第2章 基因和染色體的關(guān)系單元解讀人教版高中生物選必修二◆有性生殖中基因的分離和重組導(dǎo)致雙親后代的基因組合有多種可能的遺傳信息控制生物性狀,并代代相傳◆闡明減數(shù)分裂產(chǎn)生染色體數(shù)量減半的精細(xì)胞或卵細(xì)胞◆概述性染色體上的基因傳遞和性別相關(guān)◆說明進(jìn)行有性生殖的生物體,其遺傳信息通過配子傳遞給子代◆闡明有性生殖中基因的分離和自由組合使得子代的基因型和表型有多種可能,并可由此預(yù)測子代的遺傳性狀課標(biāo)解讀遺傳信息控制生物性狀,并代代相傳◆闡明進(jìn)行有性生 殖的生物在減數(shù)分裂過程中,染色體所發(fā)生的自由組合和交叉互換,會導(dǎo)致控制不同性狀的基因重組,從而使子代出現(xiàn)變異◆運(yùn)用模型、裝片或視頻觀察模擬減數(shù)分裂過程中染色體的變化?!?運(yùn)用細(xì)胞減數(shù)分裂的模型,闡明遺傳信息在有性生殖中的傳遞規(guī)律(生命觀念、科學(xué)思維)。。1.說出減數(shù)分裂、同源染色體、四分體、聯(lián)會等概念。2.描述精子的形成過程。 3.理解細(xì)胞生命活動的動態(tài)變化,認(rèn)知生命形成的規(guī)律。4.歸納總結(jié)各概念之間的關(guān)系。5.闡明卵細(xì)胞的形成過程。6.比較精子形成過程和卵細(xì)胞形成過程的異同。理解減數(shù)分裂的特征。7.建立減數(shù)分裂過程中染色體、核DNA等含量變化的數(shù)學(xué)模型。8.辨析有絲分裂與減數(shù)分裂各時期的圖像。9.通過觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂裝片,掌握實(shí)驗(yàn)技能,達(dá)到對減數(shù)分裂的感性認(rèn)識。學(xué)習(xí)目標(biāo)10.建立減數(shù)分裂中染色體變化的模型。12. 理解配子中染色體組合的多樣性。13.了解受精作用的過程。 14.理解減數(shù)分裂和受精作用在維持有性生殖后代遺傳的穩(wěn)定性中的作用。15.運(yùn)用減數(shù)分裂和受精作用的原理解釋生物學(xué)現(xiàn)象。16.說出基因位于染色體上的理論依據(jù)。17.闡述基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。18.說出孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋。19.說出伴性遺傳的概念。20.闡述紅綠色盲的傳遞規(guī)律及特點(diǎn)。21.舉例說明伴X染色體顯性遺傳病的特點(diǎn)。22.描述伴性遺傳規(guī)律在實(shí)踐中的應(yīng)用。在《分子與細(xì)胞》模塊時,學(xué)生對染色體、細(xì)胞增殖、細(xì)胞周期、細(xì)胞分裂、有絲分裂等概念有了比較深入的了解;《分子與細(xì)胞》模塊安排了多個顯微鏡操作實(shí)驗(yàn),幫助學(xué)生鞏固顯微鏡操作技能,完成了“利用廢舊物品制作生物膜模型”“嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型”,對建構(gòu)模型有了較好的基礎(chǔ)。與學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的聯(lián)系第2節(jié)介紹了人類尋找基因的物質(zhì)實(shí)體及其在細(xì)胞中的位置的過程。學(xué)生比較熟悉染色體、基因等概念,但并不清楚科學(xué)家研究的過程,因此,在讓學(xué)生形成基因在染色體上這一概念的同時,體會和感悟其中蘊(yùn)含的科學(xué)思維、科學(xué)方法和科學(xué)精神,也是學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容。本章第2節(jié)是學(xué)習(xí)第3節(jié)《伴性遺傳》的基礎(chǔ),學(xué)生對伴性遺傳現(xiàn)象非常感興趣,教學(xué)時可多舉實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生參與討論和交流。并不清楚科學(xué)家研究的過程已有一定知識基礎(chǔ)和建構(gòu)模型的基礎(chǔ)對伴性遺傳現(xiàn)象非常感興趣教材分析本模塊是以人類對基因的發(fā)現(xiàn)、研究和應(yīng)用歷程,即遺傳學(xué)發(fā)展史為主線編寫的。本章承上銜接第1章,啟下銜接第3章。本章有關(guān)減數(shù)分裂的內(nèi)容,與《分子與細(xì)胞》模塊中染色體的物質(zhì)組成、細(xì)胞增殖、有絲分裂等內(nèi)容有密切聯(lián)系。與其他章節(jié)的聯(lián)系本章的3節(jié)內(nèi)容是在第1章的基礎(chǔ)上,繼續(xù)按照科學(xué)史的順序,圍繞尋找孟德爾提出的遺傳因子(基因)的物質(zhì)實(shí)體及其在細(xì)胞中的位置展開的。細(xì)胞學(xué)研究揭示了減數(shù)分裂的過程和受精作用的實(shí)質(zhì),科學(xué)家發(fā)現(xiàn)進(jìn)行有性生殖的生物,正是通過減數(shù)分裂和受精作用來保持親子代間遺傳組成的相對穩(wěn)定性的,而這一過程又是通過染色體的數(shù)目和行為的變化來實(shí)現(xiàn)的。這是第1節(jié)《減數(shù)分裂和受精作用》編排的邏輯基礎(chǔ)。第1小節(jié)《減數(shù)分裂》介紹了19世紀(jì)下半葉以來細(xì)胞學(xué)研究的進(jìn)展,包括科學(xué)家的預(yù)測、觀察與實(shí)證;歸納了減數(shù)分裂的過程和概念;闡明了進(jìn)行有性生殖的生物經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生染色體數(shù)目減半的精細(xì)胞或卵細(xì)胞。內(nèi)容分析第2小節(jié)《受精作用》,概述了通過卵細(xì)胞和精子隨機(jī)結(jié)合的受精作用,受精卵又恢復(fù)到與親代一樣的染色體數(shù)目的過程,說明減數(shù)分裂和受精作用,使進(jìn)行有性生殖的生物既維持了遺傳的穩(wěn)定性,又使同一雙親的后代呈現(xiàn)多樣性。染色體在減數(shù)分裂和受精作用中的行為,與孟德爾假設(shè)的遺傳因子(基因)在親子代間傳遞的行為有著驚人的相似性。這種相似性是第2節(jié)《基因在染色體上》編排的邏輯基礎(chǔ)。在第2節(jié)中,首先講述薩頓根據(jù)蝗蟲生殖細(xì)胞染色體在減數(shù)分裂中的分離,與孟德爾假設(shè)的遺傳因子(基因)的分離相似的現(xiàn)象,提出基因位于染色體上的假說。接著,教材介紹了摩爾根驗(yàn)證假說的過程。摩爾根等人的工作證明了基因位于染色體上,把一個特定的基因和一條特定的染色體——X染色體聯(lián)系起來,并且發(fā)明了測定基因位于染色體上的相對位置的方法,同時也說明了基因在染色體上呈線性排列。至此,遺傳因子(基因)的物質(zhì)實(shí)體得以揭示。第3節(jié)《伴性遺傳》則是根據(jù)基因在染色體上的理論,解釋了位于性染色體上的基因控制的性狀在遺傳上總是和性別相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象。這三節(jié)內(nèi)容以基因在染色體上的理論為核心。減數(shù)分裂和受精作用既是孟德爾遺傳規(guī)律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ),也是研究基因在染色體上理論的基礎(chǔ);薩頓假說推測基因位于染色體上,摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)予以驗(yàn)證;伴性遺傳則是基因在染色體上理論的應(yīng)用之一。內(nèi)容結(jié)構(gòu)(3課時)(1課時)(1課時)課時安排減數(shù)分裂和受精作用1.創(chuàng)設(shè)情境,以學(xué)生發(fā)展為本,導(dǎo)入新課播放有關(guān)果蠅的視頻,從果蠅導(dǎo)入對問題探討的探究,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注有性生殖過程中配子和體細(xì)胞中染色體數(shù)目的差別,并思考這種變化是如何產(chǎn)生的,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識的興趣。從學(xué)生已有的知識出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生回憶“細(xì)胞周期”“有絲分裂”等概念,讓學(xué)生溫故而知新。并分析問題,如配子能通過有絲分裂形成嗎?倘若不能,配子是如何形成的呢?以此發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)探究等學(xué)科核心素養(yǎng)。介紹魏斯曼的預(yù)言,再說明這個天才的預(yù)見得到了顯微鏡觀察的證實(shí)。從而引出對減數(shù)分裂的研究。教學(xué)策略以哺乳動物精子的形成過程為例,圖文結(jié)合地展示減數(shù)分裂的過程,并完整播放精子形成全過程視頻。在學(xué)習(xí)精子的形成過程中注意相關(guān)重要概念的建構(gòu),闡明同源染色體、四分體、聯(lián)會、互換等概念。2.讀教材、獲取信息,發(fā)現(xiàn)規(guī)律描述減數(shù)分裂I和減數(shù)分裂Ⅱ中染色體數(shù)目和行為的變化。明確減數(shù)分裂Ⅰ主要特征:①同源染色體配對——聯(lián)會;②四分體中非姐妹染色單體可以發(fā)生互換;③同源染色體分離,分別移向細(xì)胞的兩極;④非同源染色體自由組合。減數(shù)分裂Ⅱ主要特征:每條染色體的著絲粒分裂,姐妹染色單體分開,分別移向細(xì)胞的兩極。強(qiáng)調(diào)減數(shù)分裂中染色體數(shù)目減半發(fā)生在減數(shù)分裂I 。減數(shù)分裂和受精作用3.運(yùn)用比較,歸納總結(jié)三個極體都退化消失,結(jié)果是一個卵原細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂,只形成一個卵細(xì)胞。與精子的形成不同,卵細(xì)胞的形成不需要變形。配以圖解介紹卵細(xì)胞的形成過程。與精子的形成過程進(jìn)行比較,卵細(xì)胞的形成過程與精子的基本相同。卵細(xì)胞與精子形成過程的主要區(qū)別是:初級卵母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂I進(jìn)行不均等分裂,形成大小不同的兩個細(xì)胞,大的叫作次級卵母細(xì)胞,小的叫作極體。次級卵母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂II也進(jìn)行不均等分裂,形成一個大的卵細(xì)胞和一個小的極體。在減數(shù)分裂I形成的極體又分裂為兩個極體。減數(shù)分裂和受精作用4.問題驅(qū)動,構(gòu)建概念提出問題,引導(dǎo)學(xué)生思考:1.減數(shù)分裂的適用對象?2.減數(shù)分裂發(fā)生的時期?3.減數(shù)分裂的特點(diǎn)?4.減數(shù)分裂的結(jié)果?減數(shù)分裂和受精作用通過對精子和卵細(xì)胞的形成過程比較,用教材“減數(shù)分裂示意圖”進(jìn)行歸納,最后完成對減數(shù)分裂概念的建構(gòu)。減數(shù)分裂是進(jìn)行有性生殖的生物,在產(chǎn)生成熟生殖細(xì)胞時進(jìn)行的染色體數(shù)目減半的細(xì)胞分裂。5.觀察裝片,加深理解指導(dǎo)學(xué)生在低倍鏡下觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂裝片。識別減數(shù)分裂不同時期的細(xì)胞,仔細(xì)觀察染色體的形態(tài)、位置和數(shù)目。通過觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂裝片,加深對減數(shù)分裂過程的理解。減數(shù)分裂和受精作用蝗蟲的精母細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂形成精細(xì)胞,再通過變形形成精子。在此過程中,細(xì)胞中的染色體形態(tài)、位置和數(shù)目都在不斷地發(fā)生變化,因而可據(jù)此識別減數(shù)分裂的各個時期。同時引導(dǎo)學(xué)生思考為什么宜選用雄性個體的生殖器官作為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行觀察減數(shù)分裂過程?6.嘗試建構(gòu)模型,突破難點(diǎn)減數(shù)分裂和受精作用播放視頻,指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)減數(shù)分裂各時期的主要特征,用兩種顏色的橡皮泥分別制作兩條大小不同的染色體。兩條長的染色體為一對同源染色體,兩條短的染色體為另一對同源染色體,模擬減數(shù)分裂中染色體數(shù)目和主要行為的變化,及減數(shù)分裂中非同源染色體的自由組合、減數(shù)分裂中四分體時期非姐妹染色單體間的互換。引導(dǎo)學(xué)生思考討論:模擬非同源染色體的自由組合,細(xì)胞中至少需要幾對染色體?假設(shè)細(xì)胞中有2對染色體,減數(shù)分裂Ⅰ時,非同源染色體有幾種組合方式?模擬四分體時期非姐妹染色單體間的互換時,子細(xì)胞與前兩次模擬實(shí)驗(yàn)有何不同?這些行為與配子中染色體組合多樣性有怎么的關(guān)系?從而歸納配子多樣性的原因。7.分析討論,歸納概括減數(shù)分裂和受精作用通過建立減數(shù)分裂中染色體變化的模型,概括出配子中染色體組合的多樣性的原因。配子中染色體組合的多樣性的原因:①減數(shù)分裂I后期,同源染色體分離,非同源染色體自由組合②減數(shù)分裂I前期,四分體中的非姐妹染色單體間發(fā)生互換列表歸納含n對同源染色體的精(卵)原細(xì)胞形成的配子種類(不考慮同源染色體的非姐妹染色單體互換)引導(dǎo)學(xué)生列表歸納含n對同源染色體的精(卵)原細(xì)胞形成的配子種類(不考慮同源染色體的非姐妹染色單體互換)8.關(guān)注現(xiàn)象,研究本質(zhì)減數(shù)分裂和受精作用指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本,描述受精作用的過程。受精作用是卵細(xì)胞和精子相互識別、融合成為受精卵的過程。通過分析引導(dǎo)學(xué)生理解減數(shù)分裂和受精作用保證了每種生物前后代染色體數(shù)目的恒定,維持了生物遺傳的穩(wěn)定性。闡述在有性生殖過程中,減數(shù)分裂形成的配子,其染色體組合具有多樣性,加上受精過程中卵細(xì)胞和精子結(jié)合的隨機(jī)性,同一雙親的后代呈現(xiàn)多樣性。有利于生物適應(yīng)多變的自然環(huán)境,有利于生物在自然選擇中進(jìn)化,體現(xiàn)了有性生殖的優(yōu)越性。1.利用問題情境,引發(fā)學(xué)生對基因和染色體關(guān)系的思考基因在染色體上播放人類基因組計(jì)劃有關(guān)視頻,讓學(xué)生了解有關(guān)內(nèi)容。提出問題:“對人類基因組進(jìn)行測序,為什么首先要確定測哪些染色體?”“為什么不測定全部46條染色體?”從事實(shí)出發(fā),為學(xué)生搭建思維橋梁,有目的地引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注基因和染色體的關(guān)系,以激發(fā)學(xué)生的求知欲。當(dāng)孟德爾的遺傳規(guī)律被重新發(fā)現(xiàn)以后,有一個問題始終沒有解決:基因在細(xì)胞中究竟有沒有物質(zhì)基礎(chǔ)呢?孟德爾所假設(shè)的顆粒狀的因子,究竟是不是物質(zhì)的實(shí)體?如果是,又存在于細(xì)胞中什么位置?提出疑問,從而導(dǎo)入新課的學(xué)習(xí)。2.通過列表比較、畫圖體驗(yàn)基因位于染色體上的假說基因在染色體上根據(jù)教材提供的資料,從基因和染色體在體細(xì)胞及配子中的存在形式、體細(xì)胞中的來源、形成配子時的組合方式、遺傳物質(zhì)傳遞中的特征等幾個方面,列表啟發(fā)學(xué)生比較和分析其主要內(nèi)容,幫助學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)家的思維過程。根據(jù)“思考·討論”,提供減數(shù)分裂和受精作用過程中一對同源染色體上的一對等位基因的行為變化的圖片,讓學(xué)生畫圖,呈現(xiàn)基因和染色體的行為之間的平行關(guān)系。在實(shí)際操作中直觀體會減數(shù)分裂中基因和染色體的行為存在明顯的平行關(guān)系。3.設(shè)計(jì)問題進(jìn)行追問,引導(dǎo)學(xué)生分析摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)基因在染色體上薩頓提出的假說運(yùn)用了推理的方法,但假說并不具有邏輯的必然性,其正確與否還需要實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)。對摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn),可以設(shè)計(jì)問題串,引導(dǎo)學(xué)生的思維。播放有關(guān)果蠅視頻,介紹果蠅作為實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)。指導(dǎo)學(xué)生觀察教材第31頁“圖2-9雌雄果蠅體細(xì)胞染色體示意圖”,了解果蠅染色體組成。PPT再現(xiàn)摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生觀察分析。提出問題:根據(jù)雜交組合判斷果蠅的顯隱性性狀分別是什么?果蠅的眼色遺傳是否符合分離定律?果蠅眼色的遺傳有何特殊之處?白眼果蠅總是跟性別相關(guān)聯(lián),為什么?4.指導(dǎo)學(xué)生完成圖解,解釋孟德爾遺傳規(guī)律的實(shí)質(zhì)基因在染色體上指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材,闡述孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋,將遺傳規(guī)律與減數(shù)分裂相結(jié)合。請學(xué)生以含有兩對同源染色體的細(xì)胞為例,畫出減數(shù)分裂過程的圖解,并在染色體上標(biāo)注基因符號,深化對基因位于染色體上的理解。1.活動導(dǎo)入,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。伴性遺傳展示紅綠色盲檢查圖,播放人類紅綠色盲的遺傳視頻,對學(xué)生進(jìn)行色卡檢驗(yàn),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。以人類常見的紅綠色盲和抗維生素D佝僂病兩種遺傳病的遺傳特點(diǎn)創(chuàng)設(shè)情境,引發(fā)學(xué)生思考和討論:“為什么上述兩種遺傳病在遺傳上總是和性別相關(guān)聯(lián)?”“為什么兩種遺傳病與性別關(guān)聯(lián)的表現(xiàn)又不同呢?”引發(fā)學(xué)生思考,帶著問題進(jìn)入新課。2.循著科學(xué)家的足跡,初識紅綠色盲。明確男女性染色體組成。伴性遺傳指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材,了解紅綠色盲的發(fā)現(xiàn)過程。挖掘“色盲”故事的教育價值,引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成善于觀察、從中發(fā)現(xiàn)問題并尋求答案的品質(zhì),以及尊重科學(xué)規(guī)律的態(tài)度等。利用圖文資料,明確男女性染色體組成不同,歸納性染色體作用。分析男女性別形成原因,形成伴性遺傳的概念。3.利用教材插圖,分析紅綠色盲的遺傳規(guī)律伴性遺傳PPT展示紅綠色盲家系遺傳圖譜,認(rèn)識系譜,分析圖譜,引導(dǎo)學(xué)生揣摩插圖的含意,將不同的插圖與教學(xué)流程有機(jī)地結(jié)合起來。輔以深入淺出的講解,使教材的文字信息與圖形信息相得益彰,讓學(xué)生感知紅綠色盲“形在圖中, 理在圖外”。設(shè)計(jì)問題串引導(dǎo)學(xué)生思考分析,從而將諸多概念總攬其中,使問題層層遞進(jìn)、思維步步推進(jìn),通過對事實(shí)的抽象、概括,幫助學(xué)生建構(gòu)重要概念。從而總結(jié)伴性遺傳的概念、色盲基因的傳遞規(guī)律。4.嘗試?yán)L制遺傳圖解,理解伴性遺傳的特點(diǎn)伴性遺傳利用教材的插圖,結(jié)合基因的分離定律,分析和歸納伴性遺傳的規(guī)律和特點(diǎn)?!八伎肌び懻摗敝小邦A(yù)測紅綠色盲基因的遺傳”,讓學(xué)生自己填圖、分析,并引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)其遺傳特點(diǎn)。介紹抗維生素D佝僂病的癥狀,表型及基因型。再讓學(xué)生畫出遺傳圖解進(jìn)行比較、分析,并對遺傳圖解進(jìn)行解釋、推理,歸納總結(jié)位于X染色體上的顯性基因的遺傳特點(diǎn)。得出其與紅綠色盲不同的遺傳特點(diǎn)。5.例舉實(shí)踐應(yīng)用,做到學(xué)以致用伴性遺傳利用抗維生素D佝僂病具體事例回扣課本分離定律進(jìn)行遺傳病的概率預(yù)測。根據(jù)信息先畫出家族系譜圖,根據(jù)系譜圖分析,后代患病概率。通過蘆花雞雌雄判定提高產(chǎn)蛋量問題,引導(dǎo)學(xué)生畫出相應(yīng)的遺傳圖解。將所學(xué)伴性遺傳知識用于解決真實(shí)情境中的實(shí)際問題。讓學(xué)生有成功的體驗(yàn),學(xué)會承擔(dān)相應(yīng)的社會責(zé)任。課程結(jié)束

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高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》電子課本

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版本: 人教版 (2019)

年級: 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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