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基因在染色體上教學(xué)設(shè)計湖北武漢華中師范大學(xué)第一附屬中學(xué)(430223) 曾凡洪1 設(shè)計理念根據(jù)新課程理念,高中生物學(xué)的教學(xué)重在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)方法、科學(xué)精神等生物學(xué)素養(yǎng)。結(jié)合本校開展的培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力(4C能力:即批判性思考及問題解決能力、有效溝通能力、團(tuán)隊共創(chuàng)能力、創(chuàng)造與創(chuàng)新能力及ICT即信息與通信技術(shù)能力)的主題活動,本節(jié)課以“引導(dǎo)質(zhì)疑探究討論小結(jié)歸納”的過程來貫穿教學(xué)的始終,倡導(dǎo)學(xué)生主動參與、積極思考、勇于質(zhì)疑、樂于探究、合作學(xué)習(xí)、勤于動手,培養(yǎng)學(xué)生識圖能力、獲取新知識的能力、收集和處理信息的能力、分析和解決問題的能力以及交流、表達(dá)與合作的能力。注重聯(lián)系實際,體驗科學(xué)家探究遺傳規(guī)律的奧秘過程,激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的熱愛之情,以形成學(xué)生正確的情感態(tài)度和價值觀。2 教材分析本節(jié)是高中生物(人教版)必修第二冊“第2章 基因和染色體的關(guān)系”中的第2節(jié)內(nèi)容,主要探討了薩頓假說、基因位于染色體上的實驗證據(jù)、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋。本節(jié)是以“減數(shù)分裂和受精作用”、“孟德爾的豌豆雜交實驗”、“假設(shè)演繹法”等的知識為基礎(chǔ),同時,也是學(xué)習(xí)第3節(jié)伴性遺傳和第5章第1節(jié)基因突變的基礎(chǔ)知識。所以,本節(jié)內(nèi)容對學(xué)習(xí)遺傳變異的相關(guān)知識具有承上啟下的作用。3 教學(xué)目標(biāo)3.1 說出基因位于染色體上的理論假說和實驗證據(jù)。3.2 嘗試運用類比推理的方法,解釋基因位于染色體上。3.3 在質(zhì)疑、探究中重溫科學(xué)家的探索歷程。3.4 運用有關(guān)基因和染色體的知識闡述孟德爾遺傳規(guī)律的實質(zhì)。3.5 認(rèn)同科學(xué)研究需要豐富的想象力,大膽質(zhì)疑和勤奮實踐的精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度、縝密的思維,以及對科學(xué)的熱愛。4 教學(xué)重點4.1 基因位于染色體上的理論假說和實驗證據(jù)。4.2 孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋。5 教學(xué)難點5.1 運用類比推理的方法,解釋基因位于染色體上。5.2 基因位于染色體上的實驗證據(jù)及推理過程。6 教學(xué)策略本節(jié)教材內(nèi)容是“總結(jié)人類對遺傳物質(zhì)的探索過程”的一部分,教學(xué)難點較多,是培養(yǎng)學(xué)生思維能力,尤其是批判性思維能力的好素材。因此,教師應(yīng)充分利用教材資源,圍繞“基因在染色體上”的探索過程,精心設(shè)計問題,引導(dǎo)學(xué)生積極參與討論和探究活動,倡導(dǎo)學(xué)生開展思維探究。本節(jié)內(nèi)容設(shè)計教學(xué)時間為2課時6.1 認(rèn)真處理本節(jié)“問題探討”,聯(lián)想用同源染色體取代孟德爾的遺傳因子會出現(xiàn)的結(jié)果,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注染色體與基因的關(guān)系。6.2 學(xué)生通過自己參與的活動,提出與薩頓假說相似的觀點,體驗成功的喜悅。引導(dǎo)學(xué)生畫減數(shù)分裂過程示意圖,據(jù)圖發(fā)現(xiàn)基因與染色體的平行關(guān)系。經(jīng)過思考和討論認(rèn)同基因在染色體上。6.3 分析摩爾根等人的研究是教學(xué)難點。教師可在清晰表述摩爾根研究的同時,提出一系列問題,引導(dǎo)學(xué)生思考、質(zhì)疑、探究,先小組之間討論、交流,然后教師引導(dǎo)學(xué)生回答、其他同學(xué)補充完善、修正,教師因勢利導(dǎo)、層層引導(dǎo),逐一完善、修正學(xué)生的答案,形成共識。最后教師最后予以小結(jié)、歸納來進(jìn)行突破重點,進(jìn)而得出基因在染色體上的結(jié)論。6.4 嘗試運用研究成果解釋孟德爾遺傳規(guī)律。6.4.1 教師課件展示具有一對同源染色體攜帶一對等位基因的減數(shù)分裂過程圖,引導(dǎo)學(xué)討論,并用現(xiàn)代觀點來解釋孟德爾的分離定律。6.4.2 在上述活動的基礎(chǔ)上,教師課件進(jìn)一步展示具有兩對同源染色體攜帶兩對等位基因的減數(shù)分裂過程圖,引導(dǎo)學(xué)生用現(xiàn)代觀點來解釋孟德爾的自由組合定律。6.5 運用類比推理的方法,推斷基因與DNA長鏈的關(guān)系。 7 教學(xué)方法自學(xué)法、探究式問題討論法、引導(dǎo)探索法、歸納總結(jié)法、合作交流法等綜合運用。8 教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容及程序教師組織和引導(dǎo)學(xué)生活動教學(xué)意圖復(fù)習(xí)提問,導(dǎo)入新課前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了孟德爾的豌豆雜交試驗和減數(shù)分裂、受精作用的相關(guān)知識,請同學(xué)們回顧以下問題:1、孟德爾對豌豆的性狀分離現(xiàn)象的原因解釋,提出了哪些假說?2、假設(shè)一個精原細(xì)胞中含有兩對同源染色體,畫出其減數(shù)分裂形成精細(xì)胞的過程圖。教師引導(dǎo),并利用投影進(jìn)行演示、更正。學(xué)生回答后,教師因勢利導(dǎo):根據(jù)孟德爾的假說和減數(shù)分裂中染色體的行為,你能提出什么觀點?學(xué)生進(jìn)行討論、思考,畫圖,然后后回答相關(guān)問題學(xué)生討論、交流后回答鞏固知識、創(chuàng)設(shè)情境、思考問題、激發(fā)興趣、導(dǎo)入新課,為后面的學(xué)習(xí)作鋪墊。合作交流、體會成功的喜悅一、薩頓的假說引導(dǎo)、鼓勵學(xué)生回答后,引出并介紹類比推理的研究方法。利用加拿大外交官布朗競選省議員中運用類比推理的事例,指出類比推理的缺陷,從而說明:提出的假說是需要實驗來證明的。學(xué)生閱讀教材,討論、領(lǐng)會薩頓假說引導(dǎo)學(xué)生獲得科學(xué)結(jié)論,激發(fā)其學(xué)習(xí)的欲望。二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)1、實驗者2、實驗材料及其特點3、實驗過程及現(xiàn)象4、實驗分析5、提出假說摩爾根的設(shè)想實驗解釋6、驗證7、實驗結(jié)論教師通過ppt介紹摩爾根及其與果蠅相關(guān)的故事。教師在學(xué)生回答相關(guān)問題后,再介紹果蠅作為模式生物的相關(guān)知識。與果蠅有關(guān)的諾貝爾獎的故事。布置學(xué)生看書,并請學(xué)生上黑板模擬用遺傳圖解的形式表達(dá)出來摩爾根首先做了實驗一:P 紅眼(雌) 白眼(雄) F1 紅眼(雌、雄) F1雌雄交配F2 紅眼(雌、雄) 白眼(雄) 3/4 1/41、通過紅眼與白眼果蠅親本雜交得到的F1全為紅眼,說明什么問題?2、F1自交,F(xiàn)2紅眼:白眼=3:1,又能說明什么問題?3、上圖中白眼果蠅都為雄性,你能提出什么問題?教師導(dǎo)言過渡:摩爾根又是如何解釋這一現(xiàn)象的呢?教師介紹性染色體及常染色體的相關(guān)知識。布置學(xué)生閱讀教材請學(xué)生上來用遺傳圖解的形式板書實驗一:P XWXW XwY 紅雌 白雄 F1 XWXw XWY紅雌 紅雄XWYXWXWXW紅雌XWY紅雄XwXWXw紅雌XwY白雄F2 教師過渡:摩爾根用自己提出的假說很好地解釋了自己所觀察到的實驗現(xiàn)象,是否就此證明了自己的假說是正確的呢? 如何驗證呢? 引導(dǎo)學(xué)生回顧測交的含義及親本的選擇問題 請學(xué)生在黑板上板書測交圖解實驗二:P XWXw XwY 紅雌 白雄 測交后代XWXw XWY XwXw XwY紅雌 紅雄 白雌 白雄 1 :1 :1 :1 教師引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑:單純依據(jù)測交結(jié)果,能否確定控制果蠅眼色的基因一定位于X染色體上? 教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑:既然不能,還應(yīng)該做怎樣的雜交實驗? 在引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論后,請學(xué)生在黑板上板書其遺傳圖解實驗三:P XwXw XWY 白雌 紅雄 F1 XWXw XwY紅雌 白雄 1 :1在引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出實驗三后,教師說明:其實摩爾根他們當(dāng)初也做了這幾個實驗,最后才確定控制果蠅眼色的基因一定位于X染色體上。我們剛才只是親自沿著科學(xué)家們的足跡,重溫了一下他們的探索歷程,看來我們大家也具備科學(xué)家的基本素質(zhì)。介紹現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)的研究成果基因在染色體上,一條染色體上有很多基因,基因在染色體上呈線性排列學(xué)生閱讀教材聽講學(xué)生看書,討論分析,并依次回答相應(yīng)的問題學(xué)生聽講學(xué)生看書、畫圖學(xué)生回答學(xué)生討論、交流后回答學(xué)生閱讀教材聽講、領(lǐng)會學(xué)生閱讀后回答學(xué)生完成圖解學(xué)生討論、回答得出還需驗證實驗:測交回顧測交知識學(xué)生板書學(xué)生小組討論、分析,得出結(jié)論引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論學(xué)生板書學(xué)生體驗成功的喜悅和驚喜感悟生命科學(xué)的神奇和魅力學(xué)生閱讀教材后歸納總結(jié)培養(yǎng)交流合作能力。激發(fā)興趣鞏固所學(xué)知識,培養(yǎng)學(xué)生獲取新知識的能力培養(yǎng)學(xué)生的合作交流和團(tuán)隊精神及邏輯推理能力和想象力激發(fā)興趣培養(yǎng)學(xué)生的分析推理能力和解題能力培養(yǎng)學(xué)生的分析推理和解題能力培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維、大膽質(zhì)疑及嚴(yán)謹(jǐn)縝密的思維能力激勵學(xué)生豐富的想象力,大膽質(zhì)疑精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度、縝密的思維,以及對科學(xué)的熱愛認(rèn)同基因在染色體上呈線性排列三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋(一)基因的分離定律的實質(zhì)(二)基因的自由組合定律的實質(zhì)教師課件展示具有一對同源染色體攜帶一對等位基因的減數(shù)分裂過程圖。教師課件進(jìn)一步展示具有兩對同源染色體攜帶兩對等位基因的減數(shù)分裂過程圖。學(xué)生討論、交流后總結(jié)分離定律實質(zhì)學(xué)生相互討論、交流回答相關(guān)問題,并相互補充完善自由組合規(guī)律的實質(zhì)培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題以及交流、表達(dá)與合作的能力。突出重點內(nèi)容,核心概念重點突破課堂小結(jié)以概念圖的形式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小結(jié)本節(jié)內(nèi)容要點師生互動,適時歸納、補充。培養(yǎng)學(xué)生交流、表達(dá)與歸納總結(jié)的能力課堂檢測運用類比推理的方法,推斷基因與DNA長鏈的關(guān)系學(xué)生相互討論、交流后回答類比推理技能訓(xùn)練,檢測學(xué)習(xí)效果9 板書設(shè)計第2節(jié) 基因在染色體上一、薩頓的假說 類比推理法二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)1、實驗者:摩爾根2、實驗材料及其優(yōu)點實驗材料:果蠅果蠅作為遺傳學(xué)實驗材料具有的優(yōu)點:個體小、易飼養(yǎng)繁殖速度快有一些易于區(qū)分的相對性狀后代數(shù)目多染色體數(shù)目少3、實驗過程及現(xiàn)象4、實驗分析 果蠅的紅眼是顯性性狀 紅眼和白眼受一對等位基因控制 白眼性狀的表現(xiàn),總是與性別(雄性)相關(guān)聯(lián)5、摩爾根關(guān)于果蠅眼色遺傳的解釋6、驗證7、實驗結(jié)論 基因位于染色體上,一條染色體上有很多基因,他們在染色體上呈線性排列三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋(一)基因的分離定律的實質(zhì)(二)基因的自由組合定律的實質(zhì)10 教學(xué)反思在本節(jié)內(nèi)容的教學(xué)過程中,我既在一定程度上遵循了教材上的教學(xué)內(nèi)容來安排教學(xué),同時又對教材進(jìn)行了合理的再加工。以上教學(xué)過程的設(shè)計以學(xué)生的思維過程為線索,力求再現(xiàn)摩爾根當(dāng)初的探究過程,有意引起學(xué)生探究過程中的矛盾沖突,便于突破教學(xué)重點和難點。本節(jié)內(nèi)容的教學(xué)過程中,教師主要采取自學(xué)法、探究式問題討論法、引導(dǎo)探索法、歸納總結(jié)法、合作交流法等等教學(xué)方法綜合運用來進(jìn)行教學(xué),通過教師的層層引導(dǎo)、學(xué)生的相互討論、交流合作和學(xué)生相互補充完善來回答相關(guān)問題。學(xué)生經(jīng)歷了一個科學(xué)探究過程,并及時與其他同學(xué)一起探討交流,然后自己的推理分析又推翻了自認(rèn)為很有道理的假設(shè),當(dāng)學(xué)生集合他們的智慧結(jié)晶,最終用遺傳圖解的方式解決問題后,學(xué)生對正確的結(jié)論會有更深刻的認(rèn)識,在自己的腦海中也會留下深刻的印象,同時通過嘗試書寫遺傳圖解解釋實驗現(xiàn)象,不僅

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