基因在亲子代间的传递
教学分析
课标要求 1.形成以下重要概念:
①一条染色体上有许多个基因;基因是有遗传效应的DNA片段。
②多数生物体细胞染色体的形态和数目是一定的,且是成对存在的,基因也成对存在。
③在有性生殖中,亲代通过生殖细胞将遗传物质传给子代。
④在生殖细胞形成时,染色体数减半,不是任意的一半,是一对染色体中的一条进入生殖细胞,基因也是这样的。
2.具体内容:
①描述染色体、DNA和基因之间的关系;
②阐明生殖过程中染色体的变化和基因的传递。
3.活动建议:
收集和交流关于人类基因组计划的报道、资料等信息。
教材分析 遗传和变异是生命的基本特征之一,也是生命能在生物圈中延续、发展的根本所在。本章内容是人教版生物八年级下册第七单元的第二章《生物的遗传和变异》,教材抓住“基因”这一关键词,并以基因为线索贯穿全章。本节是其中的第二节,既是上一节《基因控制生物的性状》的自然延续,又是下一节《基因的显性和隐性》的基础,主要解决的是亲代基因如何传给子代的过程,这是认识遗传的核心问题。
本节在内容的编排上,文字量很少,但人体染色体图以及染色体和DNA之间关系的示意图,却为学生提供了发现问题,思考问题和合作交流的空间,因此在设计本节课时,我便紧紧把握这个关键,引导学生建构染色体、DNA与基因的模型,使学生清晰地认识了“染色体和基因的关系”,有效帮助学生深入理解了“基因的传递过程”,从而有效帮助学生建构了相关的核心概念。
学情分析 1.学生的起点状况分析:
1.1知识基础:学生在七年级上册第二单元第一章第四节《细胞的生活》中,学习过细胞核是控制中心,并通过克隆羊的故事了解遗传信息存在于细胞核中。
1.2能力基础:经过一年多初中学习,学生具有一定讨论、分析问题和解决问题的能力,平时也有小组合作学习的经验。
1.3情感态度:学生对生物学感兴趣,对尖端技术充满好奇。
2. 学生的潜在状况分析:
2.1学习过程中可能发生的状况:对自学完成的题目,不够自信,不敢回答问题。
2.2学习过程中可能发展的状况:在平时分激励机制下,学生能积极参与课堂,同时更关注生活。
综上所述,本人引导学生采用学案导学法、建模法、合作法、科学推理法等达成学习目标。
教学重点.难点
内 容
解 决 措 施
教学重点
1描述染色体、DNA和基因之间的关系
2描述生殖过程中染色体的变化
3说出基因经生殖细胞在亲子代间的传递
1.利用动画演示细胞核、染色体、DNA和基因之间的关系。再通过小组合作讨论和分析,尝试用建构模型、图解、表解等方式展示染色体、DNA和基因之间的关系。2.利用科学推理,引导学生逆向思维,结合课本图解进行“基因经精子或卵细胞的传递”教学。
教学难点
1描述生殖过程中染色体的变化
2说出基因经生殖细胞在亲子代间的传递
教学策略 依据皮亚杰和布鲁纳的建构主义的理论,注重学生的前认知,注重体验式教学,培养学生的探究和思维能力,本课运用了启发式建模教学策略。
引课部分,用“一家三口的照片”, 引导学生们发现该生的某一性状和父母一方相似,和另一方不同。然后提出问题:该生是否只遗传了爸爸控制眼睑的基因而没有遗传妈妈的? 引起学生争论和求知欲,接着再引导学生思考:“要回答这个问题,我们需要先学习哪些知识?”学生自然就想到要知道:“基因在哪里?基因是怎样传递的?……”这便引发了新概念学习的问题情境。
“基因、DNA与染色体的关系”的教学,先引导学生回顾已学概念后,接着提供材料:染色体和DNA的关系示意图(同教科书本29页图)和模型建构材料(彩色细铁丝和发泡小珠,细铁丝模拟DNA,细铁丝不同颜色段模拟不同的基因,发泡小球模拟蛋白质。)请学生完成以下三个任务:①观察图片,各小组用所给的材料构建染色体模型。②用图解、表解或漫画的方式表示染色体、DNA、基因的关系。③用一句话表述基因和染色体的关系。这三个任务让学生经历了以下活动:首先是带着制作模型的目的,观察了较为直观的“染色体和DNA关系示意图”;在形成了自己的认识后,再在动手构建模型,将自己的认识以更为直观的方式地表达出来;完成了直观性知识的内化和表达,然后再画概念图、用一句话来描述基因和染色体的关系,这便将刚刚形成的直观印象抽象为一定的概念结构。这个活动让学生在观察、动手、动脑过程中,构建了核心概念。
“基因经精子和卵细胞的传递”的教学,设计了两个推理活动,由易到难,由浅入深地引导学生展开思维活动,之后教师提供科学家们研究的科学事实,证实学生们推理结果(1890年鲍维里、1891年亨金,通过多种生物观察研究,证实了在形成精子或卯细胞的细胞分裂过程中,染色体都要减少一半,而且不是任意的一半,是每对染色体各有一条进入精子或卵细胞。)这样的推理活动让学生在活动中运用理性思维,深入理解“生殖细胞形成时,染色体减少一半,不是任意的一半,是一对染色体中的一条进入生殖细胞”这一核心概念。也为高中生物“减数分裂”这一概念的学习奠定了基础而非概念冲突。
再次展示导入中的那张全家福照片和问题:该生是否只遗传了爸爸的控制眼睑的基因而没有遗传妈妈的?学生运用已学知识解答问题,能积极给出正确答案(既遗传了爸爸的也遗传了妈妈的),却不能清晰表述其原因,这时需要图示来帮助,如教科书第31页图使用前,对此图辅以简介:为使用简便,在细胞中只图示了一对染色体。请学生完成填图。填图后,教师可引导学生小结:有性生殖的生物体细胞中,成对的染色体,一条来自于父方、一条来自于母方。成对的基因,也是一个来自于父方,一个来自于母方。这时学生们会产生新的疑惑:既然该同学控制眼睑的基因一个来自于爸爸,一个来自于妈妈。那为什么他的眼睑性状只和爸爸相似,妈妈不同呢?这便激发了学生学习下一节课(“基因的显性和隐性”)知识的兴趣和欲望。
【教学线路图】
教学目标 (一)知识与技能:
1描述染色体、DNA和基因之间的关系
2描述生殖过程中染色体的变化
3说出基因经生殖细胞在亲子代间的传递
(二)过程与方法:
1尝试运用合适的材料构建染色体和DNA关系模型,使用概念图等方式描述染色体、DNA和基因之间的关系,发展构建生物模型、表述概念层次的能力;
2运用模拟材料模拟染色体在生殖过程中的变化
3运用推导的方法,探讨基因传递的问题,在推理活动中发展分析能力和创造性思维。
(三)情感态度与价值观:
1通过运用遗传学知识解释亲子代间相似的现象,培养生活中的科学素养。在体验科学推理活动中,逐步建立创新的科学态度;
2参与小组合作交流,乐于探索生命的奥秘。深入理解体细胞中染色体成对存在的意义,增强对遗传学知识的兴趣。
教学过程
教学内容 教师活动 学生活动 教学意图
导入 展示班上某位学生的一家三口的照片
提问:在这张照片中,①你看到了哪些性状?
②性状是由什么控制的?
③该生的双眼皮像爸爸,不像妈妈,该生是否只遗传了爸爸控制眼睑的基因而没有遗传妈妈的?
要回答③这个问题,我们需要先学习哪些知识? 引起学生饶有兴趣的观察。
思考回答①眼睛、脸型、眼皮②性状是由基因控制的
③学生争论
学生自然就想到要知道:“基因在哪里?基因是怎样传递的?……” 贴近学生生活实际,利用已有知识,自然引发新概念的研究。
基因DNA和染色体 染色体与DNA 1.大家随我一起回顾一下七年级上册有关细胞及细胞核的知识。
观看投影片上的图片并思考下面的几个问题。①请描述动物细胞的组成。
②请联系上节知识,解释“多莉羊的性状几乎与提供细胞核的B羊一样”的原因。
③细胞核内由哪些物质组成?
2.下面是染色体和DNA的关系示意图
④染色体由什么组成的?
3.制作染色体模型:①软电线、塑料小球分别模拟的是什么?②组织学生分组,小组内分工合作完成。
4.你是否能总结细胞核、染色体与DNA的关系? 学生①:动物细胞是由细胞膜、细胞核、细胞质组成的。
学生②:多莉羊的性状之所以与B羊相似,说明细胞核里有遗传物质。根据上节课所学的“基因决定性状”,可知基因肯定是在细胞核里,才会导致多利羊的性状与B羊相似。
学生③:细胞核是由许多染色体组成的。
学生④:染色体存在于细胞核中,由DNA和蛋白质组成。DNA分子很长,在它特定的结构中储存有大量的遗传信息。
①软电线、塑料小球分别模拟的是DNA和蛋白质②制作染色体模型并展示、相互评价
细胞核内有染色体,染色体上有DNA
复习已学概念
这三个问题考查了学生对已学概念的掌握,并为新知学习做好知识准备和情境铺垫。
通过观察了较为直观的“染色体和DNA关系示意图”;在形成了自己的认识后,再在动手构建模型,将自己的认识以更为直观的方式地表达出来
基因 小结并过渡:染色体存在于细胞核中,染色体由DNA和蛋白质组成。那么基因是什么?基因在哪里?
提问:一个DNA 分子中只一个基因?还是含有多个基因?
你能根据染色体与DNA之间的关系,在自己制作的染色体模型上将基因表示出来吗? 猜想
阅读教材第29面课文,回答:基因在DNA上,基因是有遗传效应的DNA片段
将不同的颜色涂在软电线的不同区域上
基因、DNA、和染色体的关系 ①尝试用图解、表解或漫画的方式表示染色体、DNA、基因的关系。
②用一句话表述基因和染色体的关系。 ①如用图解等形式表示出三者的关系
组内交流,派代表展示,相互评价补充
②基因是染色体上有遗传效应的DNA片段 画概念图、用一句话来描述基因和染色体的关系,这便将刚刚形成的直观印象抽象为一定的概念结构。这个活动让学生在观察、动手、动脑过程中,构建了核心概念。
生物体细胞中染色体与基因的存在规律 染色体成对存在 1.观察经过整理后绘制的人体(女)细胞内的染色体图(如右图),回答下列问题:
①人体细胞内有多少条染色体?②整理后的染色体为什么画成一对一对的?
③什么样的染色体互为一对?
2.展示果蝇、洋葱、玉米细胞内染色体排序图,对比它们与人类细胞染色体数之间的异同?
3.展示各种染色体异常的遗传病图片
讲述:每对染色体含有数万对基因,生物的每种性状一般是由一对基因决定的。同种生物体细胞中染色体数的变化会产生哪些影响呢?通过三张图片(先天性裂唇患者、先天性愚型、性腺发育不良)及患者发病原因介绍,让学生形成这样一个意识:染色体数目恒定对生物有着重要的意义。
①人体细胞内有多少条染色体46条
②成对存在的
③科学研究发现,成对的染色体不仅大小、形态相同,结构也相似。如下图所示
通过生物染色体数目表,学生亲自观察寻找其特点:(1)不管是动物还是植物,体细胞中染色体都是偶数;(2)不同生物体细胞中染色体数大多不一样,但同种生物体细胞中染色体数一样。
通过识图、对比、归纳出生物体细胞中染色体的特点,并以此类推出生物体细胞中DNA和基因的特点
明确染色体数目恒定对生物有着重要的意义。
基因也成对存在 小结并过渡:4、染色体在体细胞中成对存在,那么DNA和基因呢? 基因也是成对出现的,分别位于成对的染色体上。
基因经精子或卵细胞的传递 染色体经精子或卵细胞的传递 过渡:生物在有性生殖过程中既要产生生殖细胞,又要完成受精作用,在这个过程中染色体数目是如何保持恒定的?
引导学生回忆:体细胞分裂时,染色体数不变
提问:形成生殖细胞时,染色体数也不变?
与学生一起回忆人的诞生过程(精卵结合形成受精卵,由受精卵发育成新个体),再引发学生思考精子、卵细胞和受精卵这三个细胞中染色体的数量分别是多少,才能保持后代个体染色体数的稳定。在假设的基础上进行科学推导,教师指导学生完成填图练习,明确生殖细胞染色体数只有体细胞的一半,即人的生殖细胞中染色体数只有23条。
提问:生殖细胞染色体数只有体细胞的一半,是不是体细胞中随意的一半呢?
通过简单的示意图(体细胞中只有两对染色体),形象的表示出染色体数减半存在三种情况,让学生分析三种情况是否都成立。
指导学生阅读P30最后一段,深入领会形成生殖细胞时,染色体减半不是任意的一半,而是每对染色体中的任意一条的自由组合。为了巩固此概念,教师可让学生思考具有三对染色体的体细胞分裂形成生殖细胞的类型总数,学生对此兴趣浓厚,同时又明白了为何有性生殖后代个体差异大。
提问:生殖细胞中染色体减半的意义有什么意义?
学生回忆、分析、推理
父本×母本
完成填图练习
学生画图,自己分配组合。
维持亲子代间的染色体、DNA和基因的数量不变、成对,维持遗传的稳定。
通过阅读、讨论、交流,学生分组合作完成“生殖过程中染色体的变化图”,推导出生殖过程中染色体的传递规律
基因精子或卵细胞的传递 过渡:我们搞清楚了染色体在亲子代之间的传递,谁能说说基因是怎样传递的?你能否运用前面所学的知识进行类推?
能否用彩笔在刚才的“生殖过程中染色体的变化图”中画出基因的变化?
成对的基因随着成对的染色体分开而分开,组合而组合,通过生殖细胞传递给后代。
学生画基因变化,小组间交流展示,相互补充
根据染色体的传递规律类推出基因的传递规律,分步完成绘图,体验科学发现的乐趣。
问题设疑 过渡并小结:说得很好。基因在染色体上,所以,基因的行为变化与染色体同步进行。在体细胞中基因成对,在生殖细胞中基因成单,减少了一半,受精卵中又恢复了原数,并且成对。子代拥有了父母传下来的基因,是不是就长出了和父母相似的性状了?
思考:为什么一对夫妻所生的几个孩子的长相会有差异?
激发了学生学习下一节课(“基因的显性和隐性”)知识的兴趣和欲望。
练习检测 1.右图是与遗传有关的概念简图,图中的①②③依次是
A.染色体、DNA、基因
B.染色体、基因、DNA
C.DNA、染色体、基因
D.DNA、基因、染色体
2.下图是染色体和DNA的关系图,分析回答下列问题。
(1)据染色体和DNA的关系示意图,简要概括染色体、DNA和基因三者之间的关系:
。
(2)染色体在体细胞内是? 存在的,DNA分子也是 存在的,DNA分子上控制某一性状的小片段,称为? ,它也是 存在的。?
(3)图中a表示的结构是? ,b表示的结构是 ,c表示的结构是? 。
(4)生物主要的遗传物质是? ,而遗传物质的主要载体是 ?,控制人类各种性状如有无耳垂等的是 。
3.图表示人的生殖发育过程中染色体数目的具体变化,请据图回答:
(1)a、b分别表示父母的体细胞,它们的染色体数均为 条。
(2)A表示父母分别产生生殖细胞的过程,生殖细胞c、d分别叫 和 ,它们的染色体数均为 条,比a、b减少了 。
(3)B过程为 ,形成的e细胞叫 ,它的染色体数目为 对,又恢复到与细胞 一样的数量。
(4)C过程叫 ,f细胞是女儿的
细胞,其染色体数目为 条。
(5)由上述可以看出,人类上下代的体细胞中染色体数目是 的。生物体细胞中的每一对染色体都是一条来自 ,一条来自 。因此,后代具有 的遗传物质。
4、将下列细胞内染色体数目填人表内。
细胞
生物
体细胞
精子
卵细胞
受精卵
人
23条
马
64条
水稻
24条
板书设计 (概念图小结) 第二节 基因在亲子代间的传递
1、基因、DNA、和染色体的关系
2、基因精子或卵细胞的传递
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