人教版遗传和进化教案

人教版遗传和进化教案一、基本信息1.课程名称：遗传和进化2.教材版本：人教版3.授课年级：[具体年级]4.授课教师：[教师姓名]5.课时安排：[X]课时二、教学目标1.知识与技能目标学生能够阐述遗传和变异的概念，举例说明生物的性状、相对性状等。理解基因与性状的关系，掌握基因分离定律和自由组合定律的实质，并能运用遗传定律进行简单的遗传分析和计算。描述减数分裂的过程，理解减数分裂过程中染色体的行为变化，以及减数分裂与受精作用的意义。掌握基因在染色体上的实验证据，理解伴性遗传的特点和规律，并能分析常见的伴性遗传实例。了解DNA是主要的遗传物质，掌握DNA的结构和复制过程，理解基因的概念和遗传信息的传递与表达。了解现代生物进化理论的主要内容，理解生物进化的实质和物种形成的过程。2.过程与方法目标通过分析遗传现象，培养学生运用假说演绎法进行科学探究的能力。在学习减数分裂和遗传定律的过程中，引导学生运用模型建构的方法，理解微观的生物学过程。通过对遗传系谱图的分析，提高学生获取信息、处理数据和逻辑推理的能力。通过探究DNA的结构和复制实验，培养学生的实验设计和分析能力，提高学生的科学思维水平。通过学习生物进化理论的发展历程，培养学生批判性思维和创新思维能力，引导学生关注科学前沿动态。3.情感态度与价值观目标通过对遗传规律的学习，让学生体会到生命现象的复杂性和有序性，培养学生对生命科学的热爱之情。在探究遗传奥秘的过程中，培养学生勇于探索、敢于质疑的科学精神，以及严谨求实的科学态度。通过了解生物进化的历程，让学生认识到生物多样性的形成是长期进化的结果，树立生物进化的观点和辩证唯物主义世界观。通过小组合作学习和课堂讨论，培养学生的团队协作精神和交流表达能力，增强学生的社会责任感。三、教学重难点1.教学重点基因分离定律和自由组合定律的实质及应用。减数分裂过程中染色体的行为变化。DNA的结构和复制。基因的表达过程。现代生物进化理论的主要内容。2.教学难点遗传定律的应用及遗传概率的计算。减数分裂过程中染色体、DNA和染色单体数量的变化规律。DNA分子结构的特点及复制过程中的相关计算。基因表达过程中遗传信息的传递和表达机制。运用现代生物进化理论解释生物多样性的形成。四、教学方法1.讲授法：系统地讲解遗传和进化的基本概念和原理，使学生对知识有初步的认识。2.讨论法：组织学生对一些遗传现象和进化问题进行讨论，激发学生的思维，培养学生的合作学习能力和批判性思维。3.演示法：利用多媒体课件、动画等演示减数分裂过程、遗传定律的模拟实验、DNA的结构等微观过程，帮助学生直观地理解抽象的知识。4.探究法：通过设计探究实验，如探究遗传因子的分离和自由组合，让学生亲身体验科学探究的过程，培养学生的科学探究能力。5.练习法：布置适量的课堂练习和课后作业，让学生通过练习巩固所学知识，提高运用知识解决问题的能力。五、教学过程（一）引言（5分钟）通过一个有趣的遗传案例导入新课。例如：展示一对夫妇，丈夫是双眼皮，妻子是单眼皮，他们的孩子却是双眼皮。提问学生：为什么孩子的眼皮性状与父母不完全相同？这种现象在生物学中如何解释？从而引发学生对遗传和变异现象的兴趣，自然地引入本节课的主题——遗传和进化。（二）遗传的基本规律（2课时）1.孟德尔的豌豆杂交实验（一）（1课时）一对相对性状的杂交实验讲解孟德尔选择豌豆作为实验材料的原因，包括豌豆的自花传粉、闭花受粉特性，以及具有易于区分的相对性状等。利用多媒体展示孟德尔的一对相对性状杂交实验过程，即纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆杂交，F1全为高茎；F1自交，F2中高茎与矮茎的比例为3:1。引导学生分析实验现象，提出问题：为什么F1全为高茎？为什么F2中高茎与矮茎的比例为3:1？对分离现象的解释讲解孟德尔提出的遗传因子假说，即生物的性状是由遗传因子决定的，体细胞中遗传因子是成对存在的，配子中遗传因子成单存在，受精时雌雄配子随机结合。利用遗传图解演示F1产生配子及受精过程，解释F2中出现性状分离的原因。对分离现象解释的验证——测交实验介绍测交实验的设计思路，即让F1与隐性纯合子杂交，预期后代高茎与矮茎的比例为1:1。展示测交实验结果，验证孟德尔对分离现象的解释。分离定律总结分离定律的内容：在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。通过练习题，让学生运用分离定律进行简单的遗传分析，如已知亲代基因型求子代基因型及比例等，巩固所学知识。2.孟德尔的豌豆杂交实验（二）（1课时）两对相对性状的杂交实验展示孟德尔两对相对性状的杂交实验过程，即纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆杂交，F1全为黄色圆粒；F1自交，F2中出现了黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒四种表现型，比例为9:3:3:1。引导学生观察实验结果，分析F2中出现的新性状组合，提出问题：为什么会出现这样的性状分离比？对自由组合现象的解释讲解孟德尔对自由组合现象的解释，即控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。利用遗传图解详细演示F1产生配子的过程，解释F2中出现9:3:3:1性状分离比的原因。对自由组合现象解释的验证——测交实验介绍测交实验的设计及预期结果，即让F1与双隐性纯合子杂交，预期后代出现四种表现型，比例为1:1:1:1。展示测交实验结果，验证孟德尔对自由组合现象的解释。自由组合定律总结自由组合定律的内容：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。通过练习题，让学生运用自由组合定律进行遗传分析和计算，如已知亲代基因型求子代基因型及表现型种类和比例等，加深对自由组合定律的理解。（三）减数分裂和受精作用（2课时）1.减数分裂（1课时）引入通过提问：生物体如何保证亲子代之间染色体数目的稳定？引导学生思考细胞分裂方式与染色体数目变化的关系，从而引出减数分裂的概念。精子的形成过程利用多媒体动画详细演示精子形成过程中各个时期的特点，包括减数第一次分裂前的间期、减数第一次分裂的前期、中期、后期、末期，以及减数第二次分裂的前期、中期、后期、末期。在演示过程中，重点讲解染色体的行为变化，如同源染色体的联会、四分体的形成、同源染色体的分离、非同源染色体的自由组合等。结合黑板上的简图，让学生观察并描述各时期染色体的形态和数目变化，加深对减数分裂过程的理解。卵细胞的形成过程简要介绍卵细胞形成过程与精子形成过程的异同点，重点强调卵细胞形成过程中细胞质不均等分裂的特点。减数分裂的概念总结减数分裂的概念：减数分裂是进行有性生殖的生物，在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次。减数分裂的结果是，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。2.受精作用（1课时）受精作用的过程利用动画展示受精作用的过程，即精子与卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。讲解受精作用的实质：精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合，使彼此的染色体会合在一起。受精作用的意义引导学生分析受精作用对生物遗传和变异的重要意义，如保证了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，促进了遗传物质的重新组合，有利于生物的进化等。通过练习题，让学生理解受精作用过程中染色体数目和遗传物质的变化情况，巩固所学知识。（四）基因在染色体上（1课时）1.萨顿的假说介绍萨顿通过对蝗虫减数分裂过程的观察，发现基因和染色体行为存在着明显的平行关系，从而提出基因在染色体上的假说。利用表格形式对比基因和染色体的平行关系，如基因在杂交过程中保持完整性和独立性，染色体在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构；在体细胞中基因成对存在，染色体也是成对的；体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方，同源染色体也是如此；非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合的等，帮助学生理解萨顿的假说。2.基因位于染色体上的实验证据——摩尔根的果蝇杂交实验介绍摩尔根选择果蝇作为实验材料的优点，如易饲养、繁殖快、后代数量多、具有易于区分的相对性状等。在黑板上画出果蝇杂交实验的遗传图解，展示摩尔根的实验过程：红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交，F1全为红眼；F1雌雄果蝇相互交配，F2中红眼:白眼=3:1，但白眼果蝇全为雄性。引导学生分析实验现象，提出问题：为什么白眼性状的表现总是与性别相联系？讲解摩尔根对实验现象的解释，即控制白眼的基因（w）在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因。利用遗传图解详细演示F2中白眼果蝇出现的原因。介绍摩尔根通过测交实验进一步验证了他的假说，让学生自己写出测交实验的遗传图解，加深对基因位于染色体上的理解。3.基因与染色体的关系总结基因与染色体的关系：基因在染色体上呈线性排列，一条染色体上有许多个基因。（五）伴性遗传（1课时）1.伴性遗传的概念介绍伴性遗传的概念：性染色体上的基因，它们的遗传方式与性别相联系，这种遗传方式叫做伴性遗传。2.人类红绿色盲症——伴X染色体隐性遗传利用多媒体展示人类红绿色盲遗传系谱图，引导学生观察系谱图中红绿色盲患者的性别分布特点，分析红绿色盲的遗传规律。讲解红绿色盲基因是位于X染色体上的隐性基因（b），Y染色体上没有相应的等位基因。通过遗传图解分析红绿色盲的遗传特点，如男性患者多于女性患者、交叉遗传、隔代遗传等。让学生分组讨论并写出不同婚配方式下子女患红绿色盲的概率，培养学生运用伴性遗传知识进行遗传分析和计算的能力。3.抗维生素D佝偻病——伴X染色体显性遗传简要介绍抗维生素D佝偻病的遗传特点，如女性患者多于男性患者、具有世代连续性等。讲解抗维生素D佝偻病基因是位于X染色体上的显性基因（D），Y染色体上没有相应的等位基因。利用遗传图解分析其遗传规律，让学生对比伴X染色体显性遗传与伴X染色体隐性遗传的异同点。4.伴性遗传在实践中的应用介绍伴性遗传在农业生产和人类遗传病诊断中的应用，如通过芦花鸡羽毛颜色的遗传特点进行雏鸡性别的早期鉴定，通过分析人类遗传病系谱图来预测后代患病的概率等。通过练习题，让学生运用伴性遗传知识解决实际问题，巩固所学内容。（六）DNA是主要的遗传物质（1课时）1.对遗传物质的早期推测介绍20世纪20年代，人们对遗传物质的推测，当时大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质，因为蛋白质中氨基酸的排列顺序多种多样，可能蕴含着遗传信息。2.肺炎双球菌的转化实验格里菲思的体内转化实验利用多媒体展示格里菲思的肺炎双球菌转化实验过程，即R型活细菌、S型活细菌、加热杀死的S型细菌、加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合后分别注射到小鼠体内的实验结果。引导学生分析实验现象，得出加热杀死的S型细菌中含有某种“转化因子”，能将R型活细菌转化为S型活细菌的结论。艾弗里的体外转化实验介绍艾弗里为了弄清楚“转化因子”是什么，将S型细菌中的各种物质进行分离，分别与R型细菌混合培养，观察其对R型细菌的转化作用。展示艾弗里的实验结果，得出DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质。3.噬菌体侵染细菌的实验介绍噬菌体的结构特点，如噬菌体由蛋白质外壳和DNA组成。利用多媒体动画展示噬菌体侵染细菌的过程，包括噬菌体吸附在细菌表面、将DNA注入细菌细胞内、利用细菌体内的物质合成自身的DNA和蛋白质外壳、组装成子代噬菌体并释放出来等。讲解噬菌体侵染细菌实验的设计思路，即分别用放射性同位素35S和32P标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA，然后让被标记的噬菌体分别侵染未被标记的细菌，通过检测上清液和沉淀物中的放射性来判断噬菌体的遗传物质。展示实验结果，得出DNA是噬菌体的遗传物质，而蛋白质不是遗传物质的结论。4.DNA是主要的遗传物质总结DNA是主要的遗传物质：因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少数病毒的遗传物质是RNA，所以说DNA是主要的遗传物质。（七）DNA分子的结构（1课时）1.DNA双螺旋结构模型的构建介绍沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型的过程，包括他们对前人研究成果的借鉴，以及通过不断尝试和修正最终成功构建模型的艰辛历程，让学生体会科学研究的曲折与创新。2.DNA分子的结构特点利用多媒体展示DNA分子的双螺旋结构模型，讲解DNA分子的结构特点：两条链反向平行盘旋成双螺旋结构。脱氧核糖与磷酸交替连接，排