高中生物《通过神经系统的调节》教学设计及高中生物-必修二-遗传因子的发现测试题及答案

PAGEPAGE10高中生物《通过神经系统的调节》教学设计一、教学内容及分析1.教材内容本节的主要内容是神经调节的基本方式和兴奋的传导。关于兴奋的传导，包括神经纤维上的传导和细胞间的传递两部分内容。在神经纤维上的传导这一部分，教材结合插图讲述了神经纤维受到刺激时产生电位变化、电位差和局部电流的形成，以及兴奋在神经纤维上的传导方式。在细胞间的传递这一部分，介绍了突触的结构，然后讲述了兴奋怎样从一个神经元通过突触传递给另一个神经元，最后讲述了神经元之间兴奋只能单向传递的原因。2.学情分析有关于神经调节的基本方式──反射，反射的结构基础──反射弧等相关的基础知识，学生在初中就已经学过，所以教师可以给出少量时间由学生快速阅读进行回忆，并通过提问及时深化。兴奋在神经纤维上的传导和在神经元上的传递这些内容比较抽象，学生没有接触过，不容易理解，在学习上具有一定的难度。而这些既是教学重点又是教学难点，特别是兴奋传导时膜电位的变化和突触释放递质的过程。教师在这方面要多做指导、启发。三、教学目标1.知识目标（1）描述神经调节的基本方式、结构基础及其完整性的必要。（2）概述兴奋在神经纤维上的传导过程。（3）概述兴奋在细胞间的传递过程。（4）应用兴奋传导原理，辨别传导方向，解决实际问题。2.能力目标（1）通过观察兴奋传导的动态过程，培养学生分析、比较、归纳等逻辑推理能力。（2）通过介绍研究兴奋传导的材料和方法培养学生的科学思维能力。（3）通过利用电学原理分析膜电位变化，提高学生学科之间相互渗透的迁移能力。3.情感、态度价值观（1）通过科学发现，培养学生实事求是的科学态度和不断探究的科学精神。（2）透过纷繁复杂的生命现象揭示事物普遍联系，建立唯物主义世界观。（3）通过认识生命本质，渗透协调美和思想美。四、教学重点与难点1、教学重点：兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递2、教学难点：兴奋在神经元之间的传递五、教学策略设计动机激发策略：创设情境，从运动的协调引入；交互教学策略：以学生活动为中心，教师精心设计问题，引导学生探究、讨论问题。整体教学策略：将生物学知识和物理电学知识结合在一起，体现学科间知识的综合。比较的认知策略：比较兴奋在神经纤维上的传导和兴奋在细胞间的传递，突破难点。六、教学方法设计实验原理分析法、讨论法、比较法、归纳法等。七、媒体设计自制CAI动画：反射弧模式图；兴奋沿反射弧传导；兴奋在神经纤维上的传导；突触小体结构模式图；突触小泡内递质的释放过程。八、教学过程设计引言：刘翔“见栏就跨”的画面让我们体会到运动的张力和协调的美感，那么刘翔要经过哪些方式的调节才能完成如此健美而协调的动作呢？学生：通过神经调节和体液调节。1、神经调节的基本方式通过初中的学习我们知道，神经调节的基本方式是反射，那么，什么是反射呢？学生：反射是指在中枢神经系统的参与下，人和动物体对体内和外界环境的各种刺激所发生的有规律性的反应。教师强调反射概念的三要素，并且指出，反射是应激性高度发展的结果。反射大致可以分为非条件反射和条件反射两类，请同学们来分析四组有趣的现象，看看它们分别属于那类反射？并说出判断的依据是什么？（小猴吮奶；狗熊飞车；尝梅止渴；望梅止渴。）学生：小猴吮奶和尝梅止渴是动物生来就有的，也是通过遗传而获得的先天性反射，是非条件反射；狗熊飞车和望梅止渴是动物出生后，在生活过程中通过训练而逐渐形成的后天性反射，属于条件反射。条件反射是建立在非条件反射基础上，借助于一定的条件（自然的或人为的），经过一定过程形成的，条件反射大大地提高了动物适应复杂环境变化的能力。反射的结构基础又是什么呢？学生：反射弧。教师引导学生观察反射弧结构模式图并提示注意闪动部位代表的结构。反射弧是由哪几部分组成的？学生：通常由感受器，传入神经，神经中枢，传出神经和效应器五部分组成.教师引导学生识图。感受器是感觉神经末梢部分，效应器指运动神经末梢和它所支配的肌肉和腺体。简单地说，反射过程是感受器感受到一定的刺激并产生兴奋，兴奋以神经冲动的形式经过传入神经传向神经中枢，神经中枢通过分析与综合产生兴奋，经一定传出神经到达效应器，发生相应活动。反射弧的任何一个环节中断，反射都不能发生。举例分析。通常脊椎动物的反射弧，在感觉神经元和运动神经元之间还有中间神经元，它起着传递信息的作用。那么这些神经元的结构又是怎样的呢？引导学生观察神经元结构模式图并叙述各部分结构（略）神经元之所以受到刺激能产生兴奋，并能传导兴奋是与它的结构相适应的。一个神经元就是一个完整的高度特化的细胞。细胞体适合综合处理信息和作为代谢中心；突起适合接受和传递信息；髓鞘则起着绝缘的作用，使许多神经纤维可以同时传导而互不干扰，从而保证神经调节的精确性。教师强调神经纤维的概念：长的树突、轴突和髓鞘构成神经纤维。从宏观上看，兴奋需要在反射弧各部分上传导；从微观上看，兴奋则需要在组成反射弧的每一个神经元内部传导，特别是神经纤维上的传导。2.兴奋的传导（1）神经纤维的传导实验方法：提示学生注意观察图示。取两个微电极，一个插入神经纤维内，一个接到神经纤维膜表面，用微伏计测出膜内外的电位差，即电势差。结果显示：膜外为正电位，膜内为负电位。为什么会出现电位差呢？很早人们就发现神经纤维膜内外存在着离子浓度的差异。引导学生观察并分析Na+离子和K+离子的浓度差：膜内的K+离子浓度远高于膜外，Na+离子浓度则相反。在细胞未受刺激时，也就是静息状态时，膜内的K+离子很容易通过载体通道蛋白顺着浓度梯度大量转运到膜外，从而形成膜外正电位，膜内负电位。当神经纤维某一部位受到刺激时，膜上的Na+离子载体通道蛋白被激活，Na+离子通透性增强，大量Na+离子内流，使膜两侧电位差倒转，即膜外由正电位变为负电位，膜内则由负电位变为正电位。具体分析兴奋传导的过程并分步演示兴奋在神经纤维上传导的动画。静息时，膜内和膜外的电位处于何种状态？学生分析：静息时，由于K+离子外流膜内电位为负，膜外电位为正。受刺激时，兴奋部位的膜内外发生了怎样的变化？学生观察分析并回答：由于Na+离子内流，兴奋部位膜内外迅速发生了一次电位变化膜外由正电位变为负电位，膜内则由负电位变为正电位。引导学生分析并讨论：邻近未兴奋部位仍然维持原来的外“正”内“负”，那么，兴奋部位与原来未兴奋部位之间将会出现怎样变化？学生：试着用物理课上电学的知识来解释这个问题，并就膜外和膜内情况分别说明。在神经纤维膜外兴奋部位与邻近的未兴奋部位之间形成了电位差，于是就有了电荷的移动，在细胞膜内的兴奋部位与邻近的未兴奋部位之间也形成了电位差，也有电荷的移动，这样就形成了局部电流。电流方向如何呢？学生：电流在膜外由未兴奋部位流向兴奋部位，在膜内则由兴奋部位流向未兴奋部位，从而形成了局部电流回路。引导学生观察相邻的未兴奋部位：这种局部电流又刺激相邻的未兴奋部位发生上述同样的电位变化，又产生局部电流，如此依次进行下去，兴奋不断向前传导，而已经兴奋部位又不断依次恢复原静息电位。兴奋就按照这样的方式沿着神经纤维迅速向前传导。完整演示动画并让学生归纳和复述：兴奋传导过程：刺激→膜电位变化→电位差→电荷移动→局部电流兴奋在神经纤维上传导的实质：膜电位变化→局部电流。我们分析了当兴奋从树突经胞体传向轴突时的传导方向，如果在一条离体神经纤维中段施加一适宜刺激，传导方向又是怎样呢？（图示略）学生从物理角度来思考这个问题：兴奋部位与两侧未兴奋部位都存在电位差，所以刺激神经纤维上任何一点，所产生的冲动均可沿着神经纤维向两侧同时传导。结论：传递特点──双向性。兴奋传导受机械压力，冷冻，电流，化学药物等因素的影响而受到干扰或阻断。（2）兴奋的传递：当兴奋传导到神经纤维的末梢时，又是怎样到达下一个神经元呢？兴奋在神经元之间是通过突触来传递的。突触是指一个神经元与另一个神经元相接触的部位。（演示动画）在光学显微镜下观察可以看到：一个神经元轴突末梢经多次分支，最后每个小枝末端膨大成杯状和球状，叫做突触小体。这些突触小体可以与多个神经元细胞体或树突相接触，形成突触。在电子显微镜下观察可以看到突触是由三部分构成的，即突触前膜，突触间隙和突触后膜。突触前膜是轴突末端突触小体的膜：突出后膜是与突触前膜相对应的胞体膜和树突膜；突触间隙是突触前膜和后膜之间存在的间隙。突触小体内靠近前膜处含有大量的突触小泡，泡内含有高浓度的化学物质──递质，例如乙酰胆碱。递质有兴奋性的也有抑制性的。将动画还原到较为宏观的两个神经元之间去观察突触。当兴奋通过轴突传导到突触小体时，突触小体内的突触小泡就将递质释放到突触间隙里，突触后膜的相应受体蛋白接受递质的化学刺激，引起突触后膜的膜电位改变。这样，兴奋就从一个神经元通过突触而传递给了另一个神经元。突触后膜的受体对递质有高度的选择性。学生再次观察动画模拟过程，复述，概括。兴奋在细胞间的传递过程：兴奋→突触小体→突触小泡释放递质→突触间隙→突触后膜兴奋或抑制由于递质只存在于突触小体内，只能由突触前膜释放后作用于突触后膜上，使后一个神经元兴奋或抑制，所以神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。就是说：兴奋只能从一个神经元的轴突传递给另一个神经元的细胞体或树突，而不能向相反的方向传递。这种单向传递使整个神经系统的活动能有规律地进行。递质发生效应后就被酶破坏而失活，一次神经冲动只能引起一次递质释放，产生一次突触后电位变化，之后很快又恢复为静息状态。有些杀虫剂能抑制酶的活性，使递质不被破坏，递质一直结合在突触后膜的受体部位，连续发生作用，使神经处于持续冲动状态而不能恢复到静息电位，这样，就使动物长时间处于震颤、痉挛状态，终致死亡。（3）比较兴奋的传导神经纤维上的传导细胞间的传递信号形式电信号化学信号传导速度快慢传导方向双向单向实

质膜电位变化→局部电流突触小泡释放递质课堂小结本节课重点学习了兴奋的传导，对于反射的发生也有了进一步的理解。（结合动画演示）当感受器受到一定刺激后就产生兴奋，引起兴奋部位的膜电位的改变，形成局部电流；当局部电流沿神经纤维传导到轴突末梢的突触时，突触小泡释放递质作用于突触后膜，使另一个神经元产生兴奋或抑制，这样兴奋就从一个神经元传导到另一个神经元。概括的说：兴奋传导是膜电位变化→递质的释放→膜电位变化的一体化过程。学法指导学生在掌握上述内容时，一定要注意联系反射模式图，并注意在实际中的应用。如临床上用药物局部麻醉的机理是什么？（药物抑制突触小泡释放递质，兴奋不能传递）板书设计二、神经调节（一）基本方式：反射──概念、分类、结构基础（二）兴奋的传导1.神经纤维上的传导：双向性刺激→膜电位变化→电位差→电荷移动→局部电流2.细胞间的传递：单向性兴奋→突触小体→突触小泡释放递质→突触间隙→突触后膜兴奋或抑制九、教学评价设计教师要善于发现和及时激励学生学习的积极性和创造性，以形成性评价为主，着眼于学生探究能力的培养和可持续发展，体现科学方法教育。设定知识、能力、态度观念等方面的教学目标；根据教学进程设置各种类型的形成性问题，引导学生观察、分析、讨论、归纳、总结，及时反馈教学效果，调整教学进程。最后分层设置一些经典练习题，强化对教学内容的巩固。十、教学反思在教学过程中,我遵循了“从具体到抽象”、“从感性到理性”的认知规律,重视创设问题情境,引导学生积极参与,学生始终处于科学研究情境中，并获得相应的科学情感体验。自然科学的学科魅力满足了学生的学习兴趣,而且测试表明,建立起来的概念是形象生动的、深刻的。第1章遗传因子的发现（单元检测）一、单项选择题1．鉴别一株黄色子叶的豌豆是否为纯合子，常用的方法是（）A．杂交B．测交C．检查染色体D．观察性状2．两只杂合子白羊为亲本，接连生下3只小羊是白色。若它们再生第4只小羊，其毛色（）A．一定是白色的B．一定是黑色的C．是白色的可能性大D．是黑色的可能性大3．关于测交，不正确的说法是（）A．F1×隐性类型→检测F1的基因型B．通过测定F1的基因组成来验证对分离现象理论解释的科学性C．测F1的基因型是根据F1×隐性类型→所得后代表现型反向推知的D．测交时，与F1杂交的另一亲本无特殊限制4．隐性性状是指（）A．测交后代中未显现的性状B．杂种F1中未显现的性状C．自交后代中未显现的性状D．后代中始终未显现的性状5．某种基因型为Aa的高等植物产生的雌雄配子的比例是（）A．雌配子︰雄配子=1︰1 B．雌配子︰雄配子=1︰3C．A雌配子︰a雄配子=1︰1 D．雄配子很多，雌配子很少6．下列关于性状分离的叙述中正确的是（）A．性状分离就是具有相对性状的亲本杂交，F1只表现一个亲本的性状B．性状分离就是指杂合的F1产生的两类配子C．性状分离就是指杂合的F1的后代出现不同的性状表现D．性状分离就是指同一生物个体会表现出不同的性状类型7．下列属于相对性状的是（）A．狗的长毛与卷毛 B．蚕豆的高茎与豌豆的矮茎C．玉米叶鞘的紫色和叶片的绿色 D．兔的长毛与短毛8．性状分离比的模拟实验中，每次抓后统计过的小球要重新放回桶内，其原因是()A．表示两种配子的数目要相等B．避免小球的丢失C．避免小球损坏D．小球可再次使用9．孟德尔的遗传规律不适合原核生物，其原因是（）A．原核生物没有遗传物质B．原核生物没有核物质C．原核生物没有膜性细胞器D．原核生物无染色体，主要进行无性生殖10．人类多指是一种常染色体上显性基因控制的遗传病，若夫妇俩一方是患者，另一方正常，则子女出现的情况是（）A．全部是患者B．全部是正常C．一半是患者，一半是正常D．子女的情况要根据患者是纯合子还是杂合子来决定11．周期性偏头痛是由常染色体上的基因引起的遗传病，表现型正常的双亲生了一个患病的女儿。若这对夫妇再生一个孩子，表现型正常的概率应该是（）A．B．C．D．100%12．一匹家系不明的雄性黑马与若干纯种枣红马杂交，生出20匹枣红马和25匹黑马，你认为这能说明（）A．雄性黑马也是纯合子B．黑色为隐性性状C．枣红色是隐性性状D．什么也不能说明13．性状分离比的模拟实验中，某同学接连抓取三次小球的组合都是Dd，则他第4次抓取是Dd的概率是（）A． B．C．0D．l14．水稻的有芒和无芒是一对相对性状，下列四组杂交实验中，能判断性状显隐关系的是（）①有芒×有芒→有芒 ②有芒×有芒→有芒215+无芒70③有芒×无芒→有芒 ④有芒×无芒→有芒101+无芒97A．①②B．③④C．②③D．①④15．某男子患先天聋哑，他的父母和妹妹均无此病，如果他妹妹与先天聋哑患者结婚，出生病孩的几率是（）A． B． C． D．二、非选择题1．下图为孟德尔的豌豆杂交示意图，请据图分析。(1)写出有关操作步骤的名称：①__________；②__________；③__________。(2)豌豆红花（R）对白花（r）为显性，把标号④杂种种子作为亲本种下，F1的基因型为_______，其比例为___________，表现型为__________，其比例为___________。(3)孟德尔通过豌豆一对相对性状的杂交实验，揭示出______________定律。2．将纯种非甜（A）玉米种子和纯种甜（a）玉米种子间行种植（玉米为异花受粉植物），收获时发现甜玉米的果穗上有非甜玉米子粒，而非甜玉米穗上没有甜玉米子粒。(1)在玉米中，甜味对非甜味是_______性。(2)甜玉米果穗上甜玉米子粒和非甜玉米子粒中胚的基因型分别是______和______，非甜玉米果穗上子粒中胚的基因型有________和_________。(3)从生物学上讲，玉米子粒的表皮是果皮和种皮的联合结构，则甜玉米果穗上子粒表皮的基因型是___________，纯合非甜玉米果穗上子粒表皮的基因型是___________。(4)甜玉米果穗上甜玉米子粒和非甜玉米子粒中胚乳的基因型分别是________和_______。3.在家鸡中，控制黑羽（E）与红羽（e），豆冠（F）与片冠（f）的基因自由组合。让纯合子的黑羽豆冠鸡与纯合子的红羽片冠鸡交配。请回答下列问题：（1）F1产生的配子类型及比例是（2）F1与哪种鸡交配可得到如下结果？①黑羽豆冠：红羽豆冠＝3：1，基因型为表现型②黑羽豆冠：黑羽片冠：红羽豆冠：红羽片冠＝1：1：1：1,基因型为，表现型为③黑羽豆冠：黑羽片冠：红羽豆冠：红羽片冠＝3：1：3：1，基因型为，表现型为④黑羽豆冠：黑羽片冠：红羽豆冠：红羽片冠＝3：3：1：1，基因型为，表现型为1、验证基因的分离定律实验方法1：测交法让两个纯合子杂交，取F1进行测交，依后代表现型的种类及比例反推F1产生的配子种类及比例。方法步骤：①让纯合的粳稻与糯稻杂交，获取F1杂合粳稻；②让F1杂合粳稻与糯稻测交；③观察后代性状分离现象。实验现象：测交后代出现粳稻和糯稻两种表现型且比例为1∶1。分析和结论：测交使用的糯稻只产生一种含糯性基因（m）的配子，后代既然出现两种表现型，则F1必然产生M和m两种类型配子，即F1中含有M和m基因且这对等位基因在F1产生配子的过程中必随同源染色体分开而分离，从而验证了基因分离定律。方法2：花粉鉴定法花粉为亲代产生的雄配子，依题意，取F1的花粉经碘液染色后用显微镜观察并计数，直接验证基因的分离定律。方法步骤：①让纯种粳稻和糯稻杂交，获取F1杂合粳稻；②F1开花时取一个成熟花药，挤出花粉置于载玻片上，滴一滴碘液并用显微镜观察、计数。实验的现象：花粉一半呈蓝黑色，一半呈红褐色。分析和结论：实验现象说明F1在减数分裂过程中产生了一种含M基因的配子(呈蓝黑色)和一种含m基因的配子(呈红褐色)，从而验证了基因分离定律。方法3：花药离体培养法花药中含有雄配子，对其进行离体培养，观察性状分离比即可推知F1产生配子的种类及比例。方法步骤：①取两纯种亲本玉米进行杂交，获得F1；②取F1植株的花药进行植物组织培养，获得单倍体幼苗，再用秋水仙素处理；③统计不同表现型的数量比例。实验现象：出现粳稻和糯稻两种表现型且比例为1∶1。分析和结论：花药离体培养后的植株，经秋水仙素处理获得粳稻和糯稻两种表现型，说明了花药中含有M、m两种雄配子，而这两种配子的产生必然是等位基因（M、m）随同源染色体分开而分离的结果，从而验证了基因分离定律。方法4：自交法一、选择题1-10BCDBDCDADD11-15BCBCC二、非选择题1.(1)①去雄②受粉③套上纸袋(2)RR、Rr和rr1︰2︰1红花和白花3︰1(3)基因的分离2．(1)隐解析：甜玉米上的子粒必由带有甜（a）基因的雌配子和某一雄配子结合产生，却出现了非甜的子粒，证明甜对非甜是隐性。(2)aaAaAAAa解析：间行种植时，花粉四处扩散，因此雄配子的基因既有可能是A也有可能是a，而雌配子(卵细胞)保留在母体上。(3)aaAA解析：果皮种皮分别由母体的子房壁和珠被发育而来，带有母体的基因型。(4)aaaAaa解析：胚乳由受精极核发育而来，受精极核带有一组父本染色体和两组母本染色体。3.（1）EF：Ef：eF：ef＝1：1：1：1（2）①EeFF,黑羽豆冠②eeff，红羽片冠③eeFf，红羽豆冠④Eeff，黑羽片冠第1章遗传因子的发现（单元检测）参考答案一、选择题1.B解析：豌豆子叶的黄色对绿色是显性，因此不能从观察性状得知，排除D；携带遗传信息的是碱基对序列，利用光学显微镜检查染色体不能判断染色体，排除C；而测交实验中观察到隐性纯合子(绿色子叶)的可能性最大。2.C解析：双亲所产生的配子中，带有黑色隐性基因的概率各是，因此出现黑羊的概率为，出现白羊的概率为。产下的各只小羊是黑是白完全是独立的，第4只小羊是何种颜色不因前3只羊的颜色而改变，因此它是白色的可能性较大。3.D解析：孟德尔实验中，测交专指F1与隐性纯合子的杂交，由于隐性纯合子所产生的配子必定带有一个隐性基因，因此测交后代的表现型完全由F1所产生的配子决定，从而可以通过后代反推F1的基因型。而基因分离定律预测测交子代的两种性状比为1︰1，通过测交可验证这种解释的科学性。4.B解析：自交和测交的后代都可能表现不同的性状，而纯合子的后代永远只显现某一种现状，既可能是显性也可能是隐性；只有杂种F1为Aa基因型，只表现显性性状。5.D解析：高等植物产生大量花粉(雄配子)和少量卵细胞(雌配子)。6.C7.D8.A9.D解析：孟德尔的基因分离和自由组合定律实质是同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合，这种现象只在有性生殖的减数分裂中发生。10.D解析：如果患者是纯合子，那么子女全部患病；如果是杂合子，每个子女都有的概率患病。11.B解析：正常的双亲生了患病的后代，证明偏头痛基因是隐性基因，且双亲都是杂合子。故再生一个孩子的正常概率是。12.C