“伴性遺傳”教學(xué)設(shè)計(jì)-高一下學(xué)期生物人教版必修2

“伴性遺傳”教學(xué)設(shè)計(jì)1.教學(xué)內(nèi)容及學(xué)情分析“伴性遺傳”是人教版高中生物學(xué)教材必修2《遺傳與進(jìn)化》第2章第3節(jié)。課標(biāo)中與本節(jié)相關(guān)的次位概念是“3．2．4概述性染色體上的基因傳遞與性別有關(guān)”。要求學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，能夠以人類紅綠色盲或血友病的研究為例，分析位于性染色體上的基因在遺傳上總是和性別相關(guān)聯(lián)，概括出伴性遺傳的概念，舉例說(shuō)出伴性遺傳的類型和遺傳特點(diǎn)及在實(shí)踐中的應(yīng)用。必修2第1章中通過(guò)孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)闡述了遺傳的分離定律與自由組合定律，第2章引入減數(shù)分裂，從細(xì)胞層面加深對(duì)遺傳定律的認(rèn)識(shí)，并明確基因在染色體上。伴性遺傳的內(nèi)容是基因的分離定律在性染色體上的應(yīng)用，本節(jié)內(nèi)容既是對(duì)“減數(shù)分裂”“基因在染色體上”及“遺傳規(guī)律”的提升和應(yīng)用，又是學(xué)習(xí)人類遺傳病的基礎(chǔ)，在教材中起著承上啟下的作用。本節(jié)授課對(duì)象為高一普通班學(xué)生，通過(guò)之前的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)對(duì)遺傳圖解、配子的形成方式和后代的表現(xiàn)型與基因型的分析有一定基礎(chǔ)。但是由于這兩章內(nèi)容較為抽象，學(xué)生理解較為困難，因此本節(jié)內(nèi)容若按照常規(guī)方法教學(xué)，學(xué)生會(huì)感覺枯燥乏味，科學(xué)思維較難得到提升。因此本節(jié)課以情境為導(dǎo)向，引起學(xué)生的情感共鳴，隨著情境難度的提升，讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)從了解、知悉到應(yīng)用的深度學(xué)習(xí)過(guò)程。學(xué)生能夠在情境中獲得新知，并且利用所學(xué)的知識(shí)在新的情境中解決新的問(wèn)題。2.教學(xué)目標(biāo)(1)在給定的情境下，能提出遺傳有關(guān)的生物學(xué)問(wèn)題，依據(jù)家系圖推斷個(gè)體的基因型，確定人類紅綠色盲癥的遺傳方式。(2)針對(duì)具體的遺傳問(wèn)題，利用遺傳的基本規(guī)律，書寫規(guī)范的遺傳圖解，從親代的性狀表現(xiàn)預(yù)測(cè)子代的遺傳類型和頻率，總結(jié)伴性遺傳的遺傳規(guī)律，并給出恰當(dāng)?shù)倪z傳咨詢建議。(3)利用伴性遺傳的特點(diǎn)探究區(qū)分雛雞性別的交配方式，利用掌握的知識(shí)與方法解決新的情境問(wèn)題，達(dá)成科學(xué)思維的遷移內(nèi)化。(4)通過(guò)對(duì)遺傳病的分析，逐步形成科學(xué)的自然觀和世界觀，能在實(shí)際生活中樹立男女平等、理性看待遺傳病的生物學(xué)觀念。3.教學(xué)重難點(diǎn)(1))教學(xué)重點(diǎn)：利用分離定律分析紅綠色盲癥的遺傳特點(diǎn)（2）通過(guò)分析紅綠色盲癥總結(jié)伴X染色體隱性遺傳病遺傳特點(diǎn)4.教學(xué)過(guò)程4.1創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課教師展示紅綠色盲檢測(cè)圖，引入人類紅綠色盲癥，講述道爾頓發(fā)現(xiàn)紅綠色盲癥的故事。給出男性與女性紅綠色盲癥的患病率，提問(wèn):為什么紅綠色盲癥患病率會(huì)出現(xiàn)性別差異呢?引入人類性別決定方式。4.2性別決定，概念初識(shí)引導(dǎo)學(xué)生從男女性體細(xì)胞染色體組成圖中找出男女性染色體主要差異，講解同型染色體、異型染色體、性染色體、常染色體等概念。展示染色體在親子代傳遞圖(圖1)提問(wèn):如果一種遺傳病的致病基因只位于Y染色體上，會(huì)表現(xiàn)出怎樣的遺傳特點(diǎn)呢?學(xué)生發(fā)現(xiàn)家系中只有男性會(huì)患病，教師追述當(dāng)致病基因只位于X染色體上，同樣會(huì)在性別分布上有相應(yīng)的特點(diǎn)。把基因位于性染色體上時(shí)，遺傳上與性別相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象稱為伴性遺傳。4.3家系分析，遺傳方式教師依據(jù)電鏡圖與模式圖講解XY染色體大小關(guān)系，說(shuō)明紅綠色盲基因只位于X染色體上。展示某紅綠色盲家系圖(圖2)學(xué)生依據(jù)家系圖探究紅綠色盲癥的遺傳方式，最終得出紅綠色盲癥是一種伴X染色體隱性遺傳病。教師舉例寫出紅綠色盲男患者基因型的書寫方式，讓學(xué)生寫出其他基因型，并讓學(xué)生依據(jù)基因型解釋男女性患病率的差異，得出紅綠色盲癥的第一個(gè)遺傳特點(diǎn):男性患者多于女性。4.4情境推理，遺傳特點(diǎn)給出條件:Ⅰ3的父母均不攜帶紅綠色盲致病基因，讓學(xué)生小組合作推理圖2家系圖各個(gè)體的基因型?，F(xiàn)有個(gè)體基因型確定后，教師同時(shí)給出兩個(gè)虛擬情境(圖3)，讓學(xué)生小組合作進(jìn)行探究。情境1:Ⅲ2與一父母均不攜帶紅綠色盲致病基因的女性結(jié)婚。利用遺傳圖解分析他們的女兒是否會(huì)患病。學(xué)生通過(guò)書寫遺傳圖解，可以發(fā)現(xiàn)男性患者的色盲基因只能來(lái)自母親、只會(huì)傳給女兒，教師順勢(shì)得出紅綠色盲癥的第二個(gè)特點(diǎn):交叉遺傳。情境2:Ⅱ1與正常男性結(jié)婚，育有三個(gè)孩子，其中有一個(gè)是領(lǐng)養(yǎng)的，請(qǐng)利用遺傳圖解找出非親生后代。基于已學(xué)內(nèi)容，學(xué)生可以輕松找出領(lǐng)養(yǎng)的孩子(3號(hào))，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)女性患者的父親也一定患病，得出紅綠色盲癥的第三個(gè)遺傳特點(diǎn):女病父子必病。教師在此基礎(chǔ)上總結(jié)性染色體同型的隱性個(gè)體和異型的顯性個(gè)體雜交，后代中異型的肯定患病，同型的肯定正常，為后續(xù)的應(yīng)用做出鋪墊。4.5技能應(yīng)用，深度學(xué)習(xí)假設(shè)學(xué)生是遺傳咨詢醫(yī)生，一對(duì)新婚夫婦前來(lái)做遺傳咨詢，妻子患有血友病，丈夫正常，基于優(yōu)生優(yōu)育的原則，讓學(xué)生給出合理建議。一方面可以讓學(xué)生學(xué)以致用，提升社會(huì)責(zé)任意識(shí)，另一方面為后一情境做準(zhǔn)備。教師展示公雞和母雞的圖片，詢問(wèn)學(xué)生如何區(qū)分雞的性別。學(xué)生觀察圖片后指出通過(guò)雞冠和尾羽進(jìn)行區(qū)分。教師進(jìn)一步指出雞的性染色體組成與人類不同，是ZW型。接著展示雛雞的圖片，指出養(yǎng)雞場(chǎng)需要保留更多的母雞，但是雛雞無(wú)法通過(guò)雞冠和尾羽區(qū)分性別，有什么其他辦法嗎?學(xué)生遲疑后，教師給出蘆花雞的圖片與材料，指出普通雞和蘆花雞的雛雞羽毛顏色可以明顯區(qū)分，讓學(xué)生選擇雜交方式來(lái)利用羽毛顏色區(qū)分雞的性別。經(jīng)過(guò)遺傳圖解的書寫與總結(jié)以及遺傳咨詢的鋪墊，學(xué)生可以立即聯(lián)想到子代不同性別性狀完全不同的特殊雜交方式，再把ZW型基因型書寫代入其中，就可以解決這一問(wèn)題。5.教學(xué)反思在使用情境教學(xué)策略時(shí)，首先面臨的問(wèn)題是情境的選擇。很多時(shí)候教師在選擇情境時(shí)只考慮了情境本身的新穎性與教學(xué)內(nèi)容的適切性，卻缺乏對(duì)整體課堂的把握，使情境難以發(fā)揮應(yīng)有的作用。本節(jié)內(nèi)容在教材中就有幾大情境:包括色盲檢測(cè)以及患病性別差異的問(wèn)題情境，道爾頓發(fā)現(xiàn)色盲的故事情境，通過(guò)分析家系圖得出紅綠色盲癥的遺傳方式，利用遺傳圖解分析不同基因型的男性和女性婚配后代的患病情況，在分析過(guò)程中得出紅綠色盲的三大遺傳特點(diǎn)，以抗維生素D佝僂癥為例分析伴X染色體顯性遺傳病的遺傳特點(diǎn)，以蘆花雞為例探究伴性遺傳在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用。其他教學(xué)資源中還有歐洲皇室的血友病、道爾頓本身的遺傳家系圖等情境。在選擇情境時(shí)，應(yīng)該考慮情境的深度。在一節(jié)課有限的時(shí)間里，如果呈現(xiàn)的情境過(guò)多，每個(gè)情境勢(shì)必只能淺嘗輒止，無(wú)法對(duì)情境的內(nèi)涵進(jìn)行深入挖掘。因此本節(jié)課去掉了抗維生素D佝僂癥這一情境，使整節(jié)課專注于伴X染色體隱性遺傳病的探究。情境之間的連續(xù)性在學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的連續(xù)性以及課程的完整性方面發(fā)揮著重要的作用。教材中對(duì)于紅綠色盲癥遺傳方式和遺傳特點(diǎn)的分析是兩個(gè)獨(dú)立的情境，不利于學(xué)生建構(gòu)連續(xù)的新知，因此筆者對(duì)兩個(gè)情境進(jìn)行調(diào)整，直接選擇了已有家系圖的兩個(gè)成員，模擬他們的特殊婚配情況，每一婚配情況對(duì)應(yīng)一個(gè)遺傳特點(diǎn)。縮減后的情境不但使課堂環(huán)節(jié)更加有效，而且使前后知識(shí)更加貫通。選擇了情境之后，不是把現(xiàn)有的情境照搬進(jìn)課堂，而是可以根據(jù)自己的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行適度的調(diào)整。例如本節(jié)采用的家系圖實(shí)際上是道爾頓家系圖的改編。最初家系圖如圖4所示，雖然是真實(shí)的，但是對(duì)于本節(jié)課來(lái)說(shuō)很多個(gè)體的作用是重復(fù)的，例如Ⅱ代的3、4號(hào)和6、7號(hào)，Ⅲ代的1、4號(hào)和2、3、5號(hào)。這些重復(fù)個(gè)體一方面會(huì)拖慢課堂節(jié)奏，另一方面也會(huì)加重學(xué)生的認(rèn)知負(fù)擔(dān)，干擾學(xué)生對(duì)于重難點(diǎn)的把握。因此考慮該家系圖在整堂課中的作用，將其中一些個(gè)體刪除，得到如圖2所示家系圖。即使選擇相同的情境，但是不同的呈現(xiàn)方式也會(huì)導(dǎo)致教學(xué)效果不同。例如同樣都是色盲檢測(cè)圖作為引入，一般會(huì)選擇正向的色盲檢測(cè)圖，即色覺正?？梢钥吹綀D案，色盲患者無(wú)法看到圖案。大部分學(xué)生在以前已經(jīng)看過(guò)類似圖片，沒有驚喜感。但是如果同時(shí)展示反向的色盲檢測(cè)圖，學(xué)生以為自己可以看出，就會(huì)集中精力仔細(xì)觀察，學(xué)生注意力瞬間就被吸引過(guò)來(lái)，使這一情境充分發(fā)揮集中學(xué)生精力、激發(fā)學(xué)生興趣的作用。情境的呈現(xiàn)順序應(yīng)該符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展順序。蘆花雞這一情境的處理中，如果按照教材邏輯，先展示雞的性染色體組成，再展示蘆花雞這一性狀，最后提問(wèn)根據(jù)羽毛顏色區(qū)分小雞性別。這一