基因的自由组合定律名师教学设计1

让“基因”在课堂里互助式“自由组合”

---“基因的自由组合定律”教学设计

“基因自由组定律合”的课堂教学一直都是高中生物教学中的一大难点，也是重点。该内容与“基因分离定律”都是建立在孟德尔利用豌豆作为实验材料、采用了“假说-演绎法”做的杂交实验上得出了“遗传的基本规律”，而

“假说-演绎法”是高中生物课程标准要求学生必须掌握的科学方法之一，对于“落实提高每个高中学生的生物科学素养”的课程理念是至关重要的，所以本节课也是“假说-演绎法”的典型性教学素材。同时本节课也具备了高中生物教学内容的抽象、复杂、微观等特点，我认为可以利用角色扮演、自制教具、互助合作等方式将知识动态化、形象化、宏观化，领悟科学探究方法、锻炼科学思维，突破学习重难点，提高学生的学习效率和学习兴趣。笔者于2019年3月25日上午，在高一上了一节研讨课，同时也作为个人的代表课，尝试运用多种教学方法相互融合，对科学探究教学《基因自由组合定律》进行了整体设计和分步开展，收到良好的效果。

【教学目标】

1．准确描述孟德尔两队相对性状的遗传实验过程和结果，分析解释、进行验证，阐明自由组合定律的实质。

2．结合自由组合定律的细胞学基础，理解基因自由组合的实质，形成分析综合的思维能力和逻辑推理能力。

3．借助基因基因自由组合定律的发现过程，确立科学发现的一般程序和科学思维方法，形成乐于探、勤于思考的习惯，养成探索和创新意识。

4.核心素养目标：

（1）生命观念：通过对基因自由组合定律的实质分析，从细胞水平阐述生命的延续性，建立起进化与适应的观点。

（2）科学思维：通过基因分离定律与自由组合定律的关系解读，研究自由组合定律的解题规律及方法，培养归纳与概括、演绎与推理及逻辑分析能力。

（3）科学探究：通过个体基因型的探究与自由组合定律的验证实验，掌握实验操作的方法，培养实验设计及结果分析的能力。

【教学重点】

基因自由组合定律及对自由组合现象的解释。

【教学难点】

在细胞学基础上理解基因自由组合定律的实质。

一、导入新课：激发兴趣

师：上课

生（齐答）：老师好！

师：同学们，我们先来看一则名人故事“萧伯纳的一封回信”。

PPT展示：有一个漂亮风流的女演员给英国大文豪萧伯纳写了一封求婚信，“虽然你年迈丑陋，但你是个天才。如果我们结婚，生下的孩子一定会像你一样聪明，像我一样美，那该多好啊!”

萧伯纳当即复信，只将语句稍一改动，巧妙予以拒绝。你知道萧伯纳是怎样复信的吗？

生：万一又丑又笨，怎么办？（其他同学笑）

PPT展示：萧伯纳回信：“如果生的孩子像你一样愚蠢，像我一样丑，那该怎么办？”

师：美与丑、聪敏与愚蠢是两对相对性状。萧伯纳显然已经领略到了生物学中的自由组合知识，巧妙的回击了这位女演员的嘲讽。今天我们就来学习基因自由组合定律。

（板书“基因自由组合定律”）

二、初步观察：实验现象

师：其实生活中也有很多这样的现象，比如“一母生九子，九子各不同”（展示图片）

师：体现出了自然界生物的多样性。

师：孟德尔也观察到了生物的多样性并开展了维持8年的实验研究。

师：他选择实验材料的什么？

生（齐答）：豌豆。

师：是的，通过课前预习，同学们了解到他不仅研究了豌豆的一对相对性状得出基因分离定律，还继续研究两对甚至更多对相对性状，收集、分析数据，反复验证，完成了这一伟大的科学探究，揭示出其中的规律。接下来就让先我们亲历孟德尔对豌豆两对相对性状的科学探究过程吧。（孟德尔图片和豌豆图片）

（板书“一、两对相对性状的杂交实验”）

播放课件中的动画，呈现黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆的实验过程。学生观看，教师板书。（板书“P 黄色圆粒 × 绿色皱粒”）

教师拿出准备的学具，磁性贴纸，有黄色圆粒、绿色皱粒、黄色皱粒、绿色圆粒各多片。

师：根据预习和观看视频，请同学上台来摆出实验现象。

学生活动：在亲本一栏，对应文字下方贴上黄色圆粒和绿色皱粒，再标出F1，贴上黄色圆粒。

师：F1的表现型都是黄色圆粒，说明什么？请填写学历案。

生：黄色对绿色呈显性，圆粒对皱粒呈显性。

师：F1自交得到F2，F2表现型有哪些？

学生活动：在F2一栏，贴上黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒。

师：这些性状分别是？（指贴图）

生（齐答）：黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒。

师：出现了几种表现型？

生：4种。

师：这称之为什么现象？

生：性状分离。

三、尝试分析：提出假说

师：孟德尔通过大量的数据统计发现，这种性状分离比总是接近9:3:3:1。

师：根据上节课所学的基因分离定律，如果只研究一对相对性状，你有什么发现？

学生活动：分析数据。

生：黄色与绿色比为3:1，圆粒与皱粒比也为3:1。

师：单独考虑一对相对性状时，是否遵循基因的分离定律？

生：遵循。

师：那请按照基因分离定律尝试写出黄色(Y)与绿色(y)、圆粒(R)与皱粒(r)的基因型。

学生活动：写出亲本和子一代的基因型，请一位学生在黑板上写。

师：这说明两对相对性状的遗传因子的分离有何特点？

生（齐答）：两对相对性状的遗传因子的分离是无不干扰的。

师：那么子二代的基因型怎么写？请看课本第39页的第一段话，找出孟德尔还提出了什么假说？

生：两对相对性状的遗传因子之间可以自由组合。

四、深入剖析：解释实验

师：根据基因分离定律，亲本产生的配子基因是什么？

生：亲本纯合黄色圆粒产生的配子基因型是YR，亲本纯合绿色皱粒产生的配子基因型是yr。

师：配子基因型中的基因数量为什么减少了？

生：因为减数分裂。

师：那雄雌配子经过受精作用，子一代基因型是？

生：YyRr。

师：子一代的表现型是？

生：黄色圆粒。

师：似乎是吻合的。那子一代产生的配子基因型呢？

师：接下来，按照孟德尔的假说，我们分组模拟下子一代产生的配子基因型种类。

学生活动：以前后两组同桌共4人为以小组，每个小组拿到4张A4纸，上面各打印的字母为Y、y、R、r，同桌分别拿的是一对大小写字母，每位同学代表一个基因，模拟子一代产生的配子基因型种类。

教师走进各个小组，和他们交流。（板书“十六宫格”）

学生展示活动：请一个小组（4位同学）上台模拟子一代配子基因型种类。两位同学占在一起，把A4纸平凑在一起，即Y与R，Y与r，

y与R，y与r，共4种。

师：为什么他们的同桌之间不能组合？即Y与y，R与r。（问全班）

生（齐答）：同桌是等位基因，而等位基因要分离的。

师：所以子一代产生的配子类型有几种？

生：4种。

师：另请两小组代表上黑板写出子一代产生的雄雌配子基因型，其他同学写在学历案上。

师：接下来请同学们继续在棋盘中写出子二代的基因型。

师：雌雄配子随机结合有多少种？

生：16种。

师：观察棋盘，基因型都各不相同吗？

生：有些是相同的。

师：子二代有多少种基因型？

生：9种。

师：棋盘中还有很多有趣的现象，比如左上到右下的对角线都是纯合子，而右上到左下的对角线都是杂合子，而且基因型相同。有兴趣的同学课后可以继续寻找。

师：那么这些基因型对应的表现型应该是什么呢？

生（齐答）：（课件上依次呈现）。

师：棋盘中有多少种表现型？

生（齐答）：4种。

师：4种表现型及其比例是？

生：黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒，比例为9:3:3:1。

师：出现与亲本不同的表现型，称之为“重组类型”，请问重组类型是哪些？

生：黄色皱粒和绿色圆粒。

师：其中绿色圆粒比较受到人们的青睐，因为圆粒比较饱满，营养物质多，绿色比黄色更符合消费者的需求，所以可以根据人们的需求来育种。

五、检验假说：测交验证

师：孟德尔的推断似乎与自由组合现象吻合，如何验证他的假说呢？

生：测交法。

师：测交选用的亲本是？

生：杂合子和隐性纯合子杂交。

师：即将基因型为yyrr与子一代YyRr杂交。其配子基因型分别是？

生：yr和 YR、Yr 、yR、yr。

师：YR、Yr 、yR、yr的比例为？

生：1:1:1:1。

师：写出测交后代的基因型，并判断其表现型及其比例。

学生活动：在表格中写出基因型，YyRr、Yyrr 、yyRr、yyrr。

师：那么这4种基因型对应的表现型应该是什么呢？

生（齐答）：（课件上依次呈现）。

生：表现型是黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒，比例为1:1:1:1。

师：测交实验结果是否如此呢？一起观看孟德尔的豌豆测交实验过程。

播放课件中的动画，呈现孟德尔的豌豆测交实验和相关数据。

师：根据测交实验结果证明，孟德尔的推断是？

生：正确的。

师：进一步说明孟德尔的假说是成立的，由此得出基因的自由组合定律。

六、升华理论：得出结论

师：请看课本第39页的第三段话，齐读黑体字部分。

生（齐读）：在减数分裂形成配子时，一个细胞中同源染色体上的等位基因彼此分离，非同源染色体上的非等位基因在自由组合。这就是基因的自由组合定律。（板书“二、基因的自由组合定律实质”）

师：基因自由组合是发在什么时期？

生：减数第一次分裂后期。

师：什么类型的基因可以自由组合？

生：非等位基因。

师：所有的非等位基因吗？

生：不是，是非同源染色体上的非等位基因。

师：减数分裂过程是基因自由组合定律的细胞学基础。接下来，一起通过动画来回顾减数分裂过程，深入理解基因自由组合定律。

播放课件中的动画，呈现两对等位基因位于两对同源染色体上自由组合后产生4种配子的过程。

师：回顾孟德尔的豌豆杂交实验，他从基于实验事实，通过推理和想象提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，再通过实验验证演绎推理得出预期的结果，科学设计了实验程序，这种科学探究方法就是假说-演绎法，是孟德尔取得成功的重要原因。采用假说—演绎法不仅仅是科学家进行科学研究的方法，也是我们认识客观事物、理解客观规律的重要的科学探究方法。

七、尝试应用：解决问题

师：根据基因自由组合定律，在考虑两对相对性状时，后代的表现型组合可能是几种？

生：4种。

师：如果大文豪萧伯纳真的和那位女演员结婚的话，他们所生的孩子还有哪些可能呢？

生：聪敏貌丑、愚蠢貌美。

师：你能接受哪些组合？

学生发表自己的观点。

师：其实性状本无好坏、优劣之分，所谓的优良性状也是取决于人们对它的需求和看法。所以有同学提到，他可以接受聪明貌丑。对于自然界的生物是否发生了进化，主要也是取决于它所生存的环境。所以同学们要形成正确的价值观，可不要像那位女演员一样随意的嘲讽别人的相貌。接受生物多样性，理解观点的多元化，生活更加多姿多彩。

师：根据所学，我们已经了解1对杂合基因的个体自交，后代的表现型有2种，2对杂合基因的个体自交，后代的表现型有4种。孟德尔还深入研究了3对、4对等多对相对性状的实验，也就是有3组同桌、4组同桌参与自由组合，你还能推测出哪些结论呢？这里面有规律，你们课后可以好好分析一下，下节课把答案告诉我。下课！

生（齐答）：老师，再见！

附板书： 第三章

第二节

基因的自由组合定律

一、两对相对性状的杂交实验 P 黄色圆粒 × 绿色皱粒 观察现象

↓ ↓

F1 黄色圆粒 提出假说

↓

自交 ↓ F2 黄色圆粒：黄色皱粒：绿色圆粒：绿色皱粒 解释实验

9 : 3 : 3 : 1 ↓

测交验证

二、基因自由组合定律的实质

↓

得出结论

七、教学反思

《基因自由组合定律》这节课的知识容量大、理解难度也大，笔者认真分析教材和我校的学情，采用了趣闻教学贯穿、角色扮演等多种教学手段，突破传统的教学设计，以期望能达成生物核心素养的培养。

1．趣闻贯穿，首尾呼应。新课程改革提出教师在教学中要关注学生学习时的兴趣。面对高中生物学中难度较大的“遗传定律”知识模块，学生往往是学着学着就没有兴趣了。课堂的一开始，笔者引入了“英国大文豪萧伯纳的一封回信”逸闻趣事，通过设问“萧伯纳如何回信”，一下子就激发了学生的兴趣。在本节课的最后，再次把问题抛出“如果萧伯纳真的与女演员结婚，所生孩子有哪些可能”，学生能够迅速根据这节课所学的基因自由组合定律，来分析后代的性状组合类型。这个趣闻，在尝试对知识的运用起到了画龙点睛的作用，使学生将学到的新知识技能理解的更加清晰、准确，抓住了重点，记忆更加牢固，使授课主题得到了升华，也给学生以不小的惊奇，乃至在复习基因自由组合定律时再提起这个趣闻，学生还能相互打趣，可见趣闻让学生的学习活动不再是一种负担，而是一种快乐的、享受的体验，学生变得乐学，也有助于实现高效课堂。

2．扮演基因，互助组合。在新课标中有一个突出的话题就是以学生为主体，重视学生在教育环节中的重要作用，提高学生在课堂教学中的地位，成为课堂首要思考的问题。高中生物学内容大多很抽象，发生在生物体内的生理过程无法用肉眼观察，如果只是被动的接受更是不易理解。两对杂合基因的个体产生的配子类型是本节课的难点，以往的教学中，一般采用课件播放减数分裂过程中染色体的行为和数量变化过程，有些学生还是无法理解，听老师的讲解也是手像“天书”。角色扮演法能使教学内容剧情化、脚本化，让学生扮演剧中的人物，进入角色，在角色扮演中学习理解并掌握知识所用的教学方法。把抽象、复杂、微观的过程动态化、形象化、宏观化，这样有利于突出教学重难点，增强学生对知识点的感悟和理解，提高学生的学习效率。笔者采用角色扮演的方法，让每个学生都扮演一个基因，以前后两组同桌为以小组，代表子一代，同桌的两位同学代表一对等位基因，另外一桌同学代表另一对等位基因，扮演在个体在减数分裂时能产生的配子种类。在“基因组合”的过程中，学生通过互助学习，很快就理解了基因可以有哪些组合类型。但同时他们也发现了并不是所有基因之间能够无条件的自由组合，说明“基因”的自由也是有条件的。在此过程中，充分体现了以学生为主体，通过角色扮演体会动态的、微观的生理过程，借助同伴的互助式学习将每个个体融入学习氛围中，达到预期的效果。

3．精心预设，素养达成。学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过生物

学科的学习而逐步形成的正确的价值观念、必备品格和关键能力。笔者精心预设，紧扣教学主线，强调基因的自由组合从而导致生物性状的自由组合，确立“生物多样性”生命观念，认识生命的内涵。科学思维是一种严谨的思维，它需要证据和数据得出结论的思维。笔者在播放杂交实验和测交实验过程动画时，始终指出尊重事实，基于数据进行分析，培养学生获取信息、处理信息、分析信息的能力，使用问题串，培养学生的科学思维。“假说-演绎法”是通过高中阶段生物学学习到的重要研究方法之一。通过用学具贴图、角色扮演等体会模拟实验，落实科学探究的过程。在师生不断共同解决问题、继而又产生新问题的循环中体验科学探究的乐趣，学生也更是体验到团队合作带来的快乐。“社会责任”是基于生物学的认识，解决生产生活的担当和能力。笔者在本节课中提出，绿色圆粒豌豆更受到人们青睐，所以人们可能根据人类的需求来指导育种工作，还可以在指导医学实践，从而更好的造福于人类。

多维度的设计高中生物课堂，多元化的教学手段，多角度的达成新课标，还需要不断改善、组合和创新生物课堂教学，让师生在自由、互助式的课堂中真正的收益。