1.1 孟德尔的豌豆杂交实验（一）教学设计-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

该高中生物学教学设计聚焦孟德尔豌豆杂交实验（一），围绕分离定律及假说-演绎法展开。通过双手交叉游戏导入，结合生活现象引出相对性状概念，衔接学生已有有丝分裂知识，以问题串引导从实验现象到遗传本质的探究，搭建从具体到抽象的学习支架。 该设计以“一问双驱”为特色，通过问题情境驱动探究，如分析豌豆实验材料选择原因、F2性状分离现象本质等，体现科学思维的逻辑推理与归纳演绎。性状分离比模拟实验将抽象遗传因子行为具象化，落实探究实践。帮助学生掌握假说-演绎法，提升科学探究能力，为教师提供结构化教学思路与情境创设范例。

课题名称 孟德尔的豌豆杂交实验（一） 课堂类型： R新课 □复习课 □习题课 □实验课 □试卷讲评课 □其他： 学习者 分析 学生了解有丝分裂等相关内容，对遗传知识有了一定基础，通过一个学期的培养有了良好的合作探究的习惯，对一些生物学现象也有一定的兴趣，有较强的探究欲望， 但是他们的科学思想方法逻辑推理能力还需锻炼，在教学中可抓住他们的心理特征， 创设情境。逻辑推理层层递进，并引入探究活动，领悟科学研究方法。 教学目标 （1）重演孟德尔对豌豆一对相对性状的杂交实验研究过程，根据实验结果和数据分析设计问题串，由表及里地引发理性思考，形成从现象到本质的科学研究思路，学习归纳与演绎、抽象与概括的科学思维方法，体会假说—演绎法，在对实验现象和事实的分析中构建遗传学的有关概念，阐明分离定律。 （2）通过性状分离比模拟实验，使抽象化的事物具象化地展现，理解遗传因子的分离、配子的随机结合与性状之间的数量关系，体验孟德尔的假说。 （3）运用分离定律解释或预测一些遗传现象，设计实验方案，尝试解决生产、生活问题。 教学重点 1.对分离现象的解释和验证、分离定律。 2.假说—演绎法。 落实教学重点的方法： 创设问题情境，展开问题探讨，引导学生构建 概念，利用模型引导学生对围观的事物进行直观的认识。 教学难点 1.对分离现象的解释。 2.假说—演绎法的研究思路。 突破教学难点的方法： 深入思考生物学事实的基本逻辑，运用数学模型的方法，引导学生对生物学现象进行解释。 教学资源 选择 教师用书、教材、题单、天天练 技术手段的使用： 电子白板、板书、多媒体 课时： 2课时 核心问题 ● 孟德尔是怎样设计一对相对性状的杂交实验的？ ● 孟德尔为解释实验结果作出了哪些假设？他又设计了什么实验来验证假设？ ●分离定律的内容是什么？怎样用分离定律解释一些遗传现象？ ●如何运用假说—演绎法进行科学探究？ 教学过程设计 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 导入新课 小游戏导入：请同学们伸出双手，五指分开，然后双手自然交叉，握紧。相互观察，找出和其他同学的异同点。这是一种习惯吗？不是，这是一种遗传现象，双手交叉时候拇指的位置就是人的一种性状，也就是区别于他人的一种特征，拇指的不同位置是一种相对性状。 除此以外，单眼皮和双眼皮也是一种相对性状，大家试着从自己和同学身上找出一些其他相对性状出来。 由此总结相对性状的概念： 性状——把生物体所表现出的形态、结构、生理生化特征和行为方式等统称为为性状。 相对性状——一种生物的同一性状的不同表现类型。 （1） 同种生物：比如都是人，不能人和猪之间比较 （2） 同一性状：比如人的肤色、身高等 （3） 不同表现类型：黄种人、黑种人、白种人；单眼皮和双眼皮。 除了刚刚举的例子以外，生活中还有很多与遗传相关的内容，提到遗传就不得不提到一个人：孟德尔——遗传学之父。孟德尔于1822年出生于奥地利，他从小爱好园艺，由于家境困难，没有读完大学，当了一名修道士，在朋友的资助下，于1850年到维也纳大学理学院深造，选修了自然科学和数学，这为他以后得研究打下了坚实的基础，当时在世界各地兴起对动植物学的杂交实验。 通过游戏导入生活中常见的遗传相关现象，拉近生活与教材的距离。 结合生活现象导入生物学概念相对性状。 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 选择豌豆作为实验材料的原因是什么 孟德尔和当时的很多科学家一样，选择了不同的实验材料，他最开始选择的实验材料有山柳菊、玉米、紫茉莉、豌豆等多种植物，最后选择了豌豆作为实验材料，进行了长达8年的研究。在1865年他发表了他的论文植物学杂交一文，不过论文发表后石沉大海，一直到1990年才被人们重新注意到，也就是说这篇论文沉睡了35年之久，不被重视也是有原因的，（1）在1859年达尔文的《物种起源》吸引力绝大多数生物学家向生物进化讨论。（2）当时的科学界缺乏理解孟德尔定律的思想基础，即生物学&统计学&数学结合。（3）偏见，大多人认为他的实验和其他人做的杂交实验无区别。 那么孟德尔是根据什么最后选择豌豆作为实验的主角呢？ 阅读教材P2下面第一段。 （1） 豌豆是两性花，自花传粉，闭花授粉。 A、 自花传粉——指这一朵花的花粉落到这一朵花雌蕊柱头上的现象； B、 异花传粉——指一朵花的花粉落到另一朵花的雌蕊柱头上的现象，其中供应花粉的植株叫做父本，用（ ）表示，接受花粉的为母本，用（ ）表示。 C、 两性花——指在同一朵花中，既有雌蕊又有雄蕊的花。 D、 单性花——指在同一朵花中只有雌蕊或雄蕊的话，只有雄蕊的叫雄花，只有雌蕊的叫雌花。比如黄瓜是雌雄单性花，玉米生于同一植株上，柳树中则是雌雄单性花分别生于不通植株上。 既然豌豆是自花传粉植物，避免了外来花粉的干扰，所以豌豆在自然状态下一般都是纯种。（什么是纯种呢？指的是能够延续自己特质的品种，自然界中并不是所有花都像豌豆花这样，很多都是开花后在完成授粉，靠虫媒、风媒等外界因素，不纯。哈士奇x中华田园犬，后代也不纯，失去高贵血统）。而当时孟德尔要研究的是热点问题——动植物之间的杂交，既然豌豆是自花传粉，那我们就让他异花传粉，大家可以看一下图1-1，人工异花传粉的步骤包括哪些？ 结合我们昨天在对话科学家袁隆平爷爷的事迹中知道，异花传粉的第一步需要干什么？ 首先把雄蕊去掉，否则雄蕊产生的花粉会落到豌豆的雌蕊上，这个过程称为去雄，去雄必须在花开之前完成，也就是未成熟的花，去雄之后还需要套袋，目的是为了防止异花传粉，等到雌蕊成熟的时候，就可以进行人工传粉了，把另外一颗植株上的花粉授粉到实验株上，在这个之后还需要再套袋，目的同样是为了防止异花传粉，结合板书讲解此处内容： （对母本）去雄——套袋————人工传粉——再套袋 （花蕾期）（防止异花传粉）（雌蕊成熟时） （防止异花传粉） 除了豌豆花是两性花，自然情况下是纯种便于研究记录外，还有另一个特点吸引力孟德尔： （2） 豌豆具有易于区分的性状 孟德尔经过仔细观察，从34个豌豆品种中选择了7对相对性状（如茎的高度、子叶颜色、花的位置等）做杂交实验。 正是因为豌豆的相对性状比较明显，容易区分而且能够稳定地遗传给后代，实验时便于观察和分析，所以孟德尔选择豌豆作为杂交实验的主要材料，这也为他之后的成功带来了很大的好处。 那么孟德尔是对这七对相对性状一起研究了吗？并不是，他遵循了从简单到复杂的过程，首先只研究了一对相对性状，我们一起来看一下他是如何研究一对相对性状的。 学生看书尝试总结。 教师引导学生理解植物传粉的本质。 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 一对相对性状的杂交实验 豌豆在自然界中是自花传粉，是纯种，若不进行人为异花传粉对它的遗传研究无意义，孟德尔所用方法为杂交实验法，这个方法其实很简单，就三个步骤：人工异花传粉、收集计数、统计计算，孟德尔之所以花了8年是因为不断重复试验以及大量数据的统计和分析。 我们来看一下孟德尔的具体研究情况和成果，在孟德尔之前人们认为遗传的规律跟我们看到的差不多，比如高的父亲和矮的母亲出生中等的你，百花和红花授粉后的花朵呈粉色，我们把这种遗传称为融合遗传，就像红蓝墨水混合，上一代的特征可能在下一代得到融合平衡，但这之后的遗传机制就不得而知了，孟德尔的研究完全打破了这种观点。 对于孟德尔的实验，这里有一个关于遗传学整套的表述方法，也是由孟德尔建立起来的，我们后面的遗传学问题也是用这个方法进行的。 首先孟德尔选择纯种高茎豌豆作母本和矮茎豌豆作父本进行人工异花传粉完成杂交，根据融合遗传的观点后代应该不高不矮，这里作为父本和母本的高茎豌豆和矮茎豌豆统称为亲本，用P（Parent）表示，杂交后产生的第一代（简称为子一代，用F1表示），F1全部为高茎豌豆。 Q1：为什么子一代都是高茎没有矮茎？难道父本中矮茎的遗传信息没有遗传下来吗？ 孟德尔后面确实也做了这个实验，结果发现高茎作父本，矮茎作母本时候结果仍然全是高茎。我们把父本和母本进行交换的实验叫做反交，最开始进行的叫正交，正交和反交其实就是母本和父本的交换。 那孟德尔是怎么证明亲本中矮茎的遗传信息有没有遗传给子一代的呢？他想我其实只需要验证子一代中有没有矮茎的遗传物质就行了，所以让子一代进行自花传粉，就是种下去以后不管，豌豆进行自交。子一代自交产生的后代叫子二代F2.以此类推，发现子二代中出现了矮茎，既有高茎也有矮茎，说明F1中有矮茎的遗传物质只是没有显现出来而已，孟德尔把子一代中表现出来的性状叫做显性性状，也就是高茎。子一代没有表现出来的性状为隐性性状，也就是矮茎。后面，人们将杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象叫做性状分离。比如子二代中既有高茎又有矮茎的现象。 子二代出现了3:1的性状分离是偶然的嘛？怎么得知是个别现象还是普遍现象？孟德尔对其他6对相对性状进行杂交实验，结果大多都约为3:1.所以并不是偶然的。 Q：以种子形状圆粒和皱粒为例写出杂交过程，子一代、子二代分别表现为？如何确定显隐性？符号的表示是否正确。 学生可能会回答：可能母本是高茎的原因，母本的信息干扰了父本的信息，所以子一代只表现出母本的性状，可以将母本和父本换一下。 通过让学生自己再写一次加深学生对遗传图解的书写掌握。 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 是什么原因导致遗传性状在杂种后代中按一定的比例分离呢？ 孟德尔在观察和统计分析的基础上，果断摒弃了前人融合遗传的观点，通过严谨的推理和大胆的想象，对分离现象的原因提出了如下的假说： （1） 生物的性状是由遗传因子（hereditary factor）决定的。 这些因子就像一个个独立的颗粒，既不会相互融合，也不会在传递中消失。每个因子决定一种特定的性状，其中决定显性性状的为显性遗传因子，用大写字母（如D）来表示；决定隐性性状的为隐性遗传因子，用小写字母（如d）来表示。 （2） 在体细胞中，遗传因子是成对存在的。例如，纯种高茎豌豆的体细胞中有成对的遗传因子DD，纯种矮茎豌豆的体细胞中有成对的遗传因子dd。像这样，遗传因子组成相同的个体叫作纯合子。因为F1自交的后代中出现了隐性性状，所以在F1的体细胞中必然含有隐性遗传因子；而F1表现的是显性性状，因此F1的体细胞中的遗传因子应该是Dd。像这样，遗传因于组成不同的个体叫作杂合子。 （3）  生物体在形成生殖细胞—配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进人不同的配子中。配子中只含有每对遗传因子中的一个。 （4） 受精时，雌雄配子的结合是随机的。例如，含遗传因子D的配子，既可以与含遗传因子D的配子结合，又可以与含遗传因子d的配子结合。 教师结合以上假说板书遗传图解的过程： 教师结合板书强化学生的理解 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 对分离现象解释的验证 通过前面的学习我们知道，整个实验的核心在于子一代高茎Dd，证明其配子比是不是1:1，后面的内容都是在逻辑上的推理，随机的受精过程这里不需要验证，验证F1的基因型Dd，产生的配子是否为1:1？，如果孟德尔的假设是对的，即F1产生配子D：d=1:1，那么应该怎么做才能验证？ 孟德尔巧妙地设计了测交实验，让F1与隐性纯合子杂交，以F1高茎豌豆（Dd）与隐性纯合子矮茎豌豆（dd）杂交为例，孟德尔根据假说，推出测角后代中高茎与矮茎植株数量的比应为1:1.经过测交实验得到的结果为：166株后代中，87株是高茎，79株是矮茎，高茎与矮茎数量比接近1:1.孟德尔的测交实验结果验证了他的假说，说明假说是成立。 引导学生理解科学成果的呈现并不是只靠假说就能成立的，必须要有实验数据能够验证和支撑。 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 分离定律的内容 孟德尔的假说内容进行概括称为分离定律。上升到定律水平。 分离定律又叫做孟德尔第一定律：在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。 分离定律的实质可以总结为：F1等位基因导致了F2性状分离。（分离定律中分离的是什么？等位基因） 分离定律在生物的遗传中具有普遍性。 分离定律的适用范围： 1、 有性生殖的生物； 2、 真核细胞细胞核的遗传 3、 一对相对性状的一对遗传因子行为。 像孟德尔在观察和分析基础上提出问题以后，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，推出预测的结果，再通过实验来检验。如果实验结果与预测相符，就可以认为假说是正确的，反之，则可以认为假说是错误的。这种方法叫做：假说-演绎法。 总结孟德尔遗传定律 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 性状分离比的模拟实验 学科网（北京）股份有限公司 $