性状分离比的模拟实验

1 《性状分离比的模拟》实验教学设计

一、教学设计思路

本实验既是模拟实验又是定量分析实验，属于部分探究活动，学生主要完成数据收集、记录、统计、概括和推理，解释实验结果，反思与改进实验。教师引导学生进行数据比较和概括，从中发现问题，驱动学生主动从各方面进行误差分析。当学生思维活跃时候，鼓励学生提出改进方案，进一步拓展学生对模拟实验理解。本实验设计基本按照“发现问题→作出假设→设计实验→进行实验→分析结果、得出结论”顺序进行教学。

新课程标准提倡以探究、理解、体验、分享与合作等新型学习方式。按部就班实验，限制了学生思维能力和创造能力发挥。所以我大胆将实验稍作修整，1除了模拟本实验（即孟德尔自交实验）外，设置实验模拟孟德尔测交试验，即开拓学生思维，又对本节课内容前呼后应。2本实验课本操作简单，学生实验操作和统计实验结果没有障碍，但有些学生会不认真对待，小组分配改变传统两人，设置3人一小组进行合作学习。实验中一个学生抓球，另一个学生做记录，第三位同学监督并负责将小球放回原处及摇匀小球，增强实验数据准确性。

二、实验教学分析

1.学习任务分析

“性状分离比的模拟实验”是高中生物人教版必修二《遗传与进化》 第1章第一节孟德尔的豌豆杂交实验（一）中教学内容，是本书第一个实验。本实验是对孟德尔假说间接具体的体验。通过性状分离比模拟实验,使学生亲身活动,将抽象的、肉眼看不见遗传因子分离、配子随机结合与遗传结果关系直观、明了地体现出来，进一步体验孟德尔提出的假说，锻炼学生合作探究能力,贯彻高中生物新课程教学理念,提高学生的综合素质，增强学生学习自然科学兴趣,倡导协作探究精神。同时为认识和理解基因分离定律、基因自由组合定律、减数分裂、受精作用过程中分离和组合情况奠定基础。

2.学生情况分析 2 学生通过“孟德尔的豌豆杂交实验（一）”第一课时的学习，对孟德尔杂交实验过程和孟德尔提出的假说有了初步了解，但是对分离现象的解释并没有真正地理解，对雌雄配子的随机结合会与性状分离比之间关系还不太清楚。实验操作方面：学生有一定实验操作、观察、对比、分析、推理等能力。

实验十一“性状分离比”的模拟实验

一、实验原理

由于进行有性杂交的亲本，在形成配子时等位基因会发生分离；受精时，雌雄配子又会随机结合成合子。因此，杂合子杂交后发育成的个体，一定会发生性状分离。

本实验就是通过模拟雌雄配子随机结合的过程，来探讨杂种后代性状的分离比。

通过模拟小实验，可说明孟德尔假设推论出的杂种后代几种基因组合及数量比是否正确。

二、目的要求

通过模拟实验认识和理解“基因的分离和随机结合”与“生物性状”之间的数量关系，为进一步学习基因分离定律的实质打下一定的基础。

三、材料用具

小塑料桶2个，2种色彩的小球各20个。

四、方法步骤

观察：教师将事先准备好的两个小塑料桶放在讲桌上，向甲桶里分别放入两种颜色（分别标有Ｄ和d）的小球各10个（代表雌配子）。向乙桶里分别放入另两种颜色（分别标有Ｄ和d）的小球各10个（代表雄配子）。分别摇动甲、乙小桶，使桶内小球充分混合。

请一位学生上讲台来抽取：第一次从甲桶中取出Ｄ，从乙桶中取出ｄ，给合为Ｄｄ，请同学们记录。第二次抓取组合为ｄｄ，第三次组合为Ｄｄ，第四次……第10次为Ｄｄ。

提问：随机抓取10次，请同学们统计结果，是否山现三种基因组合，且性状分离比是否为1：2：1？（答：不是。）

提问：如果连续抓取100次或更多欢，情况又会怎样呢？（答：会越来越接近孟德尔的假设推论。）

1．分别摇动甲、乙小桶，使桶内小球充分混合。

2．分别从两个桶内随机抓取一个小球，这表示让

雌配子与雄配子随机结合成合子。每次抓取后，记录

下这两个小球的字母组合。

3．将抓取的小球放回原来的小桶，按上述方法重

复做50～100次(重复的次数越多，结果越准确)。

4．统计小球组合分别为DD、Dd和dd的数量，并

将统计结果填写在《实验报告册》上。

5．计算小球组合DD、Dd和dd之间的数量比，以

及含有小球D 的组合与dd组合之间的数量比，并将计算结果填写在《实验报告册》上。

《性状分离比的模拟实验》教案

一、 教学目标

知识：认识和理解遗传因子的分离和配子的随机结合与性状之间的关系。（理解水平）。

能力：正确运用实验材料用具；对数据进行收集、记录、统计、概括和推理；分析减少实验误差的方法；培养合作交流和创新思维能力。（独立操作水平）。

情感态度和价值观：养成尊重事实、勇于实践、力求完美的科学精神和态度。（经历水平）。

二、 重点难点

知识目标的达成是正确操作实验、分析数据的前提和基础。学生通过合作交流，对实验数据提出疑问；通过分析操作过程和统计数据来解释实验结果；通过提出优化方案来解决误差问题；在整个过程中不断提高学生的科学素养。因此，将能力目标作为本课的重点，将情感目标作为本课的难点。

三、 教学方法及手段

新课程标准十分强调培养学生的创新精神、实践能力、终身学习的能力和适应社会生活的能力。这要求生物教学需要从注重学生科学知识的传授转向全面提高学生的科学素养，提倡以探究、理解、体验、分享与合作等为主要特征的新型学习方式。

按部就班的实验，很大程度上限制了思维能力和创造能力的发挥。本实验既是模拟实验又是定量分析实验，属于部分探究活动，改变了以往传授式的学习。探究的问题由教师提出，学生在教师引导下作出假设，并通过集体讨论获得模拟方法。学生主要完成数据的收集、记录、统计、概括和推理，解释实验结果，并对实验作出反思与改进。

本实验采用学生极其熟悉的两种实验材料——乒乓球和豆子，特别容易提高学生的积极性，集中学生的注意力。教师引导学生进行数据的比较和概括，从数据中发现问题。

本节课以四人小组为单位进行合作学习。小组内部分工合作，相互协调，进行实验操作、数据统计和结果分析，这样有利于极大限度地发挥学生的思维潜能，提高学习效率，增强合作意识。小组之间引入竞争，组间的交流讨论能迸发出思维的火花，这样既能发挥个人的积极性和创造性，也能激发学生的成功意识和集体荣誉感。

四、 教学过程

实验01 性状分离比的模拟实验

目的要求

通过模拟实验认识和理解“基因的分离和随机结合”与“生物性状”之间的数量关系，为进一步学习基因分离定律的实质打下一定的基础。

实验原理

由于进行有性杂交的亲本，在形成配子时等位基因会发生分离；受精时，雌雄配子又会随机结合成合子。因此，杂合子杂交后发育成的个体，一定会发生性状分离。

本实验就是通过模拟雌雄配子随机结合的过程，来探讨杂种后代性状的分离比

材料用具

小塑料桶2个，2种色彩的小球各20个。

实验步骤

1．分别摇动甲、乙小桶，使桶小球充分混合。

2．分别从两个桶随机抓取一个小球，这表示让雌配子与雄配子随机结合成合子。每次抓取后，记录

下这两个小球的字母组合。

3．将抓取的小球放回原来的小桶，按上述方法重复做50～100次(重复的次数越多，结果越准确)。

4．统计小球组合分别为DD、Dd和dd的数量，并将统计结果填写在《实验报告册》上。

5．计算小球组合DD、Dd和dd之间的数量比，以及含有小球D 的组合与dd组合之间的数量比，

(1)同一个小桶内两种不同颜色的彩球数量必须相等。因为母本(杂合子Dd)产生的D雌配子与d雌配子的数量是相等的，父本(杂合子Dd)产生的D雄配子与d雄配子的数量也是相等的。

(2)不同小桶内的彩球数量不必一定相等。因为对于大多数生物来说，父本产生的雄配子数量远远多于母本产生的雌配子数量。

(3)抓球时应双手同时进行,或由两位同学同时抓取，而且要闭眼进行，以避免主观因素的干扰,减少人为误差,保证抓取的随机性。

(4)多重复几次模拟实验,重复次数越多,结果越准确。

(4)实验结果为小组统计和全班综合统计相结合。

1．（2021·浙江·统考高考真题）某同学用红色豆子（代表基因B）和白色豆子（代表基因b）建立人群中某显性遗传病的遗传模型，向甲乙两个容器均放入10颗红色豆子和40颗白色豆子，随机从每个容器内取出一颗豆子放在一起并记录，再将豆子放回各自的容器中并摇匀，重复100次。下列叙述正确的是（ ）