最新高二生物-“遗传和变异”教材分析和教学设想(2) .pdf

“遗传和变异”教材分析和教学设想（“遗传和变异”教材分析和教学设想（2 2）上一讲已对“遗传和变异”的前 3 节的教材内容进行了简要的分析， 并对该部分的教学提出了自己的一些看法。本文将对“遗传和变异” 的后 2 节教材内容进行简要的分析，并对这部分内容的教学提出自己的一些看法。此外，还将对“遗传和变异”的实验教学、研究性学习和习题的选编与训练提出一些建议。一、教材分析1内容变化本专题“生物的变异” “人类遗传病与优生”二节内容，新教材同旧教材相比发生了很大的变化，教材内容的选编是按照由遗传现象到遗传本质及相关理论在生产、生活、科研中的应用之顺序进行编排的。这样的教材设计，为案例性教学、 探究式教学奠定了基础；为学生理论联系实际思维习惯的形成提供了机会。 此外，新教材还调整并增加了一些支撑科学结论的实验、研究性学习课题及背景资料。（1）编排体系上的调整。从栏目设置上看，新教材同旧教材相比主要发生了3 个方面的变化：其一从栏目结构上看，旧教材把生物的变异设定为一节内容， 下设基因突变和染色体变异两个子目录；新教材保留并扩增了生物的变异栏目 （下设基因突变和基因重组、 染色体变异两个子目录） 。增设了因生物变异而引起的人类遗传病与优生的栏目。栏目结构的调整使生物的变异理论更趋完整，理论与生产、生活、科研的联系更加紧密。其二从栏目内容设置看，旧教材仅设置了生物变异的理论表述、文中插图、复习题、实验四类内容；新教材增设了 12 幅文中插图、8 个文中旁栏小资料、1 个文中旁栏思考题、3 个课外读、1 个研究性学习等内容。内容的调整有助于学生收集处理信息能力、 理论联系实验能力。科学探究能力的培养。其三从栏目内容的呈现顺序看，旧教材是先介绍概念原理， 再举例说明，最后是概念原理的应用；新教材是先呈现案例， 再引出概念原理，最后是概念原理的应用及科研背景材料的介绍。 新教材的这种编排顺序体现了人们认识问题的过程， 为探究式教学或案例性教学奠定了基础。（2）教材内容上的调整。在生物变异部分，新教材同旧教材相比主要在教材内容的表述顺序和教材内容的增减上进行了调整，现按两个自然节分别加以说明。在“生物的变异”一节中，新教材在结构上先以鹦鹉的体色变异为例引出了生物变异的类型及可遗传变异的 3 种来源，然后设置了两个小专题。 第一个小专题为“基因突变和基因重组” ，该专题首先介绍了镰刀型细胞贫血症这一基因突变案例，然后通过案例的探析引出了基因突变的概念和原理， 新教材在教材内容表述顺序上的调整更符合人们认识问题的过程（由现象到本质） 。新教材以正文表述方式增添了基因突变的5 个主要特点：以有性生殖过程为线索增添了基因重组的机理；以文中小字的形式增添或完善了基因突变的三类诱发因素、微生物的诱变有种、DNA 重组技术；以旁栏小资料和思考题的形式对基因突变的5 个特点进行了引深和举证； 以课外读中太空椒为例简介了太空诱变育种的科研信息。 调整后的新教材不仅在理论体系上更加系统完善， 而且把理论同料研背景进行了联系， 这对提高学生收集处理信息的能力，激发学生的学习兴趣十分有益。第二个小专题为“染色体变异” ，老教材只介绍了染色体数目的变异， 新教材在此基础上增添了染色体结构的变异。 在染色体结构变异的表述中， 新教材介绍了染色体结构变异的4 种主要类型， 调整后的新教材既使染色体变异理论更加系统，又为学习人类遗传病学奠定了基础。 在染色体数目变异的表述中， 新教材增添了染色体组概念的表述， 把二倍体和多倍体并列为一个小标题， 把单倍体列为一个独立的小标题， 有助于学生在学习过程中对重难点的突破。 新教材的五段文中小字和3 个旁栏小资料的表述内容， 使教材的理论体系更加完善。 新教材将观察果蝇唾液腺细胞的巨大染色体的选做实验简化为观察果蝇唾液腺巨大染色体装片的选做实验， 简化后的选做实验仍能确保学生对染色体的客观认识。“人类遗传病与优生”一节是新教材增添的教学内容，它包括“人类遗传病概述” “遗传病对人类的危害” “优生的概念” “优生的措施”四部分。在“人类遗传病概述” 的表述中，新教材简介了单基因显隐性遗传病、多基因遗传病、染色体异常（个别染色体增减）遗传病的病例及病因。在“遗传病对人类的危害”表述中，新教材不仅以数据的方式简介了遗传病对人类的危害程度，而且还简述了环境污染使遗传病的发病率增高趋势的现状。 在“优生的概念”表述中，新教材简介了优生学的概念、经典理论体系及人们对优生学的一些认识。在“优生的措施”表述中，新教材简述了禁止近亲结婚的原理、进行遗传咨询的内容和步骤、适龄生育的原因、 产前诊断的方法。 调整后的新教材使学生对人类遗传病的类型和危害有一个初步的了解， 并获得了优生优育的有关知识， 这对提高我国人口的遗传素质是非常必要的。在课后还附有调查人类遗传病的研究性学习栏目和试管婴儿问世的课外读栏目， 这将有助于学生掌握一些调查和统计的方法，提高学生收集处理信息的能力。2教学目标分析生物变异部分的教学目标主要体现在以下几个方面：其一，理解基因突变的概念和特点，基因重组的概念和特点，染色体组、单倍体、多倍体、二倍体的概念和特点；能复述这些概念，并能对相关的背景问题作出解释； 了解可遗传的变异在生产中的应用，能对有关的育种原理、方法、过程、优点等进行解释。其二，了解人类遗传病的主要类型，能对有关遗传病的病因、危害进行表述和解释；了解优生的概念和措施，能对相关的优生工作措施进行解释。 其三，通过对相关遗传病的社会调查， 初步学会调查和统计人类遗传病的基本方法。 其四， 通过人类遗传病及优生等相关理论的学习， 培养学生的社会责任感，增强学生遵纪守法的意识。3重难点分析生物变异部分的重点内容包括基因突变的概念和特点、染色体数目的变异、 人类遗传病的概述及优生的概念和措施四部分内容。 教学的难点包括对基因突变概念特点的理解； 对染色体组概念的理解； 对单倍体、 二倍体、 多倍体概念及彼此间关系的理解；对染色体组与单倍体、二倍体、多倍体之间数量关系的理解。二、教学建议生物变异部分的概念较为抽象， 且与现代生物科技的联系较为密切， 在教学过程中建议注意以下 4 个问题。其一，在选择教学策略程序时应注意学生的自主学习、 讨论交流、合作探究的学习过程。其二，在学生理解单个概念的基础上应引导学生对相关的概念进行比较，提高学生使用概念时的准确度。其三，要注意引导学生将概念原理同生产背景、科研背景、人类遗传病及优生的相关问题进行联系。 其四，要对遗传变异的育种方式、 生物遗传变异的现象进行归类总结。“在基因突变和基因重组” 的教学中， 教师可先通过多媒体等直观教学手段提出镰刀型细胞贫血病症的遗传现象， 然后组织学生并结合教材探究镰刀型细胞贫血症的发病机理。 在此基础上， 教师可先组织学生通过自主学习和讨论交流的方式， 分析概括解释基因突变的概念、基因突变与生物进化的关系、引起基因突变的三类环境因素、 基因突变的 5 个特点，并对自己的困惑提出质疑； 然后由教师对学生的交流给予评价， 对学生的质疑进行解释， 对上述几个问题进行必要的陈述。有关人工诱变育种的内容，只要求学生了解人工诱变的概念、人工诱变在育种上的用途、 高等生物的诱变育种和微生物诱变育种的举例即可； 有关基因重组的内容， 因学生已有基因的自由组合定律及基因的连锁互换定律方面的基础知识， 可由学生结合减数分裂和受精作用过程进行总结；有关DNA 重组技术的内容，可由教师结合选修教材的内容进行简要的解释。在“染色体变异”的教学中，重点是染色体数目的变异。有关染色体结构变异的教学，教师可指导学生结合图 642 阅读、观察、讨论染色体结构变异的4 种主要类型，解释染色体结构变异导致生物性状变异的原因。 有关染色体数目变异的教学， 教师可先指导学生了解染色体数目变异的两种类型， 并把教材中个别染色体增减变异的文中小字材料作为个别染色体增减变异的例证；然后指导学生结合图示阅读，讨论或解释下列问题：（1）染色体组、二倍体、多倍体、单倍体的概念，二倍体、多倍体、单倍体与染色体组的数量关系；（2）多倍体植物在植物类群、 地域中的分布情况， 多倍体形成的时期及其原因； （3）二倍体、 多倍体、单倍体的营养器官及生殖器官在形态学性状上的差异； （4）杂交育种、人工诱变育种、多倍体育种、单倍体育种的方法原理及其异同点。 在此基础上，教师可根据学生的质疑进行解惑并进行透彻全面的总结。在“人类的遗传病与优生” 教学中，教师可组织学生在阅读教材的基础上讨论总结并交流下列问题： （1） 人类遗传病的主要类型及其与基因突变、 基因重组、 染色变异之间的关系；（2）常染色体、性染色体的显性和隐性四类单基因造传病的致病原理； （3）染色体异常遗传病的种类及致病原理；（4） 遗传病对人类有哪些危害， 遗传病的发病率与环境污染的关系；（5）优生学的概念、优生的措施及其遗传学原理。教师在总结时应注意3 个问题： （1）基因遗传病是因基因缺陷导致某种酶或合成的蛋白质分子结构与正常蛋白质相比发生改变而表现出性状上的变异，在解释时应注意联系基因表达的有关知识； （2）通过一些遗传病实例及其对类危害的介绍， 使学生认识到优生对提高人口素质的必要性， 青年学生有义务和责任来宣传优生的意义、措施和原理； （3）对生物常染色体显隐性遗传、性染色体显隐性遗传、基因突变的遗传、染色体结构变异的遗传、基因重组遗传、个别染色体增减变异的遗传，染色体组成倍增减变异的遗传等问题进行系统小结。三、实验教学本章有 4 个实验和 1 个实习（选做） ，有条件的学校要争取全做。在落实实验教学目的要求的基础上， 建议教师将实验教学向学科基础理论延伸， 对实验的设计原理进行总结和应用。1 实验教学向学科基础理论的延伸在落实实验教学目的要求的基础上， 可把学科实验教学同学科基础理论进行联系，下面将针对5 个实验分别提出一些参考意见。“DNA 的租提取与鉴定” 实验该实验要求学生在教师的指导下能独立完成， 在此基础上要注意指导学生对以下几个问题进行分析。 （1）结合初中生理卫生中有失血液的知识，明确在提取血液中的 DNA 时，为什么要除去血液中的上清液？（这是因为上清液的成分主要是血浆和血清，里面没有血细胞， 红细胞都沉在下面） （2）实验步骤 1 和步骤 3 中都需要加入蒸馏水，两次加入的作用相同吗？为什么？ （两次加入蒸馏水的作用不相同， 第一次加入的蒸馏水是为了使红细胞在低渗溶液中吸水胀破， 与细胞的渗透吸水有关。 第二次加入是为了降低溶液中氯化销的物质的量的浓度，以使 DNA 从氯化钠溶液中析出来，因为 DNA在 0.14mol/L 的氯化钠溶液中溶解度最低） （3）DNA 的直径约 2mm，实验中出现的丝状物的粗细是否表示一个 DNA 分子直径的大小？（显然不是，2mm 的直径肉眼是看不到的，此时看到的丝状物中含有蛋白质，相当于染色质丝）“制作 DNA 双螺旋结构模型”实验该实验主要是帮助学生理解掌握 DNA 的基本单位、化学成分、双螺旋结构特点。可以在学完 DNA 结构的相关知识后，由学生动手制作DNA 模型，然后利用此模型，引导学生分析以下问题：（1）DNA 分子中磷酸和脱氧核糖的排列顺序固定不变，但其含有的碱基只有 4 种，这四种碱基是怎样形成足够量的遗传信息的？（2）作为遗传物质的 DNA 能够精确地复制自己吗？DNA 分子是如何复制自己的？“性状分离比的模拟” 实验该实验较为简单， 可以在学过对分离现象解释之后做此实验。 做此实验的关键是引导学生结合实验结果来理解基因分离和随机结合与生物性状之间的关系。在形成配子时等位基因分离， 雌雄个体各产生两种配子， 受精时雌雄配子又会随机结合成合子；由于配子的结合具有随机性，因此后代不一定出现 3 ：1 的性状分离比。这里可以让学生先统计本组实验后代性状比例， 再把各组得到的数据加起来进行统计， 这样可以使学生理解 3 ：1 的性状分离比是在后代数量较多时才越接近此比例。“用当地某种生物做有性杂交” 实验该实验是一个选做的实习类型的实验， 可以结合本地的情况力争完成此实验。 通过此实验的操作过程， 要使学生初步掌握做杂交实验的基本方法，掌握对实验数据进行统计和分析的方法； 以加深学生对遗传规律的理解， 对遗传的基本规律有一个感性认识。“人类染色体的组型分析” 实验与该实验相关的基础理论是新教材增设的内容， 在做完实验之后，教师可引导学生讨论交流以下几个问题： （1）在人类的 23 对同源染色体中，每对同源染色体各属于哪种类型的染色体？23 对同源染色体共有哪些染色体类型？你对同源染色体进行归类的依据是什么？在学过相关的内容之后， 还可以引导学生讨论人类常染色体、性染色体、 个别染色体增减、染色体结构改变与人类遗传病的关系；个别染色体发生基因突变、染色体组成倍增减与生物育种的关系， 以期学生对生物遗传、 变异机理有更深刻的认识。“观察果蝇唾液腺巨大染色体装片” 实验该实验是一个选做实验， 做此实验的目的是进一步巩固学生对高倍显徽镜的使用方法， 观察染色体的数目和形态。 在做此实验的过程中，要强调果蝇巨大染色体上的许多棱纹的数目和位置都是相对固定的， 且果蝇唾液腺细胞中的同源染色体两两配对时总是结合在一起， 这对研究染色体结构的变异和染色体数目的变异具有重要的意义。2 对实验的设计原理进行总结和应用教材上的实验大都是验证性的命题实验， 这些实验一般按照下列程序进行设计的： （1）确定实验题目，它是验证性实验教学的终极目标。（2）明确实验教学的目的要求，它对实验教学的过程及结果提出了具体的学习目标。 （3）选择材料用具或仪器药品， 它对整个实验过程所需要的仪器、 药品、 材料提出了具体的要求。（4）设计实验的方法步骤，它规定了具体的实验过程及每一过程所使用的仪器药品和操作步骤，有时为了说理的充分还设计了对比实验。 （5）预期实验结果，它是依据实验设计的学科原理，通过对实验设计进行分析、推理、论证之后而对实验结果作出的判断。（6）完成实验操作过程， 它对学生进行实验操作过程的技能训练提出了要求， 并要求学生掌握观察实验现象的方法。 （7）分析实验现象得出实验结论，它要求学生运用相关的实验设计理论、 学科基础理论对实验现象进行分析并得出实验结论。教师在指导学生总结实验设计原理的基础上。可结合近年全国理科综合试题、 广东、上海学科试题中的实验命题模型，指导学生尝试进行简单的命题实验设计， 补充完善简单的命题实验， 在探究命题的过程中自主设计简单的实验证明探究命题的观点。四、研究性学习教材共设计了 10 个研究性课题，本章的研究性课题是“调查人群中的遗传病” 。在进行该研究性课题的研究性学习中， 教师可以先确定以下几个子课题： （1）本校近几年体检中发现的遗传病（如色盲）及发病率和特点。 （2）某乡镇（或村、小区）中常见的遗传病及其特点。 （3）网上关于遗传病的介绍（类型、危害、原因及防治措施） 。 （4）某家族中某遗传病的情况分析（如色盲、白化病、多指、高度近视等典型遗传病的特点、原因、防治建议等方面的问题） 。 （5）本地区近亲结婚人群中常见的遗传病及建议等等。为了保证被调查群体足够大， 可以先在班级技兴趣小组由学生选好子课题， 然后把学生的调查结果在年级进行分类汇总。在做好具体分工之后， 要教给学生调查研究的基本方法， 要对学生的研究过程给予指导。首先是资料收集的方法，可以采用走访（周围熟悉的家庭、医院或校档案室等） 、查资料、问卷调查等方法；其次是对资料进行统计和分析的方法； 然后是汇总写出调查报告的方法；最后是报告的交流， 可以在班级内交流，也可以在年级内进行交流。通过此课题的研究要使学生初步学会调查和统计的基本方法；使学生了解这几种遗传病的发病情况，以巩固课堂知识；通过实习活动，培养学生接触社会并从社会中直接获取资料数据的能力； 同时使学生认识到优生优育对提高人口素质的意义，并能积极地进行宣传。五、习题的选编与解题策略由于“遗传和变异” 是新教材的重点章节，又是现代科技的热点所在， 故该章的题目种类繁多，习题的分类也各不相同。笔者依据考纲的要求与题干的内容、 教材特点的关系，将所选编的习题分为 4 种基本类型。 第一类题型是概念原理表述题， 它包括一些直接源于教材的选择题、图表题、填空题等。选编该类习题的目的是为了提高学生对教材概念、 原理的理解能力。解题时要注意知识落点的认定，明析概念的内涵和外延，理清已知和求解的关系，作出恰当的判断或表述。 第二类题型是基因型推导和概率计算题， 它包括杂交实验的图表统计题、表述题、遗传系谱题等。选编该类习题的目的是为了提高学生分析、推理、论证等思维能力。解题时要先判定显隐性遗传、 常染色体遗传和伴性遗传， 再用基因符号表述亲子代的表现型，推导亲子代的基因型， 利用亲代配子的概念系数等出产生子代概率的大小。 第三类题型是实验分析题和实验设计题，它包括对实验设计原理、实验原理、目的要求、方法步骤及相关原理的考查题， 对教材基础理论中的探究或实验过程的考查题， 对简单实验设计的考查题。 选编该类习题的目的是为了让学生掌握实验的设计思想方法和相关的实验理论， 完成简单的实验设计， 以及培养学生的创新思维能力。 解题时要注意对实验涉及的学科基础理论和实验理论进行认定，注意利用实验设计的思想方法和题干的要求去创造性地设计实验。第四类题型是热点背景应用题，它包括杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、基因工程、 人类遗传病等方面的多种题型。 选编该类习题的目的是为了培养学生理论联系实验的思维习惯，提高学生收集处理信息的能力。 解题时要注意对知识落点的认定， 注意对育种原理、方法、特点等问题的整体分析。教师在指导学生进行解题训练时，应注意 6 个方面的问题。其一，分析习题涉及的概念原理在教材上的知识落点， 通过知识落点及其扩展可构建什么样的知识结构。其二，习题在已知和求解之间有什么关系。其三，曲线、图表中隐含的生物学含义各有哪些。其四，选择什么样的术语或概念原理回答问题最恰当。其五，题干和题支作哪些改造可以转化为变式题组， 同时要注意相关题型的归类及一般解题方法和特殊解法的总结。其六，教师要适当地安排师生双方暴露解题的思维过程。总之，在新教材基础理论、实验、题组训练和研究性学习的学与教的过程中， 教师应注意指导学生进行个体自主学习、 合作学习和探究式学习。 在学生掌握学科基础理论的过程中，提高学生的心智技能和学科动作技能，使学生的情感态度价值观得以进一步完善。资源来源中学生物教学201818