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2019 版 人教版 高中生物学 必修 2 遗传与进化《第
2 章 基因和染色体的关系》大单元整体教学设计
[2020 课标]
一、内容分析与整合
二、《普通高中生物学课程标准(2017 年版 2020 年修订)》分
解
三、学情分析
四、大主题或大概念设计
五、大单元目标叙写
六、大单元教学重点
七、大单元教学难点
八、大单元整体教学思路
九、学业评价
十、大单元实施思路及教学结构图
十一、大情境、大任务创设
十二、单元学历案
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十三、学科实践与跨学科学习设计
十四、大单元作业设计
十五、“教-学-评”一致性课时设计
十六、大单元教学反思
一、内容分析与整合
(一)教学内容分析
本单元的教学内容选自 2019 版人教版高中生物学必修 2 《遗传与进化》
的第 2 章《基因和染色体的关系》。这一章节涵盖了遗传学的核心内容,主要
探讨基因与染色体的关系,包括减数分裂、受精作用、基因在染色体上的定位
以及伴性遗传等基本概念和原理。这些内容不仅是遗传学的基础,也是理解生
物多样性和进化的关键。
具体来说,本章首先通过减数分裂和受精作用的学习,揭示了生物体如何
通过有性生殖保证遗传信息的稳定性和多样性。减数分裂是生物体在形成生殖
细胞(精子和卵细胞)时的一种特殊分裂方式,通过同源染色体的配对、交换
和非同源染色体的自由组合,增加了配子中染色体组合的多样性。受精作用则
是精子和卵细胞结合形成受精卵的过程,恢复了体细胞中的染色体数目,保证
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了物种染色体数目的稳定。
本章通过摩尔根的果蝇杂交实验,证明了基因位于染色体上,并且呈线性
排列。这一发现不仅解决了长期以来关于基因是否存在物质实体的争议,也为
现代遗传学的发展奠定了坚实的基础。
本章还介绍了伴性遗传的概念,即通过性染色体(如 X 染色体和 Y 染色
体)传递的遗传特征。伴性遗传现象不仅揭示了基因与染色体之间的紧密关系,
也为人类遗传病的诊断、预防和治疗提供了重要的理论依据。
(二)单元内容分析
本单元可以分为三个主要部分:减数分裂和受精作用、基因在染色体上以
及伴性遗传。
减数分裂和受精作用
减数分裂:这是本单元的核心内容之一,主要包括减数分裂的概念、过程、
意义以及同源染色体和非同源染色体的行为变化。通过观察和实验(如观察蝗
虫精母细胞减数分裂装片),学生可以直观地了解减数分裂的各个阶段和特征。
受精作用:受精作用是减数分裂的后续过程,通过精子和卵细胞的结合,
形成受精卵。受精作用不仅恢复了体细胞中的染色体数目,也为新生命的诞生
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提供了遗传物质。
基因在染色体上
摩尔根的果蝇杂交实验:这是证明基因位于染色体上的关键实验,通过果
蝇眼色遗传的研究,摩尔根等人发现基因与染色体之间存在平行关系,从而证
明了基因位于染色体上。
基因在染色体上的线性排列:基于摩尔根的实验结果,现代遗传学进一步
揭示了基因在染色体上的线性排列方式,为遗传图谱的构建和基因定位提供了
理论基础。
伴性遗传
伴性遗传的概念:伴性遗传是指通过性染色体传递的遗传特征,如人类的
红绿色盲、抗维生素 D 佝偻病等。
伴性遗传的应用:伴性遗传现象不仅具有理论意义,还广泛应用于人类遗
传病的诊断、预防和治疗等方面。通过伴性遗传规律的研究,人们可以更好地
理解遗传病的遗传方式,制定有效的防控措施。
(三)单元内容整合
为了更好地实现教学目标,提高教学效果,本单元的内容需要进行有效的
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整合。具体来说,可以从以 下几 个方面进行:
知识 体系的整合: 将 减数分裂、受精作用、基因在染色体上以及伴性遗传
等 知识点 有 机 地 串联起 来,形成一个 完 整的 知识 体系。通过 知识 的内在 联 系和
逻辑顺序 , 帮助 学生更好地理解和 掌握 遗传学的基本概念和原理。
教学方 法 的整合:结合教学内容和学生的特 点 , 采 用多种教学方 法 和 手 段
进行教学。如通过观察实验、 模型 制作、 案例 分析等方式, 激 发学生的学习 兴
趣 和 积极 性 ; 通过讨论交 流 、合作探究等方式, 培养 学生的 思 维 能力 和 团队 合
作精 神 。
实 践活动 的整合: 将 理论 知识 与实 践活动相 结合,通过实验 操 作、 模型 制
作等实 践活动 , 让 学生 亲身 体验遗传学的 奥秘 和 魅力 。通过实 践活动 ,不仅可
以加 深 学生对理论 知识 的理解和 掌握 程 度 ,还可以 培养他 们的 动手能力 和实 践
能力 。
二、《普通高中生物学课程标准( 2017 年版 2020 年修订)》分解
高中生物学学 科 核心素 养 是学生在学习生物学 课 程过程中 逐渐 发展 起 来的
必 备品格 和关键 能力 ,主要包括生命观念、 科 学 思 维、 科 学探究和 社会责任四
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个方面。本单元的教学内容与高中生物学学 科 核心素 养 密 切相 关, 下 面 将 结合
本单元的教学内容进行 详 细分解。
(一)生命观念
生命观念是指对观察 到 的生命现象及 相互 关系 或 特性进行解 释 后的 抽 象,
是人们 经 过实证后的观 点 ,是 能够 理解 或 解 释 生物学 相 关 事件 和现象的意 识 、
观念和 思想 方 法 。在本单元的教学中,生命观念主要体现在以 下几 个方面:
结构与 功能 观:通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片,学生可以直观地了
解细胞的结构和 功能 之间的关系。减数分裂过程中染色体的行为变化不仅 反映
了细胞结构的 动态 变化,也揭示了细胞 功能 的实现 机 制。
进化与 适 应观:通过介绍减数分裂和受精作用在生物进化中的作用和意义,
引导 学生理解生物体如何通过遗传信息的稳定性和多样性来 适 应不断变化的 环
境 。通过伴性遗传现象的研究,揭示生物体如何通过性染色体的遗传特征来 适
应特定的生存 环境 。
稳 态 与平 衡 观:通过介绍受精作用在恢复体细胞染色体数目和维 持 物种稳
定性中的作用和意义, 引导 学生理解生物体如何通过内部 调 节 机 制来维 持 稳 态
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和平 衡 。这种稳 态 和平 衡 不仅体现在个体 水 平上,也体现在种 群 和生 态 系 统水
平上。
(二) 科 学 思 维
科 学 思 维是指 尊 重 事 实和证据, 崇尚严谨 和 务 实的 求知态度 , 运 用 科 学的
思 维方 法认识事 物、解决实 际问题 的 思 维习 惯 和 能力 。在本单元的教学中, 科
学 思 维主要体现在以 下几 个方面:
归纳 与概括:通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片和分析 相 关实验结果,
引导 学生 归纳 和概括减数分裂过程中的染色体行为变化规律。这种 归纳 和概括
能力 不仅有 助 于学生理解和 掌握 减数分裂的基本原理和过程,也有 助 于 培养他
们的 逻辑思 维和 抽 象 思 维 能力 。
演绎 与 推 理:基于减数分裂和受精作用的基本原理和过程, 引导 学生通过
演绎 和 推 理来预 测 和分析 相 关遗传现象和规律。 例 如,通过分析同源染色体和
非同源染色体的行为变化来预 测 配子中染色体组合的多样性 ; 通过分析伴性遗
传现象来预 测相 关遗传病的遗传方式和发病 率 等。
批判 性 思 维:在介绍摩尔根的果蝇杂交实验和 其他相 关遗传学实验时, 引
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导 学生对实验结果进行 批判 性分析和 评价 。通过讨论实验 设计 的合理性、实验
结果的可 靠 性和实验结论的 科 学性等方面的 问题 , 培养 学生的 批判 性 思 维和 独
立思考能力 。
(三) 科 学探究
科 学探究是指 能够 发现现实 世界 中的生物学 问题 , 针 对特定的生物学现象
进行观察、提 问 、实验 设计 、方 案 实施以及对结果的交 流 与讨论的 能力 。在本
单元的教学中, 科 学探究主要体现在以 下几 个方面:
观察与提 问 :通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片和 其他相 关生物学现象,
引导 学生提 出 有 针 对性的 问题 和 假设 。这些 问题 和 假设 可以 涉 及减数分裂过程
中的染色体行为变化、受精作用的意义和 影响 以及伴性遗传现象的解 释 等方面。
实验 设计 与实施:基于提 出 的 问题 和 假设 , 引导 学生 设计 并实施 相 关的生
物学实验。 例 如,通过观察不同物种的生殖细胞形成过程来验证减数分裂的 普
遍 性和特殊性 ; 通过 模拟 减数分裂过程中染色体行为变化来探究遗传信息的稳
定性和多样性等。在实验 设计 和实施过程中, 注 重 培养 学生的实验 操 作 技能 、
数据 处 理 能力 和结果分析 能力 等方面的素 养 。
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交 流 与讨论:在实验 完 成后,组 织 学生 就 实验结果进行交 流 与讨论。通过
分 享 实验数据、分析实验结果和讨论实验结论等方面的内容, 促 进学生之间的
合作与交 流能力 的发展。通过 引导 学生对实验过程中 遇到 的 问题 和 困难 进行 反
思 和 总 结, 培养他 们的自 我反思能力 和 问题 解决 能力 等方面的素 养 。
( 四 ) 社会责任
社会责任 是指基于生物学的 认识参 与个人与 社会事务 的讨论、作 出 理性解
释 和 判 断、解决生 产 生 活问题 的 担当 和 能力 。在本单元的教学中, 社会责任 主
要体现在以 下几 个方面:
关 注社会问题 : 引导 学生关 注 与遗传学 相 关的 社会问题 ,如人类遗传病的
预防与治疗、生物多样性的保 护 与 利 用以及生殖 健康 与 辅助 生殖 技术 等方面的
问题 。通过讨论这些 问题 的重要性和紧 迫 性等方面的内容, 培养 学生的 社会责
任感 和 使 命 感 等方面的素 养 。
参 与 社会 决 策 :基于遗传学的基本原理和 相 关 知识 , 引导 学生 参 与 相 关 社
会 议 题 的讨论和决 策 过程。 例 如,在讨论人类遗传病的预防与治疗 问题 时,可
以 引导 学生 就 遗传 咨询 、 产前 诊断以及基因治疗等方面的议 题 进行讨论和决 策;
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在讨论生物多样性的保 护 与 利 用 问题 时,可以 引导 学生 就 生物多样性保 护政策 、
生 态 修复 技术 以及可 持 续 利 用 策略 等方面的议 题 进行讨论和决 策 等。
传 播科 学 知识 :通过本单元的教学 活动 和实 践经 验等方面的内容来 培养 学
生的 科 学传 播能力 。 例 如,可以组 织 学生 参 与 科普宣 传 活动 、 撰写科普文 章以
及制作 科普视频 等方面的 活动 来传 播 遗传学的基本原理和 相 关 知识 等方面的内
容。这些 活动 不仅可以提高学生的 科 学素 养 和传 播能力 等方面的素 养水 平 ; 还
可以 促 进 公众 对遗传学的理解和 认识 等方面的提 升 和发展。
三、 学情分析
在高中生物学必修 2 《遗传与进化》 模块 的教学中,第 2 章《基因和染色
体的关系》是一个核心概念 丰富 、理论 深奥 且实 践操 作性 强 的章节。本章内容
不仅要 求 学生理解基因和染色体的基本关系,还要 掌握 减数分裂和受精作用的
过程,以及伴性遗传的规律和应用。为了更好地 设计 教学 活动 , 促 进学生的有
效学习,以 下 是对学生学 情 的 详 细分析。
(一) 已知 内容分析
生物学基础 知识 : 经 过高一生物必修 1 《分子与细胞》的学习,学生 已经