人教版高中生物必修2《遗传与进化》教材解读.ppt

必修2 遗传与进化 第1章遗传因子的发现第2章基因和染色体的关系第3章基因的本质第4章基因的表达第5章基因突变及其他变异第6章从杂交育种到基因工程第7章现代生物进化理论 主要内容 培训 本模块学习的目的 意义和价值教材编排体系 人教版教材简介 教学建议 一 必修2模块学习的目的 意义和价值 1 从高中生物课程的总体设计思路和内容标准看本模块学习的目的 必修模块选择的是生物科学核心内容 同时也是现代生物科学发展最迅速 成果应用最广泛 与社会和个人生活关系最密切的领域 所选内容能够帮助学生从微观和宏观两个方面认识生命系统的物质和结构基础 发展和变化规律以及生命系统中各组分间的相互作用 因此必修模块对于提高全体高中学生的生物科学素养具有不可或缺的作用 课标 课程设计思路 学习的内容范围 生物科学核心内容 同时也是现代生物科学发展最迅速 成果应用最广泛 与社会和个人生活关系最密切的领域 包括生命系统的物质和结构基础 发展和变化规律以及生命系统中各组分间的相互作用 学习视角 从微观和宏观两个方面认识生命系统 学习目的 提高全体高中学生的生物科学素养 这里既有 提高生物科学素养的课程标准实施的核心任务 也有体现 面向全体学生 的课程基本理念 由于所选内容出自与社会和个人生活关系密切的领域 因此在教学过程中就必然要注意体现 注重与现实生活的联系 可见 课程内容的构建与课程基本理念是有机组合在一起的 认知对象 生命系统 包括细胞 个体 群体 生态系统等各层次 认知目标 理解不同层次生命系统的物质和结构基础 发展和变化规律 各组分间的相互作用 系统与环境的相互作用 分子与细胞 模块侧重于使学生在细胞水平认识生命系统的物质基础和结构基础 遗传与进化 模块侧重于使学生在基因水平认识生命系统的发生和发展过程及原因 稳态与环境 模块则侧重于使学生在个体和群体水平认识生命系统内部的调节机制以及与环境的关系 2 本模块的内容标准解读 六大主题 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 注意行为动词 要求层次 呈现顺序 体验科学家探索生物生殖 遗传和进化奥秘的过程 学习有关概念 原理 规律和模型 应用有关知识分析和解决实践中的问题 2 1遗传的细胞基础 2 2遗传的分子基础 2 3遗传的基本规律 2 4生物的变异 2 5人类遗传病 2 6生物的进化 必修2的 内容标准 的表述特点 1 使用操作性强的行为动词 如 举例说出 简述 列出 阐明 说明 概述 搜集 举例说明 总结 分析等 描述知识性目标的要求 便于评价 2 总体知识目标要求定位在理解水平 具体内容标准中属于了解水平的有3项 属于理解水平的有14项 属于应用水平的有2项 知识教学总体要求 必修2的 内容标准 的表述特点 3 重视科学的过程和方法 本模块具体内容标准中 应用 层次的条目都是关于科学的过程或方法的 一项是 总结人类对遗传物质的探索过程 另一项是 分析孟德尔遗传实验的科学方法 课堂教学的呈现方式及三维教学目标的确立达成 4 关注科学技术与社会的联系 本模块具体内容标准中属于科学技术与社会联系的有5条 包括 搜集生物变异在育种上应用的事例 关注转基因生物和转基因食品的安全性 探讨人类遗传病的监测和预防 关注人类基因组计划及其意义 探讨生物进化观点对人们思想观念的影响 有利于三维教学目标的达成 3 学习本模块的意义和价值 选修2 有助于学生认识生命的延续和发展 了解遗传和变异规律在生产生活研究中的应用 领悟假说和演绎 建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用 理解遗传和变异在物种繁衍过程中的对立统一 生物的遗传变异与环境变化在进化过程中的对立统一 形成生物进化观点 课标 课程设计思路 选修2模块 选取的减数分裂和受精作用 dna分子结构及其遗传基本功能 遗传和变异的基本原理及应用等知识 主要是从细胞水平和分子水平阐述生命的延续性 选取的现代生物进化理论和物种形成等知识 主要阐明生物进化的过程和原因 学习本模块的内容 对于学生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 树立正确的自然观有重要意义 同时 对于学生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价值 也是十分重要的 课标 内容标准 3 学习本模块的意义和价值 在上面的概括和论述中都提到了核心知识的学习及应用 科学方法的领悟和应用 也都提到了有关生物学观点的形成 同时还提醒要注意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价值 3 学习本模块的意义和价值 3 1在知识方面的教育价值 学生通过必修2模块的学习 可以理解生物在代代相传和进化的过程中 遗传物质是如何传递和变化以及是如何起作用的 有助于学生认识生命的延续和发展 了解遗传和变异规律在生产生活研究中的应用 选取的减数分裂和受精作用 dna分子结构及其遗传基本功能 遗传和变异的基本原理及应用等知识 主要是从细胞水平和分子水平阐述生命的延续性 选取的现代生物进化理论和物种形成等知识 主要阐明生物进化的过程和原因 3 学习本模块的意义和价值 3 2在能力方面的教育价值 学生通过本模块的学习 可以 领悟假说和演绎 建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用 假说 演绎法 一般是指根据一类事物都有的属性 构建出假说 然后演绎出理论体系或具体推论 再通过观察和实验来检验 假说 演绎法 的教学内容主要安排在本模块中 3 学习本模块的意义和价值 本模块有关 模型法 的教学内容主要侧重在物理模型 如 制作dna分子双螺旋结构模型 和数学模型 如 用数学方法讨论基因频率的变化 的构建 课程标准在具体内容标准和活动建议中还规定了诸如 通过搜集dna分子结构模型建立过程的资料并讨论交流的活动 总结人类对遗传物质的探索过程 调查人类常见遗传病 等 来培养信息能力的教学活动 规定了诸如 低温诱导染色体加倍的实验 等 来培养操作技能 规定了诸如 探讨人类遗传病的监测和预防 等 来培养科学探究能力 3 学习本模块的意义和价值 课标中对高中生物课程能力培养的要求 操作技能 信息能力和科学探究能力 科学探究能力的培养尤为重要 本模块动手做实验的探究活动不多 主要是思维的探究和模拟探究 科学方法侧重点 假说 演绎法模型方法 3 学习本模块的意义和价值 课程标准所指出 本模块有助于学生 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 归纳 是从特殊事实中概括出一般原理的推理形式和思维方法 演绎 是从一般到特殊 根据一类事物都有的一般属性 关系 本质来推断该类中的个别事物所具有的属性 关系和本质的推理形式和思维方法 就思维过程的方法论而言 归纳和演绎都是重要的科学方法 从近代到现代 以观察 归纳为主的科研方法逐渐让位于假说 演绎为主的方法 因为现代科学总体上处于高度理论概括和演绎阶段 由于数学 计算机科学的发展 人们可以凭借这些工具提出假说 然后演绎出理论 再通过观察和实验来检验 归纳和演绎二者互为补充 模型方法是现代生物科学研究的重要方法 必修1侧重物理模型和概念模型的构建 必修2侧重于物理模型和数学模型的构建 模型 人们为了认识自然界中某一复杂的事物 如微小的细胞 或发生的过程 规律等 常用形象化的具体实物 或抽象的语言文字 图表 数学公式等进行模拟或简化描述 包括物理模型 概念模型和数学模型等 模型方法 是以研究模型来揭示原型的形态 特征和本质的方法 是以简化和直观的形式来显示复杂事物或过程的手段 本模块对于学生全面领悟科学方法十分重要 通过科学史的介绍和探究活动适当的安排 学生可以在逻辑推理的训练 归纳 演绎 类比 数学方法的运用 实验材料的选择 实验数据的处理的方面较全面地提升能力 3 学习本模块的意义和价值 3 3在情感态度与价值观方面的教育价值 通过对 遗传和变异 物种繁衍 生物的遗传变异变与环境的相互作用 的学习 有助于对立统一观点的理解和建立 通过对现代生物进化理论的学习 探讨生进化观点对人们思想观念的影响等活动 可以帮助学生进一步形成生物进化的观点 此外 还可以通过学习实践课程标准规定的 总结人类对遗传物质的探索过程 分析孟德尔遗传实验的科学方法 等教学内容 对学习并养成科学态度和科学精神都非常有益 再有本模块 关注转基因生物和转基因食品的安全性 关注人类基因组计划及其意义 搜集生物变异在育种上应用的事例 等内容 对于学生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价值 也十分重要 3 学习本模块的意义和价值 4 必修2模块在高中生物课程中的地位 必修2模块在高中生物课程中的地位非常重要 它既有独立的意义和价值 又与其他模块密切联系 本模块的教学需要以 分子与细胞 模块为基础 要在学完 分子与细胞 模块后再学习本模块 同时本模块又为三个选修模块 生物技术实践 生物科学与社会 现代生物科技专题 的学习打基础 例如 生物技术实践 中 多聚酶链式反应扩增dna片段 生物科学与社会 中 基因诊断与基因治疗 现代生物技术在育种上的应用 现代生物科技专题 中 基因工程 等课题或专题都需要本模块的知识作基础 因此在本模块的教学中就要注意 要利用 分子与细胞 模块的基础 适时联系 引导学生构建知识网络 要制定并实现本模块的三维教学目标 帮助学生打下坚实的知识和能力基础 要注意不要将选修中的内容挪到本模块讲述 二 新教材的编排体系 1 必修2模块内容设计思路 总体设计思路 落实课标的基本理念 依据必修2模块的具体内容标准 便于教师的教和学生的学 1 必修2模块内容设计思路 课程标准是本模块教学内容设计的重要依据 三个必修模块是一个整体 必修模块 所选内容能够帮助学生从微观和宏观两个方面认识生命系统的物质和结构基础 发展和变化规律以及生命系统中各组分间的相互作用 认知对象 生命系统认知目标 从微观和宏观两个方面认识生命系统的物质和结构基础 发展和变化规律以及生命系统中各组分间的相互作用 1 生命系统的物质基础和结构基础 遗传的物质和结构基础 细胞水平 减数分裂与配子形成 受精作用分子水平 dna的化学组成和结构 dna 基因和性状的关系 2 生命系统发展和变化规律 遗传信息的传递和改变 遗传的基本规律 dna的复制 基因突变 基因重组 染色体变异 种群基因频率的改变 3 生命系统内各组分间的相互作用 遗传信息的表达 遗传信息的转录 遗传信息的翻译 4 生命系统与环境的相互作用 遗传 进化与环境的关系 基因型 环境和表现型的关系 变异与环境的关系 进化过程中生物与环境的相互作用 2 必修2模块内容核心概念 核心概念 遗传 变异 进化围绕基因展开 遗传从本质上说是基因的代代相传 遗传的变异从本质上说是生物体基因组成上的变化 进化过程中物种的形成从本质上说是种群基因频率在自然选择作用下的定向改变 3 必修2模块内容编排主线 遗传与进化 人类对基因的本质 功能及其现代应用的研究及逐步认识的历程 科学发展史 人类怎样认识到基因的存在 基因在哪里 基因是什么 基因怎样行使功能 基因会发生怎样的变化 人类如何利用基因 进化过程中基因频率是如何改变的 必修2 遗传与进化 第1章遗传因子的发现第2章基因和染色体的关系第3章基因的本质第4章基因的表达第5章基因突变及其他变异第6章从杂交育种到基因工程第7章现代生物进化理论 4 必修2模块教材内容设计特点 4 1知识目标的要求大多属于理解水平 了解水平的条目3项 理解水平的条目14项 应用水平的条目2项 围绕对基因的理解展开 理解是指把握内在的逻辑关系 与已有知识建立联系 进行解释 推理 区分 扩展 提供证据 收集和整理信息 4 2基本按科学史的顺序展开教学内容 有利于展示科学发现的过程和方法 有利于学生理解个体水平 细胞水平 分子水平的遗传学知识的内在联系 有利于学生体验科学家的解释 推理 实践 有利于学生学习科学家的精神和态度 有利于三维教学目标的达成 4 必修2模块教材内容设计特点 4 3模型方法 的学习 4 4教材呈现方式有变化 重视知识内容与生活经验的联系 激发求知欲 驱动知识的建构加强内容的引导性和开放性 促进探究性学习变单纯的叙述式为图文结合增设重要栏目 科学前沿 体现学科进展 科学史话 科学家的故事 科学技术社会 sts 与生物学有关的职业 为学生选择职业提供参考 4 必修2模块教材内容设计特点 5 必修2模块探究活动的设计 安排丰富多样的科学探究活动 让学生通过活动体验过程 领悟和运用方法 本模块动手做实验的探究活动不多 主要是思维的探究和模拟探究 实验 3 性状分离比的模拟 观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片 低温诱导植物染色体数目的变化 思考与讨论 13 孟德尔获得成功的原因 萨顿假说的分析 艾弗里 赫尔希的实验 dna双螺旋结构 基因的存在及概念 基因的表达 转录 翻译 基因突变 基因重组 杂交育种 诱变育种 生物进化观点对人们思想观念的影响 用数学方法讨论基因频率的变化 生物进化的历程 技能训练 5 设计实验程序 识图和作图 类比推理 提出假说 得出结论 分析图解 模型建构 2 建立减数分裂中染色体变化的模型 制作dna双螺旋结构模型 资料分析 4 分析人类红绿色盲症 中心法则的发展 转基因生物和转基因食品的安全性 隔离在物种形成中的作用 探究 2 脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性 自然选择对种群基因频率变化的影响 调查 1 调查人群中的遗传病 资料搜集和分析 2 通过基因诊断来监测遗传病 人类基因组计划及其影响 课外实践 1 调查转基因食品的发展现状 三 必修2模块教学建议 1 生物的遗传 1 4 章教学设计 1 1科学史与教材脉络 1 1科学史与教材脉络 1865年孟德尔遗传定律 1880年德国生物学家就能染上色的微粒叫做 染色体 1879年德国生物学家弗莱明用碱性染料把细胞核内的微粒状物质染成黄色 认识到细胞分裂的过程 1900年孟德尔遗传定律的重新发现 1883 1891年科学家认识到减数分裂的过程 1 1科学史与教材脉络 1904年美国细胞学家萨顿提出假说 遗传因子位于染色体上 1910年摩尔根实验证明染色体就是基因的载体 1909年 丹麦生物学家约翰逊创造了基因一词 并用这个术语代替孟德尔的 遗传因子 摩尔根接着又提出一个假说 基因之所以稳定 是因为它代表了一个有机的化学实体 1928 1952年几位科学家证明dna是遗传物质 1 1科学史与教材脉络 1953年沃森和克里克提出dna分子的双螺旋结构 1958年克里克提出序列假说和中心法则 1969年 经过多位科学家的努力 破译了全部遗传密码 随后沃森和克里克提出dna自我复制的假说 1958年麦赛尔逊和斯塔尔证明dna的半保留复制方式 生物的遗传 遗传因子的发现 基因和染色体的关系 基因的本质 基因的表达 孟德尔的豌豆杂交实验 细胞学的研究进展 减数分裂 假说 演绎法 萨顿的假说 摩尔根的实验 证明dna是遗传物质的大量实验 沃森克里克的研究 证明dna复制方式的实验研究 克里克提出中心法则 遗传密码的破译 模型建构 实验 1 2教法建议 1 生物的遗传 1 4 章教学设计 假说 演绎 孟德尔的豌豆杂交实验 基因位于染色体上 模型构建 dna双螺旋结构模型的构建 减数分裂中染色体数目和行为的变化模型 假说 演绎 孟德尔的豌豆杂交实验 一对相对性状的杂交实验 f1为高茎 f2出现3 1 提出假说 遗传因子控制性状 成对存在 形成配子时彼此分离 受精时配子随机结合 建立在假说上的演绎推理 预测测交后代的性状分离比为1 1 实验验证 证明推理结果是正确的 假说成立 遗传因子的分离定律 模型建构 dna分子的双螺旋结构模型 课前收集dna的有关资料与同学交流 导入新课 dna双螺旋结构模型的构建过程 dna的分子结构 活动 制作dna双螺旋结构模型 沃森 生物学家 克里克 物理学家 互相帮助 科学界关于dna的认识 威尔金斯 dna的x射线衍射图谱 推算 dna成双螺旋 构建模型 碱基在外部 否定 修正 重建模型 碱基在内部 aa配对tt配对 否定 修正 查哥夫 a t g c 重建模型 碱基在内部 at配对gc配对 解释 碱基的数量关系和dna的复制 1 3教学背景资料 科学发现史蛋白质和dna对于高温的耐受力是不同的等相关知识科学研究中的各种技术手段 第7章现代生物进化理论第1节现代生物进化理论的由来第2节现代生物进化理论的主要内容 1 课标要求 生物的进化 2 教学内容结构 现代生物进化理论的由来 1 拉马克进化学说主要内容历史贡献和局限性 2 达尔文自然选择学说主要内容历史贡献和局限性生物进化观点对人们思想观念的影响 3 达尔文以后进化理论的发展 2 教学内容结构 现代生物进化理论的主要内容 1 种群基因频率的改变与生物进化种群是生物进化的基本单位用数学方法讨论基因频率的变化突变和基因重组产生进化的原材料自然选择决定生物进化的方向 2 隔离与物种的形成物种的概念隔离在物种形成中的作用 3 共同进化与生物多样性的形成共同进化生物多样性的形成 2 教学内容结构 特点 1 强调生物进化理论的发展历程中一直有不同观点的交锋 目前仍不乏争论 在各种论点的交锋中 进化理论本身也在 进化 2 本章定位 讲述现代生物进化理论的主流理论 综合进化理论 不要误以为现代生物进化理论仅仅是教材所介绍的内容 进化证据 历程 自然选择学说等在初中已讲过 3 用数学方法讨论基因频率的变化和探究自然选择对种群基因频率变化的影响 3 学习本章的意义 生物进化论不仅是生物学中具有重要地位的基础理论 也是对人们的自然观和世界观有重要影响的理论 为大多数人普遍接受的是以自然选择学说为核心的综合进化理论 它较为深入地揭示了生物繁衍过程中物种形成和更替的原理 指出生物进化的实质是种群基因库在环境选择作用下的定向改变 反映出生物与环境发展变化的对立统一 通过本章的学习 不仅可以了解生物进化理论在达尔文之后的发展 进一步树立生物进化的观点和辩证唯物主义观点 而且能够通过学习进化理论的发展过程 加深对科学本质的理解和感悟 4 本章的教学目标 知识方面 1 说明现代生物进化理论的主要内容 2 概述生物进化理论与生物多样性的形成能力方面 1 运用数学方法讨论种群基因频率的变化2 运用生物进化观点解释一些生物现象情感态度价值观方面 1 形成生物进化的观点2 探讨生物进化观点对人们思想观念的影响 5 本章教学课时分配 第1节 现代生进化理论的由来 1课时 包括 拉马克进化学说 达尔文自然选择学说 达尔文以后进化理论的发展三部分 重点 达尔文自然选择学说 第2节 现代生物进化理论的主要内容 4课时 包括三小节 第一小节 种群基因频率的改变与生物进化 2课时 重难点 种群是生物进化的基本单位 用数学方法讨论基因频率的变化 自然选择对种群基因频率变化的影响 第二小节 隔离与物种的形成 1课时 重点 物种的概念 隔离在物种形成中的作用 第三小节 共同进化与生物多样性的形成 1课时 重点 共同进化 生物多样性的形成 6 本章教学建议 1 注意章首页引言 强调达尔文以来进化理论还在发展并存在争议 2 第1节 现代生进化理论的由来 部分 要理解选取拉马克进化学说和达尔文自然选择学说的原因 重点在达尔文自然选择学说 课标要求 说明现代生物进化理论的主要内容 概述生物进化理论与生物多样性的形成 教材选取拉马克进化学说和达尔文自然选择学说的原因 现代生物进化理论是在原有进化理论上发展而来 现代综合进化论的核心仍是达尔文的自然选择学说 并弥补其不足 介绍由来有助于理解 介绍生物进化理论的发展过程有助于学生理解科学是一个动态发展的过程 存在质疑和争论不仅是正常的 而且能促进科学本身的进步 3 第2节 现代生物进化理论的主要内容 讲清综合进化论的要点及内在的逻辑关系 注意运用事例进行种群 基因库 基因频率 基因型频率 隔离 物种 生物多样性 共同进化等的概念教学 认真进行用数学方法讨论基因频率的变化和探究自然选择对种群基因频率变化的影响的教学 物种的概念目前没有统一的定义 此处给出的是遗传学标准 因此在讲解时要注意 在遗传学和进化论中 这句话的作用 案例 进化性变化是怎样发生的 授课人 赵蕾十四中2008 12 19 达尔文的自然选择学说 过度繁殖 生存斗争 遗传变异 适者生存 灰色型桦尺蛾 黑色型桦尺蛾 资料1 19世纪50年代前 几乎所有的桦尺蛾都是灰色型的 aa 1850年人们在曼彻斯特第一次发现黑色的突变型桦尺蛾 aa 1 该黑色个体能一直存活下去吗 2 黑色 这种有利的变异会随着个体的死亡而消失吗 3 若不消失 会出现在哪里 是怎样出现的 判断 一片树林中的全部猕猴是一个种群 一片草地上的所有蒲公英是一个种群 一个池塘里的所有鱼是一个种群 一个池塘里的所有成年鲤鱼是一个种群 种群 生活在一定区域的同种生物的全部个体 t t f f 资料2 19世纪50年代前 曼彻斯特几乎都是灰色型桦尺蛾 黑色突变型个体非常少见 但19世纪后半叶 黑色型桦尺蛾数量迅速提升 在群体中总计超过90 而灰色个体变得罕见 性状 基因库 基因型频率 基因频率 基因型 基因组成 假设从某个昆虫种群中随机抽取100个个体 测得基因型为aa aa aa的个体分别是10 20 70 计算基因型频率和基