1、第1章遺傳因子的發現 章節本章是遺傳與進化（必修）的開篇，集中描述了孟德爾對生物性狀遺傳的規律的研究。遺傳因子是如何發現的？這是在 140 多年前奧地利學者孟德爾，從水平出發，利用植物雜交實驗的方法，展開對生物性狀的研究來揭示遺傳規律的。由于孟德爾在植物雜交實驗過程中發現了遺傳因子和揭示了遺傳因子遺傳的兩個規律，使遺傳學誕生了。因而孟德爾成為名垂青史的遺傳學的奠基者!孟德爾于 1866 年的植物雜交實驗中，揭示了核遺傳的兩個基本定律，即分離定律和自由組合定律。本章內容以上兩個定律分兩節進行描述。即第 1 節孟德爾的豌豆雜交實驗（一），第 2 節孟德爾的豌豆雜交實驗（二）。第 1 節孟德爾的豌豆

2、雜交實驗（一）。本節內容是按照孟德爾對生物性狀遺傳的探索過程，從現象到本質，層層深入地展開的。其順序即是：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）。這就是本節內容的內在邏輯結構，這也符合學生的認識規律。在教學內容上也便于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。本節有一些新特色：1.對實驗過程以問題的形式，層層深入地程中建構知識結構。這是極其重要的特色！問題和分析問題，在分析和解決問題的過2.對雜交實驗的解釋和對遺傳規律的總結，沒有作跨的說明,完全是按照孟德爾的推理得出的。這

3、是過去人教版的高中生物的內容中所沒有的。3.在講述孟德爾的探究方法的基礎上，不失時機地提出要求,讓學生主動參與問題的分析。第 2 節孟德爾的豌豆雜交實驗（二），由以下的內容要點：“兩對相對性狀的雜交實驗”，“對自由組合現象的解釋”“對現象解釋的驗證”“自由組合定律”“孟德爾實驗方法的啟示”和“孟德爾遺傳規律的再發現”等。本節在內容安排上與第 1 節有共同的特點，即按照孟德爾的實驗過程，由現象到本質， 層層深入地展開討論。“一對相對性狀的分離對其他相對性狀有沒有影響呢？”這一問句起到了承上啟下的作用。同時說明，分離定律是研究單因子的，而自由組合定律是研究多因子的。單因子的研究是多因子研究的基礎。

4、本章內容與本冊書其他章內容有著密切的。本章內容集中描述了孟德爾發現遺傳因子的實驗過程。而對實驗現象的解釋只是一種推測，根據推測總結遺傳規律。而其他章的內容是第一章的內容層層展開的。如：第 2 章和的關系，回答了遺傳因子是什么和遺傳規律的細胞學基礎的問題；第 3 章的本質描述了遺傳因子的本質是什么；第 4 章的表達描述了遺傳因子（）是如何行使功能的；第 5 章突變及其他變異描述了遺傳因子（）在傳遞過程中是怎樣變化的；第 6 章從雜交育種到工程描述了人類如何利用生物的遺傳因子（）；第 7 章現物進化理論，則描述了生物進化過程中遺傳因子（）頻率是如何變化的。總之，整冊書是按照遺傳學發展的歷程來編寫的

5、。抓住了這條主線，就可以找出各章之間的有機,教學中就能達到左右逢源了。本章的知識結構如下：本章教學價值：1.知識方面（1） 學習孟德爾科學實驗的方法。（2） 認知分離定律的內容和實質。（3） 認知自由組合定律的內容和實質。2.能力方面（1） 學習運用數學統計方法和遺傳學原理解釋或（2） 嘗試進行雜交實驗的設計。3.情感態度與價值觀方面一些遺傳現象。認同孟德爾敢于質疑、勇于實踐、勇于創新以及嚴謹求實的科學態度和科學精神。本章教學安排：第 1 節孟德爾的豌豆雜交實驗（一）：2 課時第 2 節孟德爾的豌豆雜交實驗（二）：2 課時第 1 節孟德爾的豌豆雜交實驗（一） 從容說課本節內容包括以下四個方面：

6、1. 一對相對性狀的遺傳實驗，即孟德爾的單因子遺傳實驗過程及實驗結果。2. F2 為什么出現 31 的性狀分離比呢？孟德爾提出假說對分離現象進行解釋。3. 對分離現象解釋正確嗎？孟德爾設計了巧妙的對分離現象解釋的實驗測交實驗進行驗證。同時安排了“性狀分離比的模擬實驗”，使學生能更好地來體會孟德爾的假說。4.分離定律。這是對孟德爾一對相對性狀雜交實驗的結果及其解釋進行分析而得出的結論。本節內容有何內在呢？伊始，通過“問題探討”欄目,既讓學生了解“融合遺傳”的內涵，為理解孟德爾的“顆粒遺傳”埋下伏筆。同時也激發了學生的求知欲望。在介紹實驗前首先介紹了孟德爾及孟德爾所選用的豌豆適于作為實驗材料的生物

7、學特征。這為講述孟德爾的豌豆雜交實驗，并獲得作了必要的鋪墊。本節教學內容邏輯結構嚴密,層層深入地展開。其依次展開的順序是：孟德爾的雜交實驗方法和觀察到的實驗現象（發現問題）孟德爾對實驗現象的解釋（提出假說）對分離現象解釋的驗證（驗證假設）總結出分離定律。這種內容的內在邏輯性與學生的認識規律是相一致的。的主導思想是以孟德爾發現遺傳因子的實驗過程為主線，突出科學史和科學研究方法的教育。本對原有新的，具體表現在：對雜交實驗的解釋和對遺傳規律的總結完全是根據孟德爾的推理得出的；對實驗過程采用問題的形式，層層深入地問題和解決問題，在分析和解決問題的過程中構建知識結構；為了加深學生對遺傳因子的分離和配子的

8、隨機結合與性狀之間關系的理離比的模擬”。驗孟德爾的假材穿插了模擬實驗“性狀分本節的特色是以孟德爾發現遺傳因子的過程為主線，通過一對相對性狀的遺傳實驗的過程，層層深入地展開的。因而內在的邏輯性很強。這就是本節內容的思路脈絡。執教者能否把握本節的這一結構特點,是在教學中能否左右逢源、得心應手的關鍵。本節在教學方法上要力求做到精心設計師生間的互動，特別是對難點分離現象的解釋和性狀分離的模擬實驗的設計上。在師生互動過程中 三維目標1.知識與技能（1） 認知孟德爾一對相對性狀的遺傳實驗。（2） 認知孟德爾分離定律的內容和實質。難點。（3） 理解自交、雜交、測交、正交、反交、性狀、相對性狀、顯性性狀、隱性

9、性狀、性狀分離、純合子、雜合子和分離定律等概念。（4） 運用分離定律解釋一些遺傳現象。2.過程與方法（1）探究：性狀分離比的模擬實驗。（2）相互交流：對分離現象的解釋，體會孟德爾對雜交實驗分離現象解釋的假說。（3）學習：通過互聯網、館、新華書店等多種,收集遺傳學之父孟德爾的個人資料等。3.情感態度與價值觀（1） 體驗孟德爾遺傳實驗的科學方法和敢于質疑、勇于創新，以及嚴謹求實的科學態度和科學精神。（2） 嘗試進行雜交實驗的設計。 教學重點1. 一對相對性狀的遺傳實驗。2. 對分離現象的解釋。3. 對分離現象解釋的驗證。4. 分離定律的內容和實質。 教學難點1. 對分離現象的解釋。2. 對分離定律

10、的理解。 教具準備1. 實驗材料和用具。2. 孟德爾的豌豆雜交實驗（一）課件。 課時安排本節內容需安排兩個課時進行教學： 第 1 課時 一對相對性狀的遺傳實驗對分離現象的解釋第 2 課時 性狀分離比的模擬實驗對分離現象解釋的驗證分離定律第 1 課時 教學過程課前準備1. 學生查找孟德爾的生平資料。2. 一對相對性狀的雜交實驗遺傳圖。3. 認知豌豆適于雜交實驗的生物學特征。情境創設課室（或多課室）屏幕顯示：問題探討師生互動以上問題的呈現激發了學生的求知欲望。很快把學生引入新課，進入學習狀態。屏幕顯示課題：第 1 節 孟德爾的豌豆雜交實驗（一）同學們，遺傳是生物界普遍的現象，但其中的奧秘卻隱藏至深

11、啊！讓我們從 140 多年前孟德爾的植物雜交實驗開始，看看科學家們是如何探索其奧秘的！1.孟德爾的生平簡介師：請同學們把課前收集到的孟德爾的生平資料互相交流一下。哪位同學能理的孟德爾的生平資料在課堂上與大家共享呢？收集整生：孟德爾于 1822 年 7 月 22 日,出生于奧地利一個貧寒的農民家庭。從小愛勞動，念中學時就對自然科學發生了。21 歲做了修道士，以后,當過中等學校的教員，在此期間，業余時間進行科學實驗。他對天文、氣象、園藝和養蜂等都進行過研究，其中雜交實驗，潛心研究了 8 年，而豌豆的雜交實驗是非常的。他對科學研究工作嚴肅認真，在自己的通信中說過，“從春到秋，天天都要全神貫注、翼翼地

12、監視著實驗”。他通過觀察對比、統計分析，從大量的數據中揭示了兩個遺傳規律,成為遺傳學的奠基人！ 師：同學們,這位同學對孟德爾的生平描述得怎么樣？生：很不錯。使我們從他的介紹中感受到了遺傳學的奠基者孟德爾進行科學實驗時所表現出的科學精神和科學態度。2.豌豆適于雜交實驗的生物學特征師：為什么用豌豆作遺傳實驗材料容易取得？生：豌豆是閉花自花授粉的植物,自然狀態下是純種。用豌豆做人工雜交實驗，結果既可靠，又容易分析；同時，豌豆還有易于區分的性狀，實驗結果很容易觀察和分析；豌豆的花大,便于人工授粉。因此，豌豆是理想的遺傳實驗材料。孟德爾經過觀察,在 34 個豌豆品種中選擇了七對相對性狀。如莖的高度：高莖

13、和矮莖這是一對性狀。相對性狀是指：同一種生物同一性狀的不同表現類型。他首先是對每對相對性狀的遺傳各自進行研究的。人們曾經認為兩個親本雜交后，雙親的遺傳物質會在子代體內發生混合，使子代表現出介于雙親之間的性狀。這種觀點也稱做融合遺傳。討論：1. 按照上述觀點，當紅牡丹與白牡丹雜交后，子代的牡丹會是什么顏色？2. 你同意上述觀點嗎？說說你的理由。3.一對相對性狀的遺傳實驗孟德爾是如何進行豌豆的雜交實驗的呢？下面我們一起來看看孟德爾的一對相對性狀的遺傳實驗。大家先以下問題各自看書（P36）,進行學習，然后同桌之間進行討論，交流學習的信息。（1） 注意弄清以下幾組概念的含義：親本、母本、父本；雜交、自

14、交、正交、反交、測交；性狀、相對性狀、顯性性狀、隱性性狀、性狀分離。（2） 在雜交實驗中孟德爾選擇的是什么樣的親本？他是如何設計雜交類型的？（3） 孟德爾在一對相對性狀的遺傳實驗中觀察到了哪些實驗現象？（4） 你能用圖解表示出孟德爾一對相對性狀雜交實驗的過程嗎？ 思考題參考：（1）見內容。（2） 孟德爾選擇的是純種高莖豌豆和純種矮莖豌豆作親本。在雜交親本的選擇上既用高莖作母本（接受花粉的稱母本）,矮莖作父本（傳出花粉的稱為父本）；同時又用高莖作父本，矮莖作母本。如果將第一種雜交類型稱為正交，那么第二種雜交類型就稱為反交了。但不管是正交，還是反交，F1 都有表現高莖的植株。（3） 孟德爾觀察到的

15、實驗現象是： F1 都是高莖的。即 F1 只表現一個親本的性狀高莖。 F2 出現了性狀分離。即出現了兩個親本性狀：高莖和矮莖。且高莖與矮莖之比接近31。孟德爾一對相對性狀雜交實驗遺傳圖解。P純種高莖豌豆純種矮莖豌豆F1高莖性狀表現F2 數比值高莖7873矮莖2771師：從同學們交流學習信息的情況看，絕大部分同學對一對相對性狀的遺傳實驗的設計和實驗過程理解、掌握得比較好，也能用圖解的方式來表示孟德爾的雜交實驗過程。這說明大部分同學有一定的獲取知識的能力。這是值得贊賞的！（鼓掌）為什么 F1 只表現高莖？為什么 F2 出現了性狀分離，且分離比為 31？ 4.對分離現象的解釋孟德爾在對豌豆雜交實驗觀

16、察統計分析的基礎上，果斷地摒棄了前人融合遺傳的觀點， 通過嚴謹的推理和大膽的想象，對分離現象的，提出了獨到的假說。師：孟德爾認為生物的性狀由什么決定的？生：由遺傳因子決定的。（第一次提出遺傳因子的概念） 師：遺傳因子有什么特點？生：遺傳因子的特點有：決定著對應的性狀。的顆粒狀，互不融合，在傳遞中消失，每個遺傳因子師：遺傳因子有哪些類型？與性狀有何關系？如何表示呢？生：孟德爾認為遺傳因子有顯性和隱性之分。顯性遺傳因子顯性性狀，用大寫字母表示；隱性因子隱性性狀，用小寫字母表示。師：遺傳因子在體細胞中的存在形式怎樣？生：孟德爾認為遺傳因子在體細胞中是成對存在的。純種高莖豌豆體細胞中有成對的遺傳因子

17、DD，而純種矮莖豌豆的體細胞中有成對的遺傳因子 dd。體細胞中由相同的遺傳因子組成的就叫純合子。師：F1 細胞中遺傳因子是怎樣的呢？生：F1 細胞中遺傳因子也是成對的。從 F1 自交產生的后代出現隱性性狀看,F1 細胞中必然含有隱性遺傳因子。其體細胞中成對的遺傳因子應是 Dd。師：大家能從中推斷出 F1 為什么都表現高莖的嗎？生：對以上事實和提出的問題同學們進行認真的分析、討論。有些同學躍躍欲試，分析推斷的結果。其中有幾位同學闡述了的認知：因為顯性遺傳因子（D）想談談和隱性遺傳因子（d）在一起時，只表現豌豆高莖的遺傳因子所的性狀，可見豌豆的高莖對矮莖是顯性性狀,而矮莖是隱性性狀。而隱性性狀是在

18、 F1 表現不出來的。所以，不管是正交還是反交，F1 全部表現高莖。師：這幾位同學依據孟德爾的假設進行的分析推斷是完全正確的。給大家解開了 F1 為什么全部是高莖的奧秘。像 F1 這樣的，由成對的相對性狀的顯性遺傳因子和隱性遺傳因子組成的稱雜合子。遺傳因子在生殖細胞中的存在與在體細胞中的存在有什么不同嗎？生：遺傳因子在生殖細胞中是成單存在的。這就是它們之間的不同。（通過比較，可加深理解和記憶）師：你能分析遺傳因子在生殖細胞中成單存在的嗎？生：依據孟德爾的假設，在形成生殖細胞的時候，成對的遺傳因子彼此分離，分別進入不同的配子中。所以，生殖細胞中只含有成對遺傳因子中的一個，因而也就形成了比值相等的

19、雌、雄兩種配子。師：在作用時，雌雄配子結合的行為是怎樣的？生：孟德爾認為，雌雄配子的結合是隨機的。含有 D 和 d 遺傳因子的雌雄配子之間結合的機會是均等的。師：F1 產生的雌雄配子之間的遺傳行為會產生怎樣的結果？生：從P5 圖 15 看,F1（Dd）在形成生殖細胞時,各產生兩種類型比值相等的雌、雄配子。由于雌雄配子之間的結合機會相等,因此，在 F2 體細胞中出了三種類型的遺傳因子的組合，即 DD、Dd、dd，它們的比值是 121。由于 DD 和 Dd 表現高莖，dd 表現矮莖。所以 F1 自交得到的 F2 出現了性狀分離，分離比是 31。F2接近 31 的理論值。數目越多，統計的結果越是師：

20、這位同學性狀分離了嗎？利用圖解進行分析，回答得太妙了！大家現在知道 F2 為什么會發生生：知道了！（大多數同學異口同聲地說）教師精講前面，我們對孟德爾的生平和對豌豆的生物學特征進行了認知，著重學習了孟德爾的一對相對性狀的遺傳實驗。特別對孟德爾的假設對分離現象的解釋進行了細致認真的討論。下面著重講一講關于孟德爾雜交實驗設計和對實驗現象的解釋等問題，以加深同學們對這些問題的理解。1.為什么孟德爾成為遺傳學的奠基者？ 首先是由于孟德爾對自然科學的熱愛和,對待雜交實驗的科學態度和科學精神；其次是他觀察比較，找到了理想的遺傳實驗材料豌豆；第三,他用數學統計的方法分析實驗結果，揭示其內在規律。這是孟德爾獲

21、得實驗,成為遺傳學奠基者的主要。2. 孟德爾對豌豆雜交實驗進行了精心的設計，如他從 34 個豌豆品種中選擇了七對易于區分的相對性狀進行實驗；將親本分別進行正交、反交對比觀察；將 F1 自交，觀察和統計分析 F2 的表現。這些都表現了孟德爾嚴謹求實的邏輯思維方法和設計思路，這是他對待科學實驗的科學精神和科學態度的具體體現。3. 在對 F2 分離現象的解釋時，孟德爾果斷地 了前人融合遺傳的觀點，而大膽地提出了對分離現象的解釋的獨到的假說。他認為：（1）生物的性狀是由遺傳因子決定的。遺傳因子間有、互不融合、消失的特征。（2）遺傳因子在體細胞中是成對存在的,而在生殖細胞中是成單存在的。（3）在作用過程

22、中，雌、雄配子（即生殖細胞）的結合是隨機的,機會是均等的。孟德爾運用這些假說的基本觀點、基本原理，解釋了豌豆雜交實驗中 F2 出現性狀分離現象的機理。這是認知過程中，從實踐上升到理論，從感性上升到理性的過程。這是符合認知的一般規律的。這就是孟德爾科學思維方法之嚴密所在。同學們，評價反饋認為呢？1. 用遺傳圖解法表示孟德爾一對相對性性狀的遺傳實驗。（以此檢測反饋學生對孟德爾豌豆的一對相對性狀實驗設計和實驗過程的理解）2. 孟德爾一對相對性狀雜交實驗的實驗現象是什么？為什么 F2 出現性狀分離？孟德爾怎樣解釋 F2 出現的性狀分離的？從中折射出孟德爾是怎樣一個人？（：略，詳見前“師生互動”和“教師

23、精講”欄目）課堂小結ì孟德爾的生平簡介ï課堂知識結構ï豌豆與雜交實驗有關的生物學特征íï一對相對性狀的雜交實驗ïî對F2出現性狀分離的解釋布置作業1.2.預習P8 基礎題 13。P6 實驗。課后拓展1.選擇題（1）豌豆在自然狀態下是純種的A.豌豆品種間性狀差異大B.豌豆先開花后授粉C.豌豆是閉花自花授粉的植物D.豌豆是自花傳粉的植物是：豌豆是自花傳粉、閉花授粉的植物。在自然狀態下，花未開放前就已經完成了傳作用。所以能保持純種。：C（2）下列各項中屬于相對性狀的是A.玉米的黃粒和圓粒B.家雞的長腿和毛腿C.綿羊的白毛和黑色D.

24、豌豆的高莖和豆莢的綠色：相對性狀是指同種生物同一性狀的不同表現類型。綿羊的毛色白色和黑色是一對粉相對性狀。：C（3）用純種高莖豌豆（DD）與純種矮莖豌豆（dd）雜交，得到 F1 全為高莖，將 F1 自交得 F2，發現 F2 中高莖矮莖為 31。實現 F2 中高莖矮莖為 31 的條件是A.F1 形成配子時，遺傳因子分離，形成兩種配子B.含有不同遺傳因子的配子隨機結合C.含有不同遺傳因子組合的必須有適宜的生長發育條件D.只需 A 項條件，而不需 B、C 兩項條件：F1 自交后代出現性狀分離，分離比為 31。條件有： F1 形成配子時成對不同的遺傳因子分離，形成 D 配子和 d 配子；這兩種類型的雌

25、雄配子隨機結合，且結合機會相等；含各種遺傳因子的：ABC（4）下列敘述正確的是必須有實現各自遺傳因子表達的環境條件。A.純合子測交后代都是純合子B.純合子自交后代是純合子 C.雜合子自交后代都是雜合子D.雜合子測交后代都是雜合子：本題主要考查學生對分離定律中一些概念的理解。根據分離定律可知是否正確。因純合子自交，配子中含有相同的遺傳因子，作用產生一種類型的純合的合子，故 B正確。根據測交概念的含義，純合子測交一定是雜合子，所以 A 是錯的。根據分離定律雜合子和自交的含義，雜合子自交有 50%是雜合子，50%是純合子，因此 C 也是錯的。根據雜合子和測交的含義，雜合子測交有 50%是雜合子，有

26、50%是純合子，故 D 也是錯的。：B（5）桃果實表面光滑對有毛為顯性，在毛桃的植株上授以純合光桃的花粉，該育成的果實應為發A.毛桃C.毛桃的概率為 1/3B.光桃D.光桃的概率為 1/3：此題是考查果實的發育，果實的性狀表現與親本的關系。因果實是由子房發育成的，而子房是母本的一部分，因此發育成的果實只表現母本的性狀。：A（6）羊的毛色白色對黑色為顯性。兩只雜合白羊為親本，接連生下了 3 只小羊是白羊，若它們再生第 4 只小羊，其毛色A.一定是白色的C.一定是黑色的B.是白色的可能性大D.是黑色的可能性大：此題是考查分離定律的知識。因羊的白色對黑色為顯性。兩雜合白羊為親本，接連生下三只小羊是白羊，生第 4 只小羊也是生白色的可能性大。因為兩種雜合的白羊交配， 從理論上看這對親本生出的小羊白（1 顯純+2 顯雜）黑（隱純）=31。：B2.科學家發現了一只罕見的白色雄猴，請你設計一個最佳方案，可以較快地讓這只白色雄猴繁殖成一群白色猴群。：此題是考查分離定律的有關知識。猴子的白化病與人類白化病一樣，是隱性性狀。如果白色遺傳因子用 a 表示，這只白色雄猴體細胞中遺傳因子的組成是 aa。：最佳的設計方案是：先讓這只白色