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1、人教版必修 2《遺傳與進化》模塊分析及第 1、 2章教材分與教學指導 北京市朝陽區(qū)教研中心 白建秀 第一部分：模塊分析 正如課程標準所指出的：“必修模塊選擇的是生物科學的核心內容，同時也是現代生物科學發(fā)展最迅速、成果應用最廣泛、與社會和個人生活關系最密切的領域。所選內容能夠幫助學生從微觀和宏觀兩個方面認識生命系統(tǒng)的物質和結構基礎、發(fā)展和變化規(guī)律以及生命系統(tǒng)中各組分間的相互作用?！? 《分子與細胞》模塊側重于使學生在細胞水平認識生命系統(tǒng)的物質基礎和結構基礎等； 《遺傳與進化》模塊側重于使學生在基因水平認識生命系統(tǒng)的發(fā)生和發(fā)展過程及原因； 《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》模塊側重于使學生在個體和群體水

2、平認識生命系統(tǒng)內部的調節(jié)機制以及與環(huán)境的關系。 就《遺傳與進化》模塊來說，主要是揭示生物在代代繁衍的過程中，遺傳物質是如何傳遞和變化以及是如何起作用的，也可以說是從基因的視角來達成上述認知目標。 一、本模塊教材的編排體系 編排順序基本按照科學發(fā)展的歷史進程來安排，循著人類認識基因之路展開的。從孟德爾到摩爾根再到沃森和克里克等，從拉馬克到達爾文再到現代生物進化理論。這樣既展示科學的過程和方法，又體現個體水平、細胞水平、分子水平的遺傳學知識的內在邏輯聯系；既能引導學生不斷提出問題，分析和解決問題，嘗試像科學家那樣進行解釋和推理，又能從眾多科學家表現出的科學精神、科學態(tài)度及其他優(yōu)秀品質中

3、多有感悟。 學生學習這些遺傳知識的過程，猶如親歷了一百多年來科學家孜孜以求的探索過程，會受到科學方法、科學態(tài)度和科學精神等多方面的啟迪。尤為重要的是，每一章的學習都圍繞一個核心問題展開，學習的過程也是解決問題的過程，這對于激發(fā)學生的學習興趣、轉變學習方式、提高分析和解決問題的能力，都是非常重要的。 一言以蔽之，本模塊是以人類對基因的本質、功能及其現代應用的研究歷程為主線展開的，讓學生從濃郁的歷史感中獲取豐富的營養(yǎng)，又“厚今薄古”，突出分子遺傳學和現代生物進化論的內容。 二、本模塊教材的知識體系 學生的認知對象是生命系統(tǒng)──包括細胞、個體、群體、生態(tài)系統(tǒng)等各個層次；認知目標就是理解不同

4、層次生命系統(tǒng)的物質和結構基礎、發(fā)展和變化規(guī)律、各組分間的相互作用、系統(tǒng)與環(huán)境的相互作用。對這一認知目標的達成，三個必修模塊各有其獨特的作用。本模塊是從基因的視角來達成這一認知目標的。（見 PPT ） 三、本模塊教材的三維目標 知識方面： 1 ．獲得減數分裂和受精作用、 DNA 分子結構及其遺傳基本功能，遺傳和變異的基本原理及應用等知識，從細胞水平和分子水平闡述生命的延續(xù)性。 2 ．獲得現代生物進化理論和物種形成等知識，闡明生物進化的過程和原因。 知識性目標的要求大多屬于理解水平。按所用知識性目標動詞，具體內容標準中屬于了解水平的有 3 項（舉例說出、簡述、列出），屬于理解水平的有

5、14 項（闡明、說明、概述、搜集、舉例說明），屬于應用水平的有 2 項（總結、分析），理解水平的條目占 73.7% 以上?？梢姳灸K的知識性目標的基本定位是理解。按照課程標準中的定義，理解是指把握內在邏輯聯系，與已有知識建立聯系，進行解釋、推理、區(qū)分、擴展，提供證據，收集和整理信息。這既是對教材內容深廣度的要求，也暗含了對教材內容編排體系的要求（如體現內在邏輯聯系）。 能力方面： 1 ．領悟假說演繹、建立模型等科學方法及其在科學中的應用。 2 ．搜集和交流有關現代遺傳學發(fā)展、生物進化理論發(fā)展的資料，提高處理信息和獲取新知識的能力。 3 ．參與有關觀察、調查、模擬或實驗探究活動，發(fā)展科學

6、探究能力。 情感態(tài)度與價值觀方面： 1 ．認識生物界及生物多樣性，形成生物進化的觀點，樹立正確的自然觀。 2 ．在進行遺傳調查和實驗活動中，善于從自己親身經歷的事物中發(fā)現問題和提出問題，依據已有的科學原理或觀點作出假設并進行自主探究，養(yǎng)成實事求是的科學態(tài)度和勇于創(chuàng)新、合作的科學精神。 3 ．關注現代遺傳學的迅速發(fā)展，認同遺傳學研究新成就對解決人類面臨的經濟與社會發(fā)展、人類健康等方面的問題具有的科學價值和應用價值。 四、本模塊教材在高中生物課程中的教育價值 課程標準在“課程設計思路”中，對本模塊作了如下簡明的概括：本模塊“有助于學生認識生命的延續(xù)和發(fā)展，了解遺傳和變異規(guī)律在生產生活

7、中的應用；領悟假說演繹、建立模型等科學方法及其在科學研究中的應用；理解遺傳和變異在物種繁衍過程中的對立統(tǒng)一，生物的遺傳變異與環(huán)境變化在進化過程中的對立統(tǒng)一，形成生物進化觀點?！? 五、本模塊教材在高中生物課程中的地位 ——既相對獨立又內在聯系 《分子與細胞》立足于從細胞水平、亞細胞水平乃至分子水平上闡述生命的本質； 《遺傳與進化》不僅從微觀層面上闡述生命的延續(xù)性，而且立足于整個生物界及其生物多樣性，從宏觀層面上闡述生命的發(fā)展過程、原因和結果； 《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》則從宏觀層面上闡述生命系統(tǒng)通過自我調節(jié)機制使其保持穩(wěn)態(tài)并適應外界環(huán)境，以及生態(tài)系統(tǒng)通過自動調節(jié)作用使其結構與功能達到和諧與統(tǒng)

8、一； 遺傳與進化 其他模塊 遺傳的細胞基礎：減數分裂和受精作用 必修 1 ：細胞周期；細胞有絲分裂等 選修 2 ：避孕原理和方法；人工受精、試管嬰兒等生殖技術 遺傳的分子基礎： DNA 分子結構， DNA 分子的復制，遺傳信息的轉錄和翻譯；遺傳的基本規(guī)律 & 生物的變異：遺傳變異基本原理和應用 必修 1 ：細胞的分子組成；細胞結構 選修 1 ： PCR 技術 選修 2 ：基因診斷與基因治療 選修 3 ：基因工程和蛋白質工程，克隆技術等 生物的變異：生物變異在育種上的應用 選修 2 ：生物科學與農業(yè)（現代生物技術在育種中的應用） 生物的進化：現代進化論，生物進

9、化與生物多樣性的形成等 必修 3 ：生物與環(huán)境相互作用的關系 六、本模塊教材的特點 1 ．編排上：按科學發(fā)現的先后編排－－循著人類認識基因之路展開 2 ．編寫上：科學發(fā)現的過程與科學方法運用相結合 3 ．隱含能力訓練點： 4 ．關注科學技術與社會的聯系 ---“ 科學技術社會 ” 欄目 3 處， “ 與社會的聯系 ” 欄目 3 處 七、本模塊教材的總體建議 （一）關注教材變化和學生已有知識基礎 （見 PPT ） （二）課時安排建議 （見 PPT ） （三）備課總體建議 備課要有意識地在頭腦中建立課程的整體框架，要將課程內容的邏輯主線清晰地刻畫出來，利于宏觀把握，在此

10、基礎上完成每一單元和每一章節(jié)的細節(jié)雕琢。 在具體細節(jié)問題上要隨時與總框架和主線進行對比，使學生的學習循序漸進而又螺旋上升。 要幫助學生搭建知識、概念的網絡結構，便于學生掌握并轉化成能力。 第二部分：章節(jié)分析 第 1 章 遺傳因子的發(fā)現 本章是本冊書的開篇，循著人類認識基因之路，從 140 多年前孟德爾的植物雜交實驗開始，即從個體水平出發(fā)，來展示人類探索遺傳規(guī)律的歷程。 本章題圖創(chuàng)設的畫面很容易把學習者帶入 140 多年前的意境中：在書寫著孟德爾數學計算手跡的底圖上，疊加著遺傳學之父孟德爾年輕時的肖像，陳舊的淡黃底色，無形中給畫面增添了幾分歷史的凝重?！鞍四旮旁从趯茖W的癡迷，

11、一畦畦豌豆蘊藏遺傳的秘密。實驗設計開辟了研究的新路，數學統(tǒng)計揭示出遺傳的規(guī)律?！焙啙嵉?4 句小詩不僅點出了本章的主要內涵，還引領著學習者“從孟德爾的植物雜交實驗開始，循著科學家的足跡，探索遺傳的奧秘?！? 本章內容包括兩節(jié)：第 1 節(jié)《孟德爾的豌豆雜交實驗（一）》包括“性狀分離比的模擬”實驗；第 2 節(jié)《孟德爾的豌豆雜交實驗（二）》。 （一）課標內容 具體內容標準 活 動 建 議 分析孟德爾遺傳實驗的科學方法 ? 闡明基因的分離規(guī)律和自由組合規(guī)律 模擬植物或動物性狀分離的雜交實驗 （二）教學目標 知識方面 （ 1 ）簡述豌豆做實驗材料的優(yōu)點，描述孟德爾的豌豆雜交實

12、驗程序。 （ 2 ）分析孟德爾遺傳實驗的科學方法。 （ 3 ）闡明分離定律和自由組合定律。 能力方面 （ 1 ）領悟假說 — 演繹法，發(fā)展科學思維。 （ 2 ）運用數學統(tǒng)計方法和遺傳學原理解釋或預測一些遺傳現象。 （ 3 ）能模擬植物或動物性狀分離的雜交實驗。 情感態(tài)度與價值觀方面 （ 1 ）通過分析孟德爾成功的原因，體驗實驗材料、數據分析方法、假設的提出、實驗設計思路及方法在生物學研究中的重要作用。 （ 2 ）通過了解孟德爾的簡單生平，認同科學家的博學、嚴謹、堅韌不拔等科學品質在成功道路上的作用。 教學重點： （ 1 ）對分離現象的解釋，闡明分離定

13、律。 （ 2 ）對分離現象的解釋的驗證。 （ 3 ）對自由組合現象的解釋，闡明自由組合定律。 （ 4 ）對自由組合現象的解釋的驗證。 （ 5 ）分析孟德爾遺傳實驗獲得成功的原因。 （ 6 ）以孟德爾的遺傳實驗為素材進行科學方法教育。 （ 7 ）運用遺傳定律解釋一些遺傳現象。 教學難點： （ 1 ）對分離現象的解釋。 （ 2 ）對自由組合現象的解釋。 （ 3 ）假說 — 演繹法。 （三）知識結構 （四）核心概念 雜交（正交、反交）、自交、測交 遺傳因子（基因）、性狀 基因型、表現型 分離定律、自由組合定律 （五）課時安排建議

14、 第 1 章 遺傳因子的發(fā)現 4 第 1 節(jié) 孟德爾的豌豆雜交實驗（一） 技能訓練：設計實驗程序 P7 實驗 1 性狀分離比的模擬 P6 2 第 2 節(jié) 孟德爾的豌豆雜交實驗（二） 思考與討論：孟德爾獲得成功的原因 P11 2 課時分配建議 第 1 課時：孟德爾簡介、豌豆實驗材料、一對相對性狀的雜交實驗，對分離現象解釋，性狀分離模擬實驗 第 2 課時：對分離現象解釋的驗證，闡明分離定律 第 3 課時：兩對相對對性狀的雜交實驗，對自由組合現象解釋 第 4 課時：對自由組合現象解釋的驗證，闡明自由組合定律，孟德爾成功原因及啟示，孟德爾遺傳規(guī)律的再發(fā)現，歸納孟德

15、爾遺傳規(guī)律核心概念 （六）與舊教材的變化 1 、將標題由原來的基因的分離定律改為了孟德爾的豌豆雜交實驗 2 、將內容中的所有基因的概念都換成了遺傳因子 意圖：就是要盡可能的還原孟德爾當年進行實驗的原貌，讓學生回到１４０多年前，體驗科學研究的實際過程以及學習科學研究的方法。 3 、將減數分裂的內容移到了后面 意圖：教材編排的需要 4 、 “ 基因型和表現型 ” 、 “ 分離定律在實踐中的應用 ” 以及 “ 顯性的相對性 ” 等內容，有的刪減，有的移到教材的其他地方講述 意圖：突出重點、突出知識主干，使教學內容更簡潔流暢，便于學生沿著孟德爾的探索過程進行思考和從實驗中領

16、悟科學方法。 （七）教學策略建議 1 ．遵循 “ 遺傳現象 — 提出假說 — 演繹推理 — 實驗驗證 — 揭示規(guī)律 ” 的思路，簡介孟德爾發(fā)現遺傳規(guī)律的過程。 （ 1 ）知識問題化，問題情境化，以問題為線索，引導學生探究、質疑和推理； （ 2 ）運用 “ 假說 — 演繹法 ” 統(tǒng)領教學的全過程； 例如：孟德爾的豌豆雜交實驗（一）的教學： 在講述一對相對性狀的遺傳實驗時，對實驗過程采用問題串的形式，層層深入地引發(fā)問題和分析問題，在分析和解決問題的過程中建構知識框架。如 “為什么子一代都是高莖的？” “ 難道矮莖性狀消失了嗎？” “為什么子二代中矮莖性狀又出現了呢？” “

17、 F 2 中出現 3 ∶ 1 的性狀分離比是偶然的嗎？”等問題來引導學生分析。在還沒有揭示出孟德爾的假說之前，可先讓學生思考并猜想，當公布孟德爾的假說后，讓學生理解“假說的提出”是超越當時孟德爾時代的一種非凡的設想。 在根據孟德爾的假說，可激勵學生主動探究，討論高莖豌豆與矮莖豌豆雜交實驗的分析圖解。隨后的教學過程中，接著再提出幾個問題引發(fā)學生思考，目的是主動探究，自主獲得知識，為學生能力的培養(yǎng)和情感態(tài)度的體驗留下更大的空間，從而充分領悟假說—演繹的科學思維方法。 為了加深學生對遺傳因子的分離和配子的隨機結合與性狀之間的數量關系的理解，體驗孟德爾的假說，教學中應適時穿插做模擬實驗──“性狀分

18、離比的模擬”。 2 ．學生分析歸納孟德爾取得成功的原因，體驗科學方法和科學精神。 3 ．重視核心概念的梳理，適時地進行技能訓練和課堂練習，夯實基礎，注重能力。 方法：雜交（正、反交） — 自交 — 測交 表現型：相對性狀（顯性性狀、隱性性狀）、 性狀分離 基因型：雜合子、純合子 基因：等位基因（顯性基因、隱性基因） 規(guī)律：分離定律、自由組合定律 4 ．重視梳理本章的邏輯主線。 （八）本章的地位及與其他章節(jié)的聯系 本章是本冊書的開篇，很重要。 緊密聯系：本章講述的是 140 年前孟德爾對遺傳現象的推測，以及根據推測總結出的遺傳規(guī)律。但推測是否正確？遺傳規(guī)律

19、的細胞學基礎？分子基礎？需要后期的研究成果去驗證、解釋和發(fā)展。 第 2 章《基因和染色體的關系》 -- 細胞學基礎； 第 3 章《基因的本質》 -- 分子生物學基礎； 第 4 章《基因的表達》 -- 基因控制性狀的機制； 第 5 章《基因突變及其他變異》 -- 從分子生物學和細胞學角度解釋性狀的變異； 第 6 章《從雜交育種到基因工程》 -- 遺傳規(guī)律的應用及其發(fā)展； 第 7 章《現代生物進化理論》從群體的角度講遺傳變異在生物進化中的作用； 第 2 章 基因和染色體的關系 本章圍繞著科學家尋找遺傳因子（即基因）在細胞中的位置而展開。首先是細胞學揭示減數分裂的過程

20、，提出染色體的行為與基因在親子代間的傳遞行為具有驚人的一致性，進而提出了基因位于染色體上的假說；然后，通過摩爾根的果蠅實驗得以確認這一假說。 本章分 3 節(jié)：《減數分裂和受精作用》《基因在染色體上》《伴性遺傳》。這 3 節(jié)內容的選取和安排，是在第 1 章引導學生認識孟德爾遺傳規(guī)律的基礎上，繼續(xù)依照科學史的順序，尋找孟德爾提出的遺傳因子，也就是基因，在細胞中的位置。細胞學研究揭示了減數分裂的過程和受精作用的實質，科學家發(fā)現進行有性生殖的生物，正是通過減數分裂和受精作用來保持親子代遺傳性狀的穩(wěn)定性的，而這一過程又是通過染色體行為和數目的變化來實現的。染色體在減數分裂和受精作用中的行為與孟德爾假

21、設的遺傳因子（即基因）在親子代之間傳遞的行為有著驚人的相似，因而薩頓提出假說：基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給子代的，基因位于染色體上。薩頓的假說通過摩爾根的果蠅雜交實驗得以證實。摩爾根的果蠅雜交實驗不僅驗證了基因位于染色體上，而且把一個特定的基因和一條特定的染色體── X 染色體聯系起來，揭示了果蠅的伴性遺傳。因而本章內容是按照減數分裂和受精作用、基因在染色體上、伴性遺傳的順序編寫的。 （一）課標要求 具體內容標準 活 動 建 議 闡明細胞的減數分裂并模擬分裂過程中染色體的變化 觀察細胞的減數分裂 ? 舉例說明配子的形成過程 ? 舉例說明受精過程 搜集有關試管嬰兒的資

22、料，評價其意義及倫理問題 概述伴性遺傳 ? （二）教學目標 知識方面 （ 1 ）闡明細胞減數分裂的概念。 （ 2 ）舉例說明哺乳動物精子、卵細胞的形成過程，具體說明減數分裂過程中的染色體行為，進而比較減數分裂與有絲分裂的異同。 （ 3 ）舉例說明受精作用的過程，概括受精作用的本質。 （ 4 ）說出基因位于染色體上的實驗證據。 （ 5 ）概述伴性遺傳概念、特點及在實踐中的應用。 能力方面 （ 1 ）使用高倍鏡觀察蝗蟲精母細胞減數分裂固定裝片，訓練顯微鏡使用技能。 （ 2 ）運用模型建構的方法，模擬減數分裂過程中染色體數目和行為的變化。 （ 3 ）嘗試

23、類比推理的方法，解釋基因在染色體上。 （ 4 ）運用資料分析的方法，總結人類紅綠色盲癥的遺傳規(guī)律。 （ 5 ）能搜集有關試管嬰兒的資料。 情感態(tài)度與價值觀方面 （ 1 ）認同基因是物質實體。 （ 2 ）認同減數分裂和受精作用對于生物的遺傳變異的重要性。 （ 3 ）體驗科學研究中常用的類比推理、模型建構的方法。 （ 4 ）認同觀察、提出假說、實驗的方法在建立科學理論過程中所起的重要作用。 （ 5 ）體驗科學家在研究過程表現出的豐富的想象力，大膽質疑和勤奮實踐的精神，以及對科學的熱愛。 （ 6 ）關注試管嬰兒的資料，評價其意義及倫理問題。 教學重點： （

24、1 ）精子和卵細胞的形成過程，特別是減數分裂過程中的染色體行為變化。 （ 2 ）受精作用的過程和實質。 （ 3 ）基因位于染色體上的理論假說和實驗證據。 （ 4 ）孟德爾遺傳規(guī)律的現代解釋。 （ 5 ）伴性遺傳的特點。 教學難點： （ 1 ）建立減數分裂過程中染色體數目和行為變化的模型。 （ 2 ）減數分裂過程中染色體行為的變化。 （ 3 ）運用類比推理的方法，解釋基因在染色體上。 （ 4 ）基因位于染色體上的實驗證據。 （ 5 ）伴性遺傳的特點。 （三）知識結構 （四）核心概念 減數分裂、同源染色體 受精作用 孟德爾遺傳規(guī)律的現

25、代解釋（實質） 伴性遺傳 （五）課時安排建議 第 2 章 基因和染色體的關系 5 第 1 節(jié) 減數分裂和受精作用 技能訓練：識圖和作圖 P25 實驗 2 觀察蝗蟲精母細胞減數分裂固定裝片 P21 模型建構 建立減數分裂中染色體變化的模型 P23 3 第 2 節(jié) 基因在染色體上 技能訓練：類比推理 P30 思考與討論：基因和染色體的關系 P28 科學家的故事：染色體遺傳理論的奠基人——摩爾根 P32 1 第 3 節(jié) 伴性遺傳 資料分析：分析人類紅綠色盲癥 P34 1 課時分配建議 第 1 課時：建立減數分裂中染色體變化的模型，探究學習

26、哺乳動物精子的形成過程闡明減數分裂并與有絲分裂作比較。 第 2 課時：哺乳動物卵細胞形成過程并與精子形成作對比，再次鞏固減數分裂的全過程，歸納減數分裂的概念。 第 3 課時：觀察蝗蟲精母細胞減數分裂固定裝片，受精作用及其意義。 第 4 課時：薩頓的假說，基因位于染色體上的證據，孟德爾遺傳規(guī)律的現代解釋。 第 5 課時：紅綠色盲，抗維生素 D 佝僂病，伴性遺傳在實踐中的應用。 （六）與舊教材的變化 本章是新增設章節(jié)，舊教材沒有專門這一章節(jié)。 但本章的第 1 節(jié)《減數分裂和受精作用》、第 3 節(jié)《伴性遺傳》內容在舊教材中有，增加 “ 建立減數分裂中染色體變化的模型 ”

27、。 第 2 節(jié)《基因在染色體上》是主要增加內容。 （七）教學策略建議 1 ．舊知中體現并落實新課程的理念。 教 學中還應注意： （ 1 ）減數分裂內容出現的細胞名稱和名詞較多，要結合圖形特征，讓學生觀察識別細胞和理解這些名詞。 （ 2 ）學生要學會識別 3 個重要圖解： “ 哺乳動物精子形成過程圖解 ” 、 “ 哺乳動物卵細胞的形成過程圖解 ” 、 “ 減數分裂圖解 ” （與 “ 有絲分裂圖解 ” 的異同點）。 （ 3 做好知識鋪墊：性別決定 伴性遺傳 a ．基于已有知識，通過實例引導學生分析歸納伴性遺傳的特點。 b ．訓練學生看懂遺傳圖解并分析解釋相關問題。 c ．鼓勵學生搜集相關資料，了解伴性遺傳的其他實例及其在生產實踐中的其他應用。 2 ．類比推理、假說演繹的科學方法貫徹新增第 2 節(jié)《基因在染色體上》的教學。（見 PPT ） ? 3 ．重視搭建知識體系，利于學生對已有知識建立聯系，從而把握內在的邏輯關系。（見 PPT ） 4 ．重視并及時梳理本章的邏輯主線。（見 PPT ） （八）本章的地位及與其他章節(jié)的聯系 承上啟下。 聯系：本章有關減數分裂的內容，與《分子與細胞》模塊中有關細胞增殖、有絲分裂的內容有聯系。