必修2：遗传和进化教学要求

必修2：遗传与进化

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。

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、四分体等名词

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

    概述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

本部分内容包括减数分裂、配子的形成和受精作用等知识。这部分内容在本模块中的主要作用是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，新课标增加了模型建构、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科学科技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，概述分裂过程中的主要特征，辨认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。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，然后交流讨论评价其意义及伦理问题。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对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

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讲述。

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。但特别要注意对“反向平行”的分析。可以利用DNA分子的可拆分模型讲解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力所能及的一些调查活动，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”和“反向平行”特点的认识。

( 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

尝试制定调查计划调查身边常见的人类遗传病，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，应着重内容的拓展和丰富，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。教师可通过让学生比较遗传病和传染病的区别，进而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、归纳常染色体上的遗传病、X染色体上遗传病、以及Y染色体上遗传病的传递特征。结合某遗传病的遗传系谱图，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，讨论活动。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，另一组搜集搜集人类基因组计划及其影响的资料，以备课堂教学讨论时展示。

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，培养学生对问题的探究能力，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。如可以先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。教学中也可以补充一些达尔文的生平，培养学生热爱自然、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段的重点和难点，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，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儿？生物具有多样性的原因是什么？

教学中注意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：拉马克理论、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，教师要让学生认识到每一种理论都是在不断完善和修正的，我们要辩证地、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。