人教版遺傳和進(jìn)化教案一、基本信息1.課程名稱：遺傳和進(jìn)化2.教材版本：人教版3.授課年級：[具體年級]4.授課教師：[教師姓名]5.課時安排：[X]課時二、教學(xué)目標(biāo)1.知識與技能目標(biāo)學(xué)生能夠闡述遺傳和變異的概念，舉例說明生物的性狀、相對性狀等。理解基因與性狀的關(guān)系，掌握基因分離定律和自由組合定律的實(shí)質(zhì)，并能運(yùn)用遺傳定律進(jìn)行簡單的遺傳分析和計算。描述減數(shù)分裂的過程，理解減數(shù)分裂過程中染色體的行為變化，以及減數(shù)分裂與受精作用的意義。掌握基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，理解伴性遺傳的特點(diǎn)和規(guī)律，并能分析常見的伴性遺傳實(shí)例。了解DNA是主要的遺傳物質(zhì)，掌握DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制過程，理解基因的概念和遺傳信息的傳遞與表達(dá)。了解現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容，理解生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)和物種形成的過程。2.過程與方法目標(biāo)通過分析遺傳現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用假說演繹法進(jìn)行科學(xué)探究的能力。在學(xué)習(xí)減數(shù)分裂和遺傳定律的過程中，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用模型建構(gòu)的方法，理解微觀的生物學(xué)過程。通過對遺傳系譜圖的分析，提高學(xué)生獲取信息、處理數(shù)據(jù)和邏輯推理的能力。通過探究DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計和分析能力，提高學(xué)生的科學(xué)思維水平。通過學(xué)習(xí)生物進(jìn)化理論的發(fā)展歷程，培養(yǎng)學(xué)生批判性思維和創(chuàng)新思維能力，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注科學(xué)前沿動態(tài)。3.情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)通過對遺傳規(guī)律的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生體會到生命現(xiàn)象的復(fù)雜性和有序性，培養(yǎng)學(xué)生對生命科學(xué)的熱愛之情。在探究遺傳奧秘的過程中，培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、敢于質(zhì)疑的科學(xué)精神，以及嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。通過了解生物進(jìn)化的歷程，讓學(xué)生認(rèn)識到生物多樣性的形成是長期進(jìn)化的結(jié)果，樹立生物進(jìn)化的觀點(diǎn)和辯證唯物主義世界觀。通過小組合作學(xué)習(xí)和課堂討論，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和交流表達(dá)能力，增強(qiáng)學(xué)生的社會責(zé)任感。三、教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)基因分離定律和自由組合定律的實(shí)質(zhì)及應(yīng)用。減數(shù)分裂過程中染色體的行為變化。DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制?；虻谋磉_(dá)過程?，F(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容。2.教學(xué)難點(diǎn)遺傳定律的應(yīng)用及遺傳概率的計算。減數(shù)分裂過程中染色體、DNA和染色單體數(shù)量的變化規(guī)律。DNA分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及復(fù)制過程中的相關(guān)計算?；虮磉_(dá)過程中遺傳信息的傳遞和表達(dá)機(jī)制。運(yùn)用現(xiàn)代生物進(jìn)化理論解釋生物多樣性的形成。四、教學(xué)方法1.講授法：系統(tǒng)地講解遺傳和進(jìn)化的基本概念和原理，使學(xué)生對知識有初步的認(rèn)識。2.討論法：組織學(xué)生對一些遺傳現(xiàn)象和進(jìn)化問題進(jìn)行討論，激發(fā)學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力和批判性思維。3.演示法：利用多媒體課件、動畫等演示減數(shù)分裂過程、遺傳定律的模擬實(shí)驗(yàn)、DNA的結(jié)構(gòu)等微觀過程，幫助學(xué)生直觀地理解抽象的知識。4.探究法：通過設(shè)計探究實(shí)驗(yàn)，如探究遺傳因子的分離和自由組合，讓學(xué)生親身體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。5.練習(xí)法：布置適量的課堂練習(xí)和課后作業(yè)，讓學(xué)生通過練習(xí)鞏固所學(xué)知識，提高運(yùn)用知識解決問題的能力。五、教學(xué)過程（一）引言（5分鐘）通過一個有趣的遺傳案例導(dǎo)入新課。例如：展示一對夫婦，丈夫是雙眼皮，妻子是單眼皮，他們的孩子卻是雙眼皮。提問學(xué)生：為什么孩子的眼皮性狀與父母不完全相同？這種現(xiàn)象在生物學(xué)中如何解釋？從而引發(fā)學(xué)生對遺傳和變異現(xiàn)象的興趣，自然地引入本節(jié)課的主題——遺傳和進(jìn)化。（二）遺傳的基本規(guī)律（2課時）1.孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)（一）（1課時）一對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)講解孟德爾選擇豌豆作為實(shí)驗(yàn)材料的原因，包括豌豆的自花傳粉、閉花受粉特性，以及具有易于區(qū)分的相對性狀等。利用多媒體展示孟德爾的一對相對性狀雜交實(shí)驗(yàn)過程，即純種高莖豌豆和純種矮莖豌豆雜交，F(xiàn)1全為高莖；F1自交，F(xiàn)2中高莖與矮莖的比例為3:1。引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提出問題：為什么F1全為高莖？為什么F2中高莖與矮莖的比例為3:1？對分離現(xiàn)象的解釋講解孟德爾提出的遺傳因子假說，即生物的性狀是由遺傳因子決定的，體細(xì)胞中遺傳因子是成對存在的，配子中遺傳因子成單存在，受精時雌雄配子隨機(jī)結(jié)合。利用遺傳圖解演示F1產(chǎn)生配子及受精過程，解釋F2中出現(xiàn)性狀分離的原因。對分離現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證——測交實(shí)驗(yàn)介紹測交實(shí)驗(yàn)的設(shè)計思路，即讓F1與隱性純合子雜交，預(yù)期后代高莖與矮莖的比例為1:1。展示測交實(shí)驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證孟德爾對分離現(xiàn)象的解釋。分離定律總結(jié)分離定律的內(nèi)容：在生物的體細(xì)胞中，控制同一性狀的遺傳因子成對存在，不相融合；在形成配子時，成對的遺傳因子發(fā)生分離，分離后的遺傳因子分別進(jìn)入不同的配子中，隨配子遺傳給后代。通過練習(xí)題，讓學(xué)生運(yùn)用分離定律進(jìn)行簡單的遺傳分析，如已知親代基因型求子代基因型及比例等，鞏固所學(xué)知識。2.孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)（二）（1課時）兩對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)展示孟德爾兩對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)過程，即純種黃色圓粒豌豆和純種綠色皺粒豌豆雜交，F(xiàn)1全為黃色圓粒；F1自交，F(xiàn)2中出現(xiàn)了黃色圓粒、黃色皺粒、綠色圓粒、綠色皺粒四種表現(xiàn)型，比例為9:3:3:1。引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析F2中出現(xiàn)的新性狀組合，提出問題：為什么會出現(xiàn)這樣的性狀分離比？對自由組合現(xiàn)象的解釋講解孟德爾對自由組合現(xiàn)象的解釋，即控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的；在形成配子時，決定同一性狀的成對的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。利用遺傳圖解詳細(xì)演示F1產(chǎn)生配子的過程，解釋F2中出現(xiàn)9:3:3:1性狀分離比的原因。對自由組合現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證——測交實(shí)驗(yàn)介紹測交實(shí)驗(yàn)的設(shè)計及預(yù)期結(jié)果，即讓F1與雙隱性純合子雜交，預(yù)期后代出現(xiàn)四種表現(xiàn)型，比例為1:1:1:1。展示測交實(shí)驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證孟德爾對自由組合現(xiàn)象的解釋。自由組合定律總結(jié)自由組合定律的內(nèi)容：控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的；在形成配子時，決定同一性狀的成對的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。通過練習(xí)題，讓學(xué)生運(yùn)用自由組合定律進(jìn)行遺傳分析和計算，如已知親代基因型求子代基因型及表現(xiàn)型種類和比例等，加深對自由組合定律的理解。（三）減數(shù)分裂和受精作用（2課時）1.減數(shù)分裂（1課時）引入通過提問：生物體如何保證親子代之間染色體數(shù)目的穩(wěn)定？引導(dǎo)學(xué)生思考細(xì)胞分裂方式與染色體數(shù)目變化的關(guān)系，從而引出減數(shù)分裂的概念。精子的形成過程利用多媒體動畫詳細(xì)演示精子形成過程中各個時期的特點(diǎn)，包括減數(shù)第一次分裂前的間期、減數(shù)第一次分裂的前期、中期、后期、末期，以及減數(shù)第二次分裂的前期、中期、后期、末期。在演示過程中，重點(diǎn)講解染色體的行為變化，如同源染色體的聯(lián)會、四分體的形成、同源染色體的分離、非同源染色體的自由組合等。結(jié)合黑板上的簡圖，讓學(xué)生觀察并描述各時期染色體的形態(tài)和數(shù)目變化，加深對減數(shù)分裂過程的理解。卵細(xì)胞的形成過程簡要介紹卵細(xì)胞形成過程與精子形成過程的異同點(diǎn)，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)卵細(xì)胞形成過程中細(xì)胞質(zhì)不均等分裂的特點(diǎn)。減數(shù)分裂的概念總結(jié)減數(shù)分裂的概念：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。在減數(shù)分裂過程中，染色體只復(fù)制一次，而細(xì)胞分裂兩次。減數(shù)分裂的結(jié)果是，成熟生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目比原始生殖細(xì)胞的減少一半。2.受精作用（1課時）受精作用的過程利用動畫展示受精作用的過程，即精子與卵細(xì)胞相互識別、融合成為受精卵的過程。講解受精作用的實(shí)質(zhì)：精子的細(xì)胞核與卵細(xì)胞的細(xì)胞核融合，使彼此的染色體會合在一起。受精作用的意義引導(dǎo)學(xué)生分析受精作用對生物遺傳和變異的重要意義，如保證了每種生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定，促進(jìn)了遺傳物質(zhì)的重新組合，有利于生物的進(jìn)化等。通過練習(xí)題，讓學(xué)生理解受精作用過程中染色體數(shù)目和遺傳物質(zhì)的變化情況，鞏固所學(xué)知識。（四）基因在染色體上（1課時）1.薩頓的假說介紹薩頓通過對蝗蟲減數(shù)分裂過程的觀察，發(fā)現(xiàn)基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系，從而提出基因在染色體上的假說。利用表格形式對比基因和染色體的平行關(guān)系，如基因在雜交過程中保持完整性和獨(dú)立性，染色體在配子形成和受精過程中，也有相對穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)；在體細(xì)胞中基因成對存在，染色體也是成對的；體細(xì)胞中成對的基因一個來自父方，一個來自母方，同源染色體也是如此；非等位基因在形成配子時自由組合，非同源染色體在減數(shù)第一次分裂后期也是自由組合的等，幫助學(xué)生理解薩頓的假說。2.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)介紹摩爾根選擇果蠅作為實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)，如易飼養(yǎng)、繁殖快、后代數(shù)量多、具有易于區(qū)分的相對性狀等。在黑板上畫出果蠅雜交實(shí)驗(yàn)的遺傳圖解，展示摩爾根的實(shí)驗(yàn)過程：紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅雜交，F(xiàn)1全為紅眼；F1雌雄果蠅相互交配，F(xiàn)2中紅眼:白眼=3:1，但白眼果蠅全為雄性。引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提出問題：為什么白眼性狀的表現(xiàn)總是與性別相聯(lián)系？講解摩爾根對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋，即控制白眼的基因（w）在X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因。利用遺傳圖解詳細(xì)演示F2中白眼果蠅出現(xiàn)的原因。介紹摩爾根通過測交實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了他的假說，讓學(xué)生自己寫出測交實(shí)驗(yàn)的遺傳圖解，加深對基因位于染色體上的理解。3.基因與染色體的關(guān)系總結(jié)基因與染色體的關(guān)系：基因在染色體上呈線性排列，一條染色體上有許多個基因。（五）伴性遺傳（1課時）1.伴性遺傳的概念介紹伴性遺傳的概念：性染色體上的基因，它們的遺傳方式與性別相聯(lián)系，這種遺傳方式叫做伴性遺傳。2.人類紅綠色盲癥——伴X染色體隱性遺傳利用多媒體展示人類紅綠色盲遺傳系譜圖，引導(dǎo)學(xué)生觀察系譜圖中紅綠色盲患者的性別分布特點(diǎn)，分析紅綠色盲的遺傳規(guī)律。講解紅綠色盲基因是位于X染色體上的隱性基因（b），Y染色體上沒有相應(yīng)的等位基因。通過遺傳圖解分析紅綠色盲的遺傳特點(diǎn)，如男性患者多于女性患者、交叉遺傳、隔代遺傳等。讓學(xué)生分組討論并寫出不同婚配方式下子女患紅綠色盲的概率，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用伴性遺傳知識進(jìn)行遺傳分析和計算的能力。3.抗維生素D佝僂病——伴X染色體顯性遺傳簡要介紹抗維生素D佝僂病的遺傳特點(diǎn)，如女性患者多于男性患者、具有世代連續(xù)性等。講解抗維生素D佝僂病基因是位于X染色體上的顯性基因（D），Y染色體上沒有相應(yīng)的等位基因。利用遺傳圖解分析其遺傳規(guī)律，讓學(xué)生對比伴X染色體顯性遺傳與伴X染色體隱性遺傳的異同點(diǎn)。4.伴性遺傳在實(shí)踐中的應(yīng)用介紹伴性遺傳在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類遺傳病診斷中的應(yīng)用，如通過蘆花雞羽毛顏色的遺傳特點(diǎn)進(jìn)行雛雞性別的早期鑒定，通過分析人類遺傳病系譜圖來預(yù)測后代患病的概率等。通過練習(xí)題，讓學(xué)生運(yùn)用伴性遺傳知識解決實(shí)際問題，鞏固所學(xué)內(nèi)容。（六）DNA是主要的遺傳物質(zhì)（1課時）1.對遺傳物質(zhì)的早期推測介紹20世紀(jì)20年代，人們對遺傳物質(zhì)的推測，當(dāng)時大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)中氨基酸的排列順序多種多樣，可能蘊(yùn)含著遺傳信息。2.肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)利用多媒體展示格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)過程，即R型活細(xì)菌、S型活細(xì)菌、加熱殺死的S型細(xì)菌、加熱殺死的S型細(xì)菌與R型活細(xì)菌混合后分別注射到小鼠體內(nèi)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出加熱殺死的S型細(xì)菌中含有某種“轉(zhuǎn)化因子”，能將R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌的結(jié)論。艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)介紹艾弗里為了弄清楚“轉(zhuǎn)化因子”是什么，將S型細(xì)菌中的各種物質(zhì)進(jìn)行分離，分別與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)，觀察其對R型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化作用。展示艾弗里的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出DNA是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，即DNA是遺傳物質(zhì)。3.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)介紹噬菌體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，如噬菌體由蛋白質(zhì)外殼和DNA組成。利用多媒體動畫展示噬菌體侵染細(xì)菌的過程，包括噬菌體吸附在細(xì)菌表面、將DNA注入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)、利用細(xì)菌體內(nèi)的物質(zhì)合成自身的DNA和蛋白質(zhì)外殼、組裝成子代噬菌體并釋放出來等。講解噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的設(shè)計思路，即分別用放射性同位素35S和32P標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和DNA，然后讓被標(biāo)記的噬菌體分別侵染未被標(biāo)記的細(xì)菌，通過檢測上清液和沉淀物中的放射性來判斷噬菌體的遺傳物質(zhì)。展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)的結(jié)論。4.DNA是主要的遺傳物質(zhì)總結(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)：因?yàn)榻^大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，只有少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。（七）DNA分子的結(jié)構(gòu)（1課時）1.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建介紹沃森和克里克構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的過程，包括他們對前人研究成果的借鑒，以及通過不斷嘗試和修正最終成功構(gòu)建模型的艱辛歷程，讓學(xué)生體會科學(xué)研究的曲折與創(chuàng)新。2.DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)利用多媒體展示DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，講解DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩條鏈反向平行盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。脫氧核糖與磷酸交替連接，排