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1、必修2：遗传与进化一、本模块目标概述 本模块的内容包括遗传的细胞基础，遗传的分子基础,遗传的基本规律,生物的变异,人类遗传病,生物的进化六部分。 通过本模块的学习，学生能够理解生命的延续和发展，认识生物界及生物的多样性,形成生物进化的观点，树立正确的自然观。理解有关原理在促进经济与社会发展、增进人类健康等方面的重要意义。二、学习要求与教学建议2.1 遗传的细胞基础(1) 学习要求具体内容标准学习要求阐明细胞的减数分裂并模拟分裂过程中染色体的变化 说出减数分裂的概念及发生的部位 解释同源染色体、联会、四分体的概念尝试模型建构方法，模拟减数分裂过程中染色体数目和行为的变化，说明减数分裂的过程 概述
2、减数第一次分裂的主要特征 概述减数第二次分裂的主要特征 区别减数分裂过程中各时期的典型图形 说明减数分裂过程中的染色体和 DNA 的变化规律 使用高倍镜观察细胞的减数分裂，识别减数分裂不同阶段的染色体形态、数目和位置的变化 举例说明配子的形成过程 区别精子与卵细胞的形成过程的差异 解释配子形成过程中染色体组合的多样性 说出配子的形成与生物个体发育的联系 举例说明受精过程 说明受精作用的概念、特点和意义 阐明减数分裂和受精作用对于生物遗传和变异的重要作用 (2) 教学建议本部分内容以减数分裂、配子的形成和受精作用为线索，揭示生命延续的细胞学基础，为学习遗传与进化知识做好铺垫。显然，对这部分内容的
3、学习必须以第一模块的细胞周期及有丝分裂等知识为基础。本部分内容的重点是减数分裂过程中染色体的动态变化以及主要特征的描述，难点是减数分裂过程中染色体、DNA分子数目的变化规律，以及分裂过程中染色体组合多样性的解释。与原教学大纲相比，新的课程标准增加了模型建构、观察细胞减数分裂实验、搜集有关试管婴儿的资料以及评价其意义与伦理问题，这些新增加的内容旨在倡导学生自主学习或体验学习过程，教学中应予高度重视。近50年来，科学家们不仅阐明了生物传种接代的过程，而且揭示了其中的规律，教师要善于联系相关的生物技术与社会实际等内容进行教学。此外，减数分裂和受精作用还是学习选修模块中有关避孕原理和方法、人工授精、试
4、管婴儿等生殖技术内容的必备知识。 在教学中，本部分内容应以原始生殖细胞配子受精卵为线索，以配子的形成与融合为核心，学习减数分裂的发生部位、时间、过程和结果，比较卵细胞与精子形成的异同，并阐明减数分裂与受精作用的意义。教学中应以演示、观察和模拟等活动为主，选择图片、动画、录像等辅助手段为学生提供必要的感性材料，再通过学生自己尝试建构模型来模拟减数分裂过程中染色体的数目和行为变化。在教学中，教师要以有丝分裂内容为知识背景提出一些问题，引发学生思考，如“减数分裂间期的复制过程发生了哪些变化?”，“第一次分裂过程中染色体和DNA分子的数目有什么变化？原因是什么?”，“第二次分裂过程中染色体和DNA分子
5、的数目有什么变化？原因是什么?”，“受精作用过程中染色体和DNA分子的数目发生了什么变化？有什么意义?”等。通过这些问题的讨论，引导学生把染色体数目变化与染色体行为联系起来，将DNA分子数目的变化与复制及分裂次数结合起来，将染色体数目的周期性变化与其意义结合起来，从而加深对减数分裂过程的理解。在教学中，应注意准确解释相关专业名词，概述减数分裂过程中的主要特征，辨认减数分裂不同时期的典型图形或模拟绘图。 在教学中，要加强对学生的科学价值观和人生观教育。例如，在组织搜集有关试管婴儿的资料活动时，可以根据当地情况选择合适的形式(如网络、报刊、书籍、电视录像等)进行，然后引导学生讨论、评价其意义及伦理
6、问题。教师要允许学生发表不同的意见，指导学生用辩证的、发展的观点进行评价，对于不正确的观点也要讲明道理，以理服人，使学生确立正确的价值观和人生观。2.2 遗传的分子基础(1) 学习要求具体内容标准学习要求 总结人类对遗传物质的探索过程 分析“肺炎双球菌的转化实验”的原理和过程，得出相应的结论 分析“噬菌体侵染细菌的实验” 的原理和过程，得出相应的结论 说出“烟草花叶病毒的感染实验” 的原理和过程，得出相应的结论 概述人类对遗传物质的探索过程，并得出“DNA是主要的遗传物质”结论 认同科学实验技术的发展在探索遗传物质过程中的作用 概述DNA分子结构的主要特点 说出DNA分子的基本单位 概述DNA
7、分子双螺旋结构的主要特点 阐明碱基互补配对原则 收集DNA分子双螺旋结构模型的建立过程的资料，体验沃森和克里克的探索过程与互助合作的科学精神 制作DNA分子双螺旋结构模型，体验科学家科学探索的精神 说明基因和遗传信息的关系 说出基因在染色体上的实验证据 举例说明基因与DNA的关系 概述DNA分子的多样性和特异性 阐述脱氧核苷酸序列与遗传信息的关系 探究基因和遗传信息的关系，认同基因的物质性 概述DNA分子的复制 概述DNA分子复制的时期、过程和条件 说明DNA分子复制的特点 阐明DNA分子复制的实质 概述DNA分子复制的生物学意义 认同 DNA 双螺旋结构模型对研究 DNA分子复制的指导意义
8、概述遗传信息的转录和翻译 概述基因控制蛋白质合成的过程 说出中心法则的内容 指出遗传密码子与氨基酸的关系 举例说明基因、蛋白质与性状的关系 (2) 教学建议 本部分内容以DNA基因遗传信息为线索，主要从分子水平了解生物的遗传物质，从微观层面上理解生物的多样性。在本部分内容中，证明DNA是生物主要遗传物质的三个经典实验、DNA的结构和复制以及遗传信息的传递和表达是重点和难点。教学中要把握重点、分解难点。如在学习肺炎双球菌转化实验时，在得出DNA是遗传物质结论的同时，还应引导学生得出DNA分子必需保持完整性才能行使其遗传功能等结论；在学习遗传信息的转录和翻译时，应引导学生理解密码子简并性的特点。本
9、部分内容中所涉及的化学键以介绍氢键为主，其他化学键知识不宜过多涉及。在教学中，应注重联系学生的生活实际。如在学习DNA分子双螺旋结构模型时，可以将 DNA分子的空间结构比作一个旋梯，其中磷酸、五碳糖交替排列形成的长链是扶手，碱基对是台阶，这样，既能帮助学生建立DNA分子的空间概念，也有助于理解两条链的平行关系。可以利用DNA分子的可拆分模型引导学生了解DNA分子的基本组成单位；也可以动画演示DNA分子的复制、转录和翻译过程。在学习脱氧核苷酸与遗传信息的关系时，可从计算机的二进制入手，指出DNA分子中的四种脱氧核苷酸具备更强的编码能力，并适时引入DNA计算机和DNA身份证等。教师还可组织学生开展
10、力所能及的调查活动，如班级和年级色盲学生性别和比例的调查，将调查结果与“基因在染色体上的实例”结合起来，使本来抽象的知识变成实实在在的客观现实。在教学中，要充分利用科学发展史进行情感和价值观的教育，如从“DNA分子双螺旋结构发现史”中，可以体验到科学工作的曲折性、互相合作的重要性以及百折不挠的攀登精神；“信使RNA和密码子的发现史”可以使学生认识到正确的预见性思维在科学研究中所起到的关键性指导作用；“DNA是主要遗传物质的探索史”则有利于学生认同科学实验技术的发展在探索遗传物质过程中的作用。 此外，在教学中，还要培养学生搜集信息和处理信息的能力，搜集资料的本身就是一个培养信息处理能力的过程。感
11、兴趣的同学还可以通过相关链接搜集有关现代遗传学发展的更多资料，使学生的学习空间更加广阔。在制作DNA分子双螺旋结构模型的活动中，要以学生自主学习为主，材料的选择可以用不同颜色的塑料片或硬纸片分别代表磷酸、五碳糖和碱基，用金属细丝代表化学键将各部分按一定次序连接起来。制作模型的过程也是一个知识内化的过程，可以促进学生对DNA分子“双螺旋”特点的认识。2.3 遗传的基本规律(1) 学习要求具体内容标准 学习要求 分析孟德尔遗传实验的科学方法 认同孟德尔遗传实验的科学性和他在近代遗传学上的地位 分析孟德尔实验获得成功的原因 认同孟德尔的实验方法和研究步骤，体验科学研究的一般方法 阐明基因的分离规律和
12、自由组合规律 列举生物的性状及表现方式，区别性状及相对性状 阐明孟德尔的一对相对性状的杂交实验过程区别纯合子与杂合子，等位基因、显性基因与隐性基因，基因型与表现型，杂交、测交与自交等遗传学概念 运用模拟实验，体验遗传因子通过分离及自由组合产生的配子的类型及比例 应用遗传因子的假设，解释与分析基因的分离和自由组合的现象 应用分离定律解释遗传现象 阐明孟德尔的两对相对性状的杂交实验过程以及对自由组合现象的解释 应用自由组合定律解释遗传现象 举例说明遗传规律指导育种工作及人类遗传病防治举例说明基因与性状的关系 举例说明基因对性状的控制说出基因与染色体的关系 阐明一对等位基因控制一对相对性状 尝试用遗
13、传学分析的基本方法和技能，根据实验结果判断性状的显、隐性关系及基因型，并能进行相关的计算 概述伴性遗传 概述生物性别决定的类型，解释人类性别比接近1：1的原因概述位于性染色体上基因传递及表现的特殊性举例说明伴性遗传及其特点 举例说出常见的几种遗传病及其遗传特点 举例说明伴性遗传知识与人类遗传病防治及生产实践活动的关系 (2) 教学建议 本部分内容以孟德尔的遗传研究与发现为线索，以基因的遗传方式为核心，重点介绍了孟德尔两个著名的豌豆杂交实验，阐明了孟德尔的两个遗传基本定律以及基因与性状的关系，并概述伴性遗传的有关知识。在本部分内容中，孟德尔遗传实验的科学方法、遗传的两个基本定律及其在生产和实践中
14、的应用、伴性遗传的内容是教学的重点，而等位基因的遗传行为和非等位基因之间的遗传关系则是教学的难点。教学中还应该让学生学习和掌握科学研究的方法，领悟假说演绎，建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用。要再教学中渗透科学思想教育，可以通过介绍孟德尔的生平，引导学生分析孟德尔的杂交实验的设计思路和方法，让学生体会孟德尔作为遗传学奠基人对遗传学作出的杰出贡献。建议在分析杂交实验的学习过程中，要帮助学生建立起诸如基因和性状、基因型和表现型、纯合子和杂合子、显性基因和隐性基因、显性性状和隐性性状、等位基因和相对性状等基本概念。要充分利用“性状分离比的模拟实验”。在模拟试验中，随机事件的概率通常在数据越大的
15、情况下越能反映出规律性的特点，从而帮助学生理解基因的分离和随机结合与生物性状之间的数量关系。在教学中，要引导学生分析减数分裂与基因的分离定律、基因的自由组合定律之间的关系，特别是等位基因分离的细胞学基础。注意将数学概率统计的原理应用于生物学科学分析中，并学会概率的有关计算。在这两个定律的教学中还要特别注意引导学生对科学探究一般过程和方法的理解。 基因分离定律是学习基因自由组合遗传定律的基础，要帮助学生概括总结孟德尔获得成功的原因，让学生了解任何一项科学成果的取得，不仅要付出艰辛的劳动，还要有正确的研究方法，从而培养学生严谨求实的科学态度和坚韧不拔、持之以恒的探索精神。 在伴性遗传这部分内容的教
16、学中，要以遗传学的经典实例人类的红绿色盲为例，学习研究伴性遗传的主要婚配方式和伴性遗传的规律。考虑到这部分内容主要是基因分离定律的知识在性染色体遗传上的应用，学生比较容易理解，所以，教师可以在适当引导的基础上，让学生进行自我探索，然后得出有关伴性遗传的一些基本规律 。 2.4 生物的变异（1）学习要求具 体 内 容 标 准学 习 要 求举例说出基因重组及意义简述基因重组的概念举例说出基因重组现象简述基因重组的意义举例说明基因突变的特征和原因概述基因突变的概念解释基因突变的原因举例说明基因突变的特征简述基因重组和基因突变的差异概述基因突变的意义简述染色体结构变异和数目变异简述染色体结构变异的几种
17、类型举例说出染色体结构变异简述染色体数目变异的定义尝试低温诱导染色体加倍的实验。辨别染色体组、二倍体、多倍体、单倍体的概念搜集生物变异在育种上应用的事例举例说出多倍体育种的原理、方法及特点举例说出多倍体育种在生产中的应用概述单倍体育种原理、方法和特点举例说出诱变育种在生产中的应用关注转基因生物和转基因食品的安全性简述转基因技术的概念简述转基因的过程关注转基因技术的发展举例说出转基因的应用探讨转基因生物和转基因食品的安全性( 2 )教学建议 本部分内容是建立在遗传学的学习基础上，因此巩固遗传知识尤为重要。根据新课程的教学安排，变异内容的学习多数将在高一进行，因此，教学难度较大，教师在教学中要注意
18、处理好抽象概念与形象教学的关系,要注意突破教学难点，如对染色体组、二倍体、多倍体、单倍体等概念的教学。变异的概念及原因是本部分内容的重点，教学中可以通过对遗传知识的复习加以演绎归纳得出。在进行基因重组知识教学时，可以联系遗传的分离定律和自由组合定律等内容，特别是要分析自由组合定律中两对相对性状遗传子二代中的表现型差异。此外，还应注意联系细胞减数分裂过程中同源染色体内部的交叉互换现象。基因重组是生物多样性的重要的原因，要引导学生尝试分析基因重组与生物进化的关系，要利用图文促进学生对重组DNA技术概念的理解。基因突变可以联系基因的结构本质以及DNA复制情况作为理解基因突变的铺垫。也可以组织学生开展
19、讨论，让学生对基因突变加深了解。还可以采用自学辅导式学习法，组织学生阅读课本并设计相关问题的方式进行学习。教学中还可以设计一段DNA复制过程的动画，再根据概念中涉及到的碱基对增添或缺失等情况，对比相应氨基酸的变化，使学生明了基因突变的概念、特征和原因。通过对基因突变的分析，教师可以引导学生回忆并分析基因和染色体的关系，启发学生思考：基因能够发生突变，那么染色体能不能发生变化呢?如果染色体发生变化，它会发生什么样的变化呢?生物的性状又会发生什么样的变化呢?从而引出染色体变异包括染色体结构的变异和染色体数目的变异。染色体结构的变异是了解层次的学习内容，要让学生明了研究染色体结构的变异既可以为生产实
20、践服务，也可以为人类健康服务。教学中可以采取的教学策略有：（1）以辨图、设问、讨论的方式理解染色体组的概念；（2）通过具体实例、概念的辨析和对比，认识单倍体、二倍体和多倍体之间的关系；（3）用图解、事例和图表的形式引导学生学习多倍体和单倍体育种；（4）做好“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验。例如，教师在实验开始前，可以先复习染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念，以及多倍体和单倍体育种的原理、操作方法和优点，同时复习“观察植物细胞的有丝分裂”的实验步骤，为本实验打好基础。 在低温诱导染色体数目的变化的实验中，引导学生思考低温的作用为什么与秋水仙素的作用基本相似等问题。2.5 人类遗传病(
21、1 ) 学习要求具 体 内 容 标 准学 习 要 求列出人类遗传病的类型(包括单基因病,多基因病的监测和预防)简述人类遗传病的产生原因和特点列出人类遗传病的类型举例说出各类单基因病的遗传方式和风险率列举染色体病对新生儿的严重危害尝试制定调查身边常见的人类遗传病的计划，体验在调查活动中进行合作学习探讨人类遗传病的监测和预防说出遗传病的产前诊断与优生的关系说出遗传咨询与优生的关系简述遗传咨询的一般方法搜集和交流基因诊断监测遗传病方面的资料关注人类基因组计划及其意义说出人类基因组计划的研究对象和目标简述人类基因组计划的研究成果和意义搜集和交流有关人类基因组研究方面的资料( 2 ) 教学建议本部分内容
22、以遗传病的病理、诊断和预防为知识链，以遗传与优生为核心，主要讲述人类遗传病的常识性知识。在教学上，应着重联系社会生活实际，为学生创设一个主动建构知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观的学习环境。针对人类基因遗传病和染色体遗传病这部分内容的学习，教师可以利用挂图、录像或多媒体课件让学生多了解病例的症状情况，通过真实的图像加深学生对遗传疾病的感性认识，充分了解遗传病的一些特征。教师可让学生比较遗传病和传染病的区别，加深对遗传病的认识。对于遗传病中的单基因遗传病，教师可以引导学生结合前面学过的知识进行讨论、并归纳常染色体上的遗传病、X染色体上遗传病、Y染色体上遗传病的传递特征。结合某遗传病的遗传
23、系谱图，使学生能根据图中所表示的遗传规律，判断此病属于何类遗传病，将学过的知识应用于实践中。对于“人类染色体遗传病”这部分内容，建议教师根据自己所教学生的学习能力差异，对某些染色体遗传病的病因进行分析。要让学生知道为什么要进行遗传咨询以及怎样进行遗传咨询，可举例加以说明，并组织模拟咨询以及讨论活动。要讨论遗传病监测引起的社会问题，以及人类基因组计划在人体健康和社会伦理等方面的正面和负面效应。本部分内容有一个调查和两个“资料搜集和分析”活动（课标要求可以选择一项）。活动的内容较多，教学时需注意统筹安排。资料搜集可以在教学前一周布置，学生可分为两组，一组搜集有关基因诊断方面的资料，另一组搜集搜集人
24、类基因组计划的资料，以备课堂讨论时展示。调查必须在老师指导下明确目的要求和统计方法，运用遗传学基础理论并针对社会背景中的生产、生活、科研等实际问题设计实验方案，以增加学生的参与、动手机会，培养学生的探究能力，让学生的知识“从实践中来，到实践中去”，以利于更好地理解与掌握。在调查活动中可以参考以下的流程：1.确定调查的目的要求；2.制定调查的计划；3.实施调查活动；4.整理分析调查资料；5.得出调查结论，撰写调查报告。2.6 生物的进化( 1 ) 学习要求具 体 内 容 标 准学 习 要 求说明现代生物进化理论的主要内容解释种群、种群基因库、基因频率、隔离、物种的概念尝试运用数学方法讨论种群基因
25、频率的变化说明现代生物进化理论的主要内容阐述突变和基因重组在生物进化中的作用尝试探究自然选择对种群基因频率变化的影响分析并阐述隔离与物种形成的关系概述生物进化与生物多样性的形成简述生物进化的历程举例说明生物进化的主要依据认同不同生物类型的差异性，体会生物的多样性举例说明生物多样性形成的原因探讨生物进化观点对人们思想观念的影响举例说出达尔文之前，人们是怎样看待生物进化的概述达尔文的自然选择学说的主要内容说出达尔文探索自然选择学说的方法指出达尔文自然选择学说的贡献和局限性探讨生物进化观点对人们思想观念的影响形成生物进化的观点和生物进化理论在发展的观念( 2 ) 教学建议本部分内容的核心是介绍现代生
26、物进化理论。教学中可以以现代生物进化理论的形成过程为主线，将有关内容串联起来进行教学。例如，可以通过介绍生物进化理论的发展过程，使学生能够认同生物进化理论的发展是新理论对旧理论的修正、深入和扩展。达尔文的自然选择学说是进化教学的重点内容，教学方法可多样化。例如，先让学生介绍有关自然选择学说的内容，发表对该学说的看法。教学中也可以补充有关达尔文生平的内容，引导学生热爱自然、热爱科学，逐步树立正确的世界观。通过评述达尔文自然选择学说的贡献和局限性，从而引出现代生物进化理论。从达尔文的“适者生存”入手，将对个体基因的讨论引入对群体的基因讨论，明确研究生物进化，仅研究个体的表现型是否与环境相适应是不够
27、的，还必须研究群体的基因组成的变化。关于基因库的概念和基因频率的变化，教学中有一定的难度，教师可着重指导学生练习计算基因频率的方法。在学生理解了基因库的基本含义，以及学会了基因频率的计算方法后，再引导学生用数学方法讨论基因频率的变化。隔离和物种的形成是本部分内容的重点和难点，教师可结合两个不同的虎亚种东北虎、华南虎在不同环境中的形成过程，来帮助学生理解地理隔离在物种形成中的作用。关于“生物进化与生物多样性的形成”，可安排学生根据问题自学，如：举例说明共同进化体现在哪些方面？生物具有多样性的原因是什么？教学中帮助学生建立起生物进化理论的网络体系。例如，通过引导学生回忆生物进化理论发展过程中出现的几个重要理论：用进废退、达尔文主义、现代达尔文主义、中性学说，比较这些进化理论的区别和联系。同时，教师要引导学生辩证地、发展地看待每一种理论，形成正确的科学观。在这部分内容的教学过程中，教师还可以指导学生阅读书本知识，讨论归纳现代进化理论的发展对于人类认识生命现象所具有的重大意义，同时也可引导学生回忆杂交育种的相关知识，并让学生收集资料，思考现代进化理论对于动植物育种的指导意义。