浙江省高中生物2009年课前培训资料：模块2《遗传与进化》教材教法分析

课件82张PPT。模块2《遗传与进化》（浙科版） 模块设计思路
教材教法分析
几点教学想法一、本模块教学内容的设计思路 1、编排体系的设计
按照课程标准的要求，本模块应当包括遗传的细胞基础、遗传的分子基础、遗传的基本规律、生物的变异、人类遗传病、生物的进化六部分内容。
然而，课程标准规定的这六部分内容，并不意味着教材一定分成这样六章。如何确定教材内容的编排体系和深广度，还要分析具体内容标准、活动建议，并且要考虑学生的认知规律。19世纪，孟德尔在1865年发表的《植物杂交试验》开始，用“遗传因子”解释遗传性状是如何由亲代传递给子代的。
人们提出：遗传因子是什么？它的载体是什么？他们与细胞内的何种组成结构相对应？1900年前后，遗传的染色体学说开始形成。遗传因子与性细胞在减数分裂过程中的染色体行为有着平行关系，染色体是遗传因子（基因）的载体。染色体是遗传物质的理论又引发了20世纪分子生物学的迅猛发展，遗传学向着分子水平快速前进。20世纪40年代：染色体由DNA和蛋白质构成；50年代：DNA是遗传物质；53年DNA分子双螺旋结构和碱基互补配对原则。第一章孟德尔定律第二章染色体与遗传第三章遗传的分子基础稳定与不稳定是一对辩证统一的矛盾，遗传和变异也是如此。第四章生物的变异可遗传的变异主要来源于基因重组、基因突变和染色体畸变。由于有可遗传的变异，使得物种不断地发生着进化。第五章生物的进化遗传学与人类的健康有着密切的关系。第六章遗传与人类健康本模块在教材编写时力图按照人类认识自然、认识遗传本质的思路，也就是说基本上按照遗传学发展的大体思路来组织编写。二、教材教法分析第一章 孟德尔定律一、课标内容
1．分析孟德尔遗传实验的科学方法。
2．阐明基因的分离规律和自由组合规律。★3．通过分析表现型与基因型的关系，加深对“内因是变化的根据，外因是变化的条件，外因通过内因起作用”的唯物辩证思想的认识。 分析表现型与基因型的关系，对唯物辩证思想的认识或（认同）。1）分析：把一件事物、一种现象、一个概念分成较简单的组成部分，找出这些部分的本质属性和彼此之间的关系。(应用水平)
2）认同：认为跟自己有共同之处而感到亲切；承认，认可。
反应（认同）水平:在经历基础上表达感受、态度和价值判断；做出相应反应等。5．分析孟德尔遗传实验的过程与结果，讨论孟德尔遗传实验中的科学思想、科学方法和科学思维方式，感悟孟德尔遗传实验的巧妙设计，初步学会用数理统计方法处理、归纳、比较、分析实验数据，逐步养成科学探究的思维品质。学会从现象到本质的认识论方法，能深刻体会到孟德尔敢于质疑、勇于创新、勇于实践以及严谨、求实的科学态度。
在教学过程中，引导学生根据现象去分析和推理，通过背景材料，熟悉科学研究的一般过程（观察现象、发现问题、提出假设、验证假说、得出结论）。教师知识准备：心中有探索性实验和验证性实验区别和联系的框架 重视经典实验，挖掘课本知识点中所蕴含的实验因素 理由：生物学的每一个知识结论都是在观察、实验的基础上得出的，都包含培养实验能力的基点，在平时的教学中要注意多挖掘知识结论中所蕴含的科学思想和方法。培养科学方法,培养分析能力。例如，从基因的分离定律的发现过程，可以使学生掌握问题解决的科学思维过程。 孟德尔实验的程序科学研究的方法一对相对性状的杂交实验对分离现象的解释对分离现象解释的验证得出分离定律观察实验发现问题提出假说解释问题实验验证演绎推理(纸上谈兵)总结规律蕴含假说——演绎法1）尝试：经历，体验，试验。
如：尝试建立真核细胞的模型。在根据学习真核细胞的结构的基础上，在教师的具体指导下完成操作，体验过程，从而使学生进一步加深对细胞结构的认识。
(技能性目标动词/模仿水平:在原型示范和具体指导下完成操作。)例：要判断一株高茎豌豆是否是纯合子， 方法有（ ）
A、 测交 B、自交 C、与杂合子高茎杂交 D、与纯合子高茎杂交该条目的行为动词实际上指向是“设计”，这可能是编写上的疏忽．
设计：在正式做某项工作之前，根据一定的目的要求，预先制定方法、图样等。 例(设计)：小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种；马铃薯品种是杂合体(有一对基因杂合即可称为杂合体)，生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序，以及马铃薯品种间杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。(写出包括亲本在内的前3代即可) “孟德尔生平简介”:属提高学生人文素养,课外阅读,教师制成幻灯片演示即可。 “表现型是基因型与环境条件相互作用的结果”：学生较比易理解，培养对内外因、现象与本质的辩证关系的观点教育。 “配子形成时发生基因分离的直接证据”：目的是进一步验证基因的分离现象，与正文类同，让学生重复记忆没有必要。第二节 自由组合定律2．应用自由组合定律解释一些遗传现象。应用：使用；直接用于生活或生产的。
解释：分析阐明，说明含义、原因、理由等。 例:将高杆（T）无芒（B）小麦与矮杆无芒小麦杂交，后代中出现高杆无芒、高杆有芒、矮杆无芒、矮杆有芒四种表现型，且比例为3:1:3:1，则亲本的基因型为
________________TtBb ttBb 例:某植株从环境中吸收前体物质经一系列代谢过程合成紫色素，此过程由A、a和B、b两对等位基因共同控制（如图所示）。其中具紫色素的植株开紫花，不能合成紫色素的植株开白花。据图所作的推测不正确的是：
A．只有基因A和基因B同时存在，该植株才能表现紫花性状
B．基因型为aaBb的植株不能利用前体物质合成中间物质，所 以不能产生紫色素
C．AaBb×aabb的子代中，紫花植株与白花植株的比例为1：3
D．基因型为Aabb的植株自交后代会发生性状分离1．建议活动：“模拟两对相对性状测交的实验”不作要求。因为在基本要求中有：3．活动：“模拟孟德尔杂交实验”，尝试单因子杂交实验的设计，感悟正确的科学研究方法对科学研究的重要性。属类同，由于受课时限制可不必要重复。 2．小资料：“实践中的自由组合定律”和课外读：“孟德尔获得成功的原因”，只作为背景材料供学生阅读，不要求学生记忆或掌握具体的内容。 “实践中的自由组合定律”属应用，难度比较大，在后续内容中将进一步涉及，体现新课程设计思路。“孟德尔获得成功的原因”属具体的科学方法论上内容，不是靠记忆能解决问题的，是学生长期体会的也可能难以把握，不属于共同要求。2）自由组合定律》的教学重点是：自由组合现象的解释，阐明自由组合定律。教学难点是自由组合现象的解释。 “模拟孟德尔杂交实验”活动对学生理解掌握孟德尔定律有重要意义，能帮助学生理解等位基因在形成配子时要相互分离，雌雄配子受精时是随机结合的。在已掌握的分离定律知识基础上，可将两对相对性状的遗传中涉及到的二对性状分别拆开，一对一地进行分析，得出他们之间的相关性，从数学角度分析并得出（9:3:3:1）是（3:1）2的展开式。由此推知两对相对性状的遗传实验结果，也是两对相对性状独立遗传的结果。由于学生还没有学习减数分裂，不知道同源染色体行为变化的情况，要理解好自由组合现象的解释是有相当的难度，可以借助于多媒体课件，尽量直观地展示多对遗传因子之间的自由组合的行为，并让学生充分讨论，理解孟德尔假说的意义，也为下章学习减数分裂打好一定的知识基础。应该是印刷上的要求。教材中一些问题第二章 染色体与遗传第一节 减数分裂中的染色体行为比较：就两种或者两种以上同类的事物辨别异同或高下或者性状和程度的差别。如：比较DNA与mRNA在化学组成和结构上的异同。示例：有3个核酸分子，经分析共有5种碱基，8种核苷酸，4条多核苷酸链，它的组成是　A．一个DNA分子，两个RNA分子　B．三个DNA分子，一个RNA分子　C．三个DNA分子　D．三个RNA分子学生答案为A，说明学生充分展示了他对DNA与mRNA在化学组成和结构上的异同的理解，并根据试题情景条件，做出了准确地判断。这说明该学生已经达到了该指标要求。 维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异（自由组合、交换），有十分重要的意义。减数分裂与受精作用的意义：阐明：讲明白道理。1．活动：“减数分裂模型的制作研究”作为课外活动，由学生自行完成。模拟实验本模块太多，学生已有一定的了解，受到课时限制可不必安排课时。第三节 性别决定与伴性遗传 ZW型性别决定，刚好与XY型相反，雌性个体的性染色体组成为ZW、雄性个体的性染色体组成为ZZ 。伴性遗传在生产实践中的应用实例：P27每条染色体包含了两条染色单体(即姐妹染色单体),并由一个着丝点连接。教材中一些问题科学发现者，生物，生命的动力，中册/（美）奥尔顿．比格斯等著，浙教育出版社，２００８．８，
Ｐ４８８，二倍体细胞中成对存在的染色体称为同源染色体（homologous chromosome)
人教版上Ｐ１０４，配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方，叫同源染色体．
改为“其形态、大小一般相同”较为合适？有性生殖时，受精会使染色体数目翻倍而减数分裂能使染色体减半，从而使染色体数目的变化得到平衡．
“减数分裂可保持生物染色体数目的恒定”在有性生殖大背景下，应该没有问题．
如改成：“减数分裂和受精作用”将更有利于学生的理解和自主学习．这些是文字上或排版上的问题，应该可以修改．第三章 遗传的分子基础第三节 遗传信息的传递可作为课堂教学中验证的很好材料。
对学生作说明即可教材中一些问题第四章 生物的变异第一节 生物变异的来源1．活动：“探究花生果实大小的变异”不作要求。对于高中生该活动没有什么大的意议,可以想象就能理解.2．关于“减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体之间，发生染色体片断的交换，产生基因重组”不作拓展。该知识点对于刚接触遗传内容而言,难度比较大;在后面也没有涉及到交叉互换;联系减数分裂第一次分裂前期能知道有这一现象就可以.第一节《生物变异的来源》的教学重点：基因突变的特点与机理，染色体数目的变异。教学难点：基因突变的机理，染色体组概念、单倍体、二倍体、多倍体的概念及其联系。 与原教材相似,难度较大,应提供足够的背景材料,帮助学生理解.第二节 生物变异在生产上的应用 第二节《生物变异在生产上的应用》的教学重点是各种育种方法在改良农作物和培育家畜品种等方面的应用；教学难点：各种育种方法的优点和局限性；如何正确认识转基因技术。 各种育种方法
用学生熟悉的育种实例作为切入点，联系已学的自由组合定律，用遗传图解分析杂交育种的过程和结果。通过对教材的实例进行分析，得出诱变育种的原理和优缺点。利用教材的常规育种和单倍体育种比较图，分析得出单倍体育种能缩短年限的原因。利用三倍体无籽西瓜为例分析三倍体不育的原因以及多倍体新品种的优良性状。
教学难点：各种育种方法的优点和局限性；
如何正确认识转基因技术。 建议先简单介绍基因工程,然后转入课题.
五种育种方法的比较
教材中一些问题由于单倍体与染色体组没有必然联系，一倍体均属单倍体范畴，单倍体却不一定都是一倍体，“单倍体”的“单”字不是代表“单一”和“单数”，而是代表“单方”。 第五章 生物的进化第一节 生物的多样性、统一性和进化1．举例说出生物的多样性与统一性。本节内容教材排编上比较乱,建议师生共同疏理.
把握三个层次：
个体层次---生物体的组织器官系统形状结构功能上
细胞层次---细胞结构模式上
分子层次---蛋白质和核酸等分子上生物学知识:遗传变异生殖环境等分析进化.可以联系初中自然选择有关内容展开.3、达尔文的自然选择学说解释模型：事实1：生物都有过度繁殖的倾向事实2：物种内的个体数能保持稳定事实3：资源是有限的推论1：个体间存在着存在斗争事实4：个体间普遍存在差异(变异)事实5：许多变异是可能遗传的推论2：具有有利变异的个体，生存并留下后代的机会多推论3：有利变异逐代积累，生物不断进化出新类型达尔文自然选择学说的主要内容1、过度繁殖
2、生存斗争
3、遗传变异
4、适者生存——生物生存的条件——生物生存的手段——生物生存的基础、内因——生物生存的结果 请结合自然选择学说的解释模型，利用达尔文的自然选择学说的观点解释长颈鹿为什么脖子长？第二节 进化性变化是怎样发生的 运用计算说明种群基因频率的平衡。
活动：“通过计算讨论种群中基因型频率和基因型频率的变化”只作课堂资料分析。
“运用计算说明”可结合”活动”,在课堂上让学生完成,并完成P101上的讨论题,对遗传平衡的理解将起很大的作用.
本单内容在文字上编得条理不够清晰,特别是每节小结不到位.需教师在教学中注意系统小结.例:原产某地的某种一年生植物a，分别引种到低纬度和高纬度地区种植，很多年以后移植到原产地，开花时期如下图所示。回答下列问题：
(1)将植物a引种到低纬度和高纬度地区，这样原属于同一个物种的种群a、b和c之间形成 ，种群b和种群C个体之间由于花期不同，已不能正常授粉，说明已产生了 。
(2)在对b植物的某一种群进行的调查中，发现基因型为DD和dd的植株所占的比例分别为10%和70%（各种基因型个体生存能力相同），第二年对同一种群进行的调查中，发现基因型为DD和dd的植株所占的比例分别为4%和64%，在这一年中，该植物种群是否发生了进化？ ，理由是 运用基因频率知识解释生物进化。（2）第二节《进化性变化是怎样发生的》的教学重点：种群基因频率的平衡和变化：自然选择导致生物的适应。难点是种群基因频率的平衡和变化。
结合实例创设问题，鼓励学生积极思考和讨论，对于核心概念要尽量从学生生活经验入手，创设较好的问题情境，通过剖析具体的实例以及比较的方式进行教学。教学时，要重视联系学生原有经验，完成对生物进化知识的建构，并学会运用生物进化理论分析和解决实际生命现象和实际生活问题。　　　由于教材文字表达上的原因,采用叙事式的,没有突出关键词、小标题和小结,对学生自主学习带来一定的困难,故教师必须重视板书,引导和帮助学生构建知识网络,有利于学生课后复习回顾.第六章 遗传与人类健康
一、课标内容
1．列出人类遗传病的类型（包括单基因病、多基因病和染色体病）。
2．探讨人类遗传病的监测和预防。
3．关注人类基因组计划及其意义。三、本模块教学几点想法1、根据教材内容,择时安排探究活动如DNA的复制,内容少,有时间展开.2、针对现有教材情况,教师必须做好板书3、根据教学实际,可以结合各自教学重新编排教学次序. 对遗传学的内容，既可以根据现代遗传学理论体系构建，也可以根据遗传学发展史上的学科思想和方法构建。
　　　如:第二章《减数分裂与遗传与第一章《孟德尔定律》;
　　　第四章《生物的变异》中第一节与第二节内容的重新组合;3、重视模拟实验的作用我们发现《普通高中生物课程标准（实验）》增加了模拟实验、模型构建等教学内容，并且从设计理念、学习目标、课程具体目标、教学建议等方面对模拟实验教学的保证进行了详细的阐述，认为建模思维和建模能力是学生必备的科学素质，进行模拟实验和模型构建能力在科学发展中发挥重要作用。活动：“模拟孟德尔杂交实验”，尝试单因子杂交实验的设计，感悟正确的科学研究方法对科学研究的重要性。
运用数学统计方法和遗传学原理解释或预测一些遗传现象。 “模拟孟德尔杂交实验”活动对学生理解掌握孟德尔定律有重要意义，能帮助学生理解等位基因在形成配子时要相互分离，雌雄配子受精时是随机结合的。在已掌握的分离定律知识基础上，可将两对相对性状的遗传中涉及到的二对性状分别拆开，一对一地进行分析，得出他们之间的相关性，从数学角度分析并得出（9:3:3:1）是（3:1）2的展开式。 模拟实验是根据相似的理论，先设计与自然事物、自然现象及其发展变化过程相似的模型，然后通过对模型的实验和研究，间接地去实验和研究原型的性质和规律性，这种间接的实验方法称模拟实验，又称为模拟方法。本模块中有关模拟实验及类型模拟实验中的原型与模型
原型：实验的研究对象叫原型。原型可以是实际存在的或过去存在的生物或生命现象。
模型：进行操作的模拟装置叫模型。模型是模仿被研究对象而选择或设计的某种代替物。在模拟实验中，关键一步是寻找或设计模型。
模型必须具备3个条件：
首先，模型必须相似于原型；
其次，模型在生物学研究中能替代原型；
第3，模型提供关于原型的信息。
模型特点：简明性、切题性、精密性。数学模型的建立
是模型和原型之间在数学方程式相似的基础上，使用的一种模拟方法，在现行的高中新课程中这种实验较少，例如：“微生物种群数量增长的数学模型”
①数学模型含义：是把复杂的研究对象转变为数学问题，经过合理简化后，建立一个能用数学方法揭示研究对象规律的数学关系式。
②数学模型在生物学实验中的意义：可以进行数量大的分析处理，从而克服了实际实验中只能对少数生物进行分析的局限：能够将复杂的多因素以独立的形式进行分析，而实际实验很难做到；能重复研究实验的各种信息、资料，而实际实验中很难做到。物理模型的建立
“模型”与“原型”之间的物理过程或几何相似为基础的一种模拟方法，在教学过程中设计的教学流程应突出下列特点：
首先，它具有生动形象的直观性；
其次，物理模拟在应用方面具有广泛性；
第3，物理模拟应具有局部性和综合性的特点；
第4，物理模拟可以使观察的现象反应出现。
根据上述特点,教师设计教学流程和进行指导时，重视流程的合理性，指导理论的科学性，从而使学生在掌握模拟方法的同时获取科学的生物学知识。概念模型的建立
主要通过所设计的实验模型，模拟微观、抽象或无法通过原型完成的实验。 本模块把握二个构建1、现代遗传学理论的构建 2、模块逻辑体系的构建1、现代遗传学理论的构建
整个过程从逻辑方法的角度看，是一个归纳推理的过程：前提是若干科学事实，结论是从前提中通过推理得到一般规律。
在科学认识活动中，科学抽象与逻辑方法是同一认识过程中的两个侧面。一方面，认识过程是一个不断抽象形成科学概念的过程；另一方面，认识过程是一个运用逻辑方法进行判断和推理的过程。 三个方面的科学事实
一是有性生殖细胞的形成和受精作用（特别是这些过程中染色体的变化）；
二是DNA是主要的遗传物质，每个染色体都是由特定的DNA链和蛋白质组成的；
三是遗传物质对遗传信息的储存、传递和表达（分子遗传学中心法则）。
通过对这三方面所发现的科学事实的综合，建构起了现代遗传学理论 2、模块逻辑体系的构建
1.第一个逻辑起点──染色体与遗传（遗传的细胞基础）
2.第二个逻辑起点──遗传的分子结构与功能
3.第三个逻辑起点──分子遗传学的分子遗传学的中心法则
4.得出第一个理论──遗传的基本规律
5.得出第二个理论──生物的变异
6.从遗传学出发讨论进化问题模块2《遗传与进化》（浙科版） 嘉善高级中学 江生0573—84229015
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