌豆是自花傳粉植物，那麼豌豆應該是兩性花還是單性花呢？

生：兩性花。因為自花傳粉指的是一朵花的花粉落在同一朵花的雌蕊的柱頭上的過程，只有兩性花才同時具有花粉和柱頭。

（播放課件中兩性花的結構圖）

師：也就是說只有兩性花能完成自花傳粉，那麼單性花的傳粉方式又是怎樣的呢？

生：是通過異花傳粉。異花傳粉指的是兩朵花之間的傳粉過程。

師：豌豆做實驗容易成功不止因為它是自花傳粉植物，而且是閉花傳粉，也就是豌豆花在未開放時，就已經完成了受粉，這就避免了外來花粉的干擾。所以豌豆在自然狀態下一般都是純種。孟德爾用豌豆進行人工雜交實驗，結果既可靠又容易分析。豌豆除了這個特點之外還有其他有利於研究的特點嗎？

生：豌豆還具有易於區分的相對性狀。

（展示課件中人體內一些相對性狀的圖片，幫助學生理解相對性狀的含義。）

師：什麼是相對性狀呢？

生：一種生物的同一種性狀的不同表現類型就叫做相對性狀。

師：在孟德爾之前也有許多人做過雜交實驗，為什麼他們沒有得出定律呢？。

生：在科學研究中，我們要研究問題應該要化繁為簡，孟德爾首先是對每一對性狀的遺傳分別進行研究，這樣就較容易發現其中的規律。

4．一對相對性狀的雜交實驗

該環節由學生自學，然後將孟德爾雜交實驗過程複述，以此鍛煉學生的總結歸納能力。並對實驗現象提出問題，引導學生思考。

師：現在請一位同學來講講孟德爾關於一對相對性狀的雜交實驗的過程。

生：孟德爾用自然條件下的高莖豌豆與矮莖豌豆雜交，產生的子一代全為高莖，接著他又用子一代自交，結果發現子二代中既有高莖豌豆又有矮莖的豌豆，並且高莖與矮莖的數量比接近3:1。

（播放孟德爾雜交實驗的示意圖。）

師：這位同學講得很好。孟德爾的實驗過程我們已經了解，實驗現象也已知道，那麼現在就有了以下幾個問題：F1代為什麼全為高莖的？而F2代為什麼又出現了性狀分離，並且分離比為3:1，這是偶然的嗎？

生：這不是偶然。因為孟德爾又分別對豌豆的其他6對相對性狀進行雜交實驗，實驗結果都接近3:1。

5．對分離現象的解釋

該環節以問題的形式，引發學生思考、探索，引導學生嘗試提出假說。

師：孟德爾做了雜交實驗之後，在觀察和統計分析的基礎上，果斷地屏棄了前人融合遺傳的觀點，提出了自己的一套假說。什麼是假說呢？

生：假說就是還未經過驗證的，還不能確定是對還是錯。

師：假說必須要經過驗證才能成為定律。在孟德爾的假說里，生物的性狀是由什麼決定的呢？

生：由遺傳因子決定。

師：那麼這些遺傳因子有什麼特點呢？

生：遺傳因子不相融合也不會消失。

師：就像不同顏色的玻璃球，如果把紅色和綠色的玻璃球放如桶內，玻璃球會變色嗎？

生：不會。

師：孟德爾認為這些遺傳因子就像一個個獨立的顆粒，因此孟德爾提出的遺傳方式也稱為「顆粒遺傳」。孟德爾還對遺傳現象做了一些規定：F1所表現的性狀稱為顯形性狀，而F1所未表現的那個親本性狀為隱性性狀。顯形性狀由顯形遺傳因子控制，用大寫字母表示；隱性性狀由隱性遺傳因子控制，由小寫字母表示。

遺傳因子在體細胞中的存在形式是怎樣的？

生：是成對存在的。

師：很好。根據上面的兩點假說，我們是否可以推出孟德爾雜交實驗植株的遺傳因子的組成？以字母D來表示這對遺傳因子。

生：可以推出親本和F1的遺傳因子組成。因為已知親本高莖豌豆和矮莖豌豆都是純種的，則它們的體細胞中的遺傳因子組成分別為DD和dd。又知道F1為高莖的，說明F1中有一個D，而F2又出現了矮莖性狀，說明控制矮莖的遺傳因子沒有消失，它只是隱藏在F1中，因此F1的遺傳因子組成為Dd。

師：這位同學的推論完全正確。現在已經知道親本和F1遺傳因子的組成，那麼大家來大膽猜測一下，究竟生物遺傳要遵從什麼樣的規律，遺傳因子為DD和dd的親本才能產出Dd的子一代呢？

（學生認真地思考）

生1：F1中的兩個遺傳因子應該來自不同的親本。

生2：親本的兩個遺傳因子要分離。

師：也就是說體細胞中成對的遺傳因子在形成生殖細胞——配子時要彼此分離，不能同時處於一個配子中。換一句話說，配子中遺傳因子的存在形式是怎樣的呢？

生：是單個存在的。

師：很好。根據上面的三點假說，我們已經能夠解釋為什麼F1隻出現高莖的豌豆了。但是還有一個問題未解決——F2為什麼出現性狀分離比為3:1？你們根據上面的假說將F1自交表示出來，看看F2代有什麼現象？

F1 Dd × Dd

↙ ↘ ↙↘

配子 D dD d

↓

F2 DD Dd Dd dd

高 高 高 矮

生：F2中出現了高莖和矮莖兩種性狀。

師：在孟德爾的實驗結果表面F2中高矮莖之比為3:1，那麼出現3:1的性狀分離比需要什麼樣的前提呢？

（這個問題對於學生來說較難，只有少數學生能夠回答。）

生：前提是F1中不同雌雄配子結合的幾率要相等。也就是F2中DD:Dd:Dd:dd必須是1:1:1:1，這樣高矮莖的比例才會是3:1。

師：換句話說就是受精時，雌雄配子的結合是隨機的。D與D、D與d或者是d與d相結合機會都是相等的，沒有說哪一種組合的幾率較大。這就是孟德爾假說的第四點。

6．課後小結

（1）孟德爾的雜交實驗之所以能夠成功，離不開他的刻苦鑽研，大膽的推理以及選材的成功，當然更重要的是他的科學的探究方法。

（2）孟德爾對分離現象的解釋有以下幾個要點：控制一對性狀的遺傳因子在體細胞之中成對存在，不相融合，在形成配子時彼此分離。

7．深化與拓展——課後探究

孟德爾對雜交實驗現象做出了假說，究竟這套假說是正確的還是錯誤的呢，還需要驗證，這就是科學研究中常用的方法，先對實驗現象提出假說進行解釋，然後再驗證。一套正確的假說不僅要可以解釋已有的實驗現象，還要預測一些未做的實驗。課後請大家設計一個實驗來驗證一下孟德爾的假說是否正確。

（四）結果

1．教學效果

本案例中，通過課前、課堂中的學習活動，學生初步掌握科學研究的方法和過程，發展了學生的科學思維，培養了學生積極提出問題和分析問題的能力，提高了學生的科學素養，同時也使學生體會了孟德爾這位「現代遺傳學之父」的科學精神。課前的收集資料讓學生懂得如何獲取知識，課堂上課件的圖片展示也使得本節課達到了較好的效果。

2．教學反思

由於本節課的課時有限，教學內容又較多，該校的學生僅僅是中等水平，所以在教學實施過程中有意放慢進度，旨在讓學生有充足的時間進行思考，體會科學探究的過程。在本節課中對於諸如雜交、自交等概念只做了個大概的介紹，沒有給出完整的定義讓學生理解掌握，主要是因為這些概念中都涉及到遺傳因子的概念，必須在介紹完孟德爾的假說之後才能講解，因此這些內容只能留到第二課時再做講解。如果時間充裕，將這些概念在本節課上講解，學生接受的知識可能更為完整、有序。

作者：李艷紅，廣東普寧華僑中學