【环节3】豌豆作为遗传学的试验材料具有哪些优点?
教师: 讲述展示豌豆的结构特点,课件展示。
豌豆自花传粉(且闭花受粉),结果是:自花传粉(自交),产生纯种;②豌豆花大,易于进行人工杂交;③具有稳定遗传的、易于区分的性状,如豌豆茎的高度有悬殊的差异,通过观察很容易区分,进行数据统计。
注意:结合上述内容,给出相对性状、自交、杂交、正交和反交等概念。
环节4】豌豆人工杂交试验的操作过程。
教师:讲解豌豆人工杂交试验的操作过程, 课件展示“四部曲”:
去雄—套袋(防止其他花粉的干扰)—授粉(采集另一种豌豆的花粉,授到去掉雄蕊的花的柱头上),去雄
环节5】一对相对性状的遗传试验。
教师讲解:观察现象:不论正交和反交,f1代都是显性性状,f2代显:隐=3:1
提出问题:为什么f1代都是显性性状,f2代会出现性状分离且显:隐=3:1
作出假设:遗传因子的假说。
实验验证:测交。
得出结论:课件展示:
关于一对相对性状的遗传试验重难点解决:
“虽然豌豆有七对相对性状,孟德尔在实验中首先把注意力集中在一对相对性状上。他用具有一对相对性状的豌豆——纯种的高茎豌豆和矮茎豌豆做杂交。”为了避免给学生造成一种空洞和在时间、空间上距离很远的感觉,对杂交的实验方法教师要做具体而较为详细地介绍。
不要用一句“做杂交”一带而过。同时也可以把“用来做杂交的两个植株就称为亲本。”这一点交待给学生。
“由哪一个植株提供花粉哪一个植株就是父本,哪一个植株接受花粉哪一个植株就是母本。”“如果以具有某一性状(如:高茎)的个体为父本(在植物实验中取其花粉),给另一具有相对性状(如:
矮茎)的植株授粉做杂交叫正交的话,将矮茎为父本、高茎为母本则为反交。杂交实验正交、反交都要做。”这样,关于“亲本、父本、母本”、“杂交、正交、反交”这些基本概念和术语,就可以以副板书的形式出现在黑板的一侧了。
经过去雄、授粉的花所结的种子就是杂交种子。杂交种子种下去以后所长成的植株就称为杂种f1代。”此时教师要对f1代的性状加以说明。
“f1代自交所得到的种子就是f2代。f2代出现了性状分离的情况。”在此过程中,教师要边讲边把豌豆的高茎与矮茎杂交实验过程及结果的**用板书的形式展示给学生:
“对杂交实验的结果——在f2代出现了性状分离应该如何分析呢?”这时教师要引导学生从f2代的现象——性状分离入手去分析。“f2代出现了高茎和矮茎两种豌豆,并且f1代是自花授粉。
那么,f2代的矮茎性状是由谁决定的?”学生会说:“当然是f1代决定了f2代出现了矮茎豌豆。
”这时教师再问:“f1代决定了f2代出现了矮茎的性状,而f1代表现为高茎(株高近两米),并未表现为中间性状。这说明什么?
”学生此时会意识到:“说明f1代体内可能有矮的,但没有显现出来。”这时教师要再问一句:
“为什么没有显现出来?”因为前面已经交代过f1代仍然表现为高茎豌豆,并未表现为中间性状。学生会回答说:
“可能是高的把矮的盖住了。”在得到学生的答复后,教师要问:“高的把矮的盖住了。
那么是高的‘什么因素’把矮的‘什么因素’盖住了呢?”这时学生可能会感到难以表达,教师可告诉学生:“孟德尔当时在对实验结果进行分析时,也不能确定到底是什么决定了茎的高和矮。
他提出了‘遗传因子’的假设来表述它。”“根据前面的分析,在杂种f1代植株体内至少有几个与茎的高矮有关的遗传因子呢?”在这种情况下,学生自然会回答:
“至少有两个。”“至少有两个什么样的因子?”“至少有一高一矮两个因子”,“这两个因子是从**来的?
”,是从两个亲本来的”。“亲本分别来自一直是自花传粉的两个植株。一个是表现出高茎的性状的植株,另一个是表现出矮茎的性状的植株。
这样的亲本体内有几个、什么样的因子?”“亲本体内有两个相同的因子。”与此同时,教师可在一问一答的过程中用大小写字母代表相对应的遗传因子,把它们写在相关性状的下面,并告诉学生:
“这样的植株在遗传学上称为纯合体。而像上述实验中的f1代体内有两种因子(一显一隐)的植株就称为杂合体。”
经过了上面的分析过程,学生自然能够理解孟德尔对他的实验结果所做的分析和孟德尔提出的假设。“孟德尔根据对实验结果的分析,推测f1代体内有两个控制茎的高矮的遗传因子,它们互相独立、互不混合。在形成生殖细胞时彼此分离,分别进入生殖细胞。
因为它们都与茎的高矮有关,孟德尔认为它们有显性的(如:高茎)、有隐性的(如:矮茎),是决定同一性状的两种遗传因子。
f1代的这两个遗传因子显然通过传粉、受精来自于两个亲本。”
2.对假设进行求证:“根据对实验结果的分析孟德尔提出了假设,但是假设如果不能被证明,它将永远是个假设。假设只有被证明是正确的,它才能上升为理论。
一种假设不仅要能说明已得到的实验结果,而且还应该能够预期另一些实验的结果。如果你是孟德尔,你将如何证明这个假设呢?”让学生当一回科学家来进行讨论。
有两种方法可以用来证明假设。一个是f2代继续自交,将会继续有矮茎豌豆植株出现;另一个是进行测交,将能直接证明f1代产生了什么样的配子。但是学生是第一次接触这一类问题,可能会感到无从下手。
也可能会有学生说:“用具有显性性状的f2代的个体再继续自交应该还有矮茎植株出现。”“这种方法虽然能够预期实验结果,但还没有能从f1代产生了什么样的配子方面证明假设。
”“怎样才能让f1代体内的两种遗传因子显现出来呢?如果能让f1代体内的两种遗传因子显现出来,就能证明假设是否正确了。”这里的关键是要让f1代体内的隐性遗传因子显现出来,把这一关键给学生点明,学生就会提出:
“用隐性纯合体与f1代杂交,后代应该出现两种性状的个体,其比数是1∶1。这样就能证明假设了。”这一求证的过程学生如果能说出来,最好让学生说。
如果学生说不出来,则需要教师边分析边讲授边板书**。
孟德尔正是进行了这样的实验,实验结果完全证明了他提出的杂种f1代体内有两种因子的假设。因为这种杂交实验能够测定f1代体内的遗传因子情况,因此被称为测交实验。”“孟德尔经过对实验结果的分析,提出了假设,并证明了假设,使之成为遗传学的基本规律。
”3.明确与杂交实验有关的概念。“2024年约翰逊提出把遗传因子改称为基因。那么孟德尔提出的显性遗传因子、隐性遗传因子现在应该叫什么?
”学生自然会回答说:“应该称为显性基因、隐性基因。”教师接着再问:
“f1代表现出的、由显性基因控制的性状应该叫什么性状?”“在f1代中没有表现出来的性状应该叫什么性状?”“显性性状和隐性性状”的答案学生是可以得出来的。
“同种生物同一性状的不同表现类型,叫做相对性状。”和“这种在杂种后代中显现不同性状的现象,叫性状分离。”的概念也应同时交代给学生。
因为这些概念并不复杂,所以直接在副板书部分给出相应的词语就可以了。
4.最后要用“一个自然规律的揭示,经历了哪些过程?”的问题,组织学生讨论并小结孟德尔揭示遗传规律的过程。在此过程中,学生可能不会马上作出回答。
教师则应把学生的注意力引导到对“孟德尔是如何揭示基因分离规律的?他发现遗传规律是从什么活动开始的?”思考上来,从而使学生认识到科学研究的基本过程。
小结:由此可见科学研究的过程一般包括:观察(或实验观察。
如:孟德尔的豌豆杂交实验)、分析(或统计分析)并提出问题、假设、求证假设四个阶段。这就是假说—演绎法的基本过程。
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