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2.1 解開遺傳的奧秘

任務簡報:1860 年代,孟德爾在修道院的花園裡種了上千株豌豆,仔細記錄花色、種子形狀等性狀在世代間的變化,意外發現了遺傳的基本規律。準備好了嗎?跟著步驟動手探究,一關一關破解它!

小欣老師
1讀故事情境先進入狀況
2動手玩實驗先看步驟再操作
3記錄與闖關填數據、答問題
4自我驗證最後回頭打勾⭐
1

情境引導

小惠同學
🧭 探險情境

1860 年代,孟德爾在修道院的花園裡種了上千株豌豆,仔細記錄花色、種子形狀等性狀在世代間的變化,意外發現了遺傳的基本規律。這一節,我們要親自「重現」孟德爾的豌豆雜交實驗,體會科學家如何從龐大的數據中找出規律。

2

實驗工作站:其他

先把 5 個步驟讀完,再動手做!

💻 電腦版:同一個框框裡,左邊讀步驟、右邊做實驗,實驗畫面會一直陪著你。📱 手機版:先讀步驟,往下就是實驗艙。

🧑‍🏫 操作指導語(請依序完成)

小欣老師
  1. 1

    進入模擬後,先閱讀孟德爾以豌豆進行雜交實驗的背景介紹。

  2. 2

    選擇一組相對性狀(例如:圓形種子 vs. 皺縮種子),將兩個純種親代(P)進行雜交。

  3. 3

    觀察並記錄 F1 子代呈現的性狀,思考為什麼子代只表現出其中一種性狀。

  4. 4

    讓 F1 個體自交,產生 F2 子代,記錄 F2 子代中兩種性狀各自出現的株數與比例。

  5. 5

    重複操作 1〜2 組不同性狀,比較是否都呈現相似的比例規律。

💡 實驗小提醒
  • F1 子代雖然只表現出一種性狀,但並不代表另一種性狀「消失」了,它仍然存在,只是被暫時「隱藏」,這正是孟德爾發現「隱性」概念的關鍵。

🧪 實驗艙(讀完左邊步驟,在這裡動手做):

labxchange.org · 需登入🔎 放大操作

這個實驗由 LabXchange 平台提供,需要登入免費帳號才能玩,而且不開放直接嵌入(放進來只會是灰灰的空白)。請點按鈕在新分頁開啟:

🚀 前往 LabXchange 實驗

在新分頁完成後,記得回來繼續闖關!
3

數據實驗室

小惠同學

把觀察到的結果填進格子;不知道怎麼填?按「填入範例」看看!

📏 參考範圍:顯性性狀株數 約 0~10000;隱性性狀株數 約 0~10000;顯性:隱性比例 約 0~100。填的數字差太多時會出現橘色提醒——再量一次看看!

世代觀察性狀顯性性狀株數隱性性狀株數顯性:隱性比例
F1
F2
4

探究關卡

小欣老師

用你的觀察與數據回答問題。卡住了就按提示;先寫下想法(5 個字以上),才能解鎖參考答案喔!

探究 1觀察與定題

孟德爾為什麼要先用「純種」的親代進行雜交?這樣做的好處是什麼?

回到實驗艙或數據表,找找看:什麼現象讓你最意外、最好奇?
試著用「我觀察到……」開頭,再問一個「為什麼」或「跟什麼有關」的問題。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

使用純種親代可以確保親代的基因型是已知且穩定的(同型合子),這樣才能準確追蹤性狀在後代中的遺傳規律,避免受到親代本身基因不純的干擾。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 2計劃與執行

F1 子代為什麼只表現出一種性狀?這個性狀稱為什麼?

想一想:這個實驗中你改變了什麼?哪些條件保持不變?
照著操作步驟回顧你實際做了哪些動作,把觀察到的結果寫下來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

F1 子代只表現出「顯性」性狀,因為顯性基因會掩蓋隱性基因的表現,但隱性基因仍存在於 F1 個體中。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 3分析與發現

從你記錄的 F2 數據來看,顯性與隱性性狀的比例接近多少?這個比例代表什麼意義?

看看你填的數據表:數字怎麼變化?有什麼規律或差異?
用「因為……所以……」把數據和背後的原因連起來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

F2 子代中顯性與隱性性狀的比例接近 3:1,這代表這對性狀是由一對基因控制,且顯性對隱性具有掩蓋作用,符合孟德爾的分離定律。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 4討論與傳達

孟德爾在沒有顯微鏡看到基因、也不知道 DNA 存在的年代,是如何靠「數豌豆」發現遺傳規律的?這給我們什麼啟示?

想想看:生活中哪裡也看得到類似的現象或應用?
試著用這一課學到的科學詞彙,把想法說清楚給同學聽。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

孟德爾透過種植大量豌豆、仔細記錄並統計數量的方式,即使不知道基因和 DNA 的存在,也能從大量數據中歸納出規律。這告訴我們:科學研究不一定需要最先進的儀器,仔細觀察、大量取樣與嚴謹統計同樣能發現重要的自然規律。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

5

延伸挑戰(進階,選做)

還不過癮?點開下面的挑戰卡,繼續探險!

🚀 延伸挑戰:挑戰:孟德爾的兩對性狀雜交實驗 ▶

查詢孟德爾「兩對相對性狀」的雜交實驗(例如同時觀察種子形狀與顏色),了解 F2 子代出現的四種性狀組合比例(9:3:3:1),並嘗試解釋這個比例是如何從「自由組合定律」推導出來的。

google.com · 查資料任務 🔎 開新分頁查

這一關是查資料任務(不是虛擬實驗),點下面按鈕用 Google 搜尋相關資料:

🔍 去查查看

查到資料後,試著用自己的話整理重點;記得回來繼續闖關!
6

反思時光

最後幾題,沉澱一下今天學到的東西!

反思 1學習反思

在重現孟德爾實驗的過程中,我覺得最需要耐心的步驟是____。

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
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🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

孟德爾花費多年時間持續種植、記錄與統計,展現了科學研究需要的耐心與嚴謹態度,也提醒我們看似簡單的重複實驗,往往是重大發現的基礎。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

反思 2學習反思

孟德爾的故事讓我對「科學研究」這件事有什麼新的想法?

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

💡 參考方向同上一題——最重要的是寫下你自己的想法!

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

🏁

自我驗證:我學會了嗎?

跑完一整輪了!現在回頭檢查——下面四件事你真的會了嗎?會就打勾;不太確定?點旁邊的按鈕回那一關再練一次。

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  • 🔁 回第 2 關
  • 🔁 回第 3 關
  • 🔁 回第 4 關
小惠同學小欣老師
🏆 探究迴圈完成!
你剛剛做了真正的科學探究:觀察 → 實驗 → 記錄 → 分析 → 表達 → 回頭驗證。
這就是科學家的一天。幫自己鼓掌!👏