高中生物教学案例分析

1、第 高中生物教学案例分析 高中生物教学案例分析 生物学的进化思想不仅体现在进化论的内容中，还体现在分子、细胞、个体、生态系统等各层次生命系统的研究中。生态学思想也如是。如将人体的细胞作为主体，细胞外液特别是组织液就是它的环境。细胞与内环境之间相互作用，构成一个统一的整体人体。人体通过自我调节维持稳态。进化思想与生态学思想纵横交错，浑然。 案例： 探究过程中的小组合作： 1.教学过程： 请学生围绕问题地球上生命起源？展开讨论。这个探究过程需要各组员各自发表自己的见解，并且就问题展开讨论，所以小组成员需要适当搭配，否则有些学生会被冷落。因此根据组内学生的相对特长，进行合理分工。如主持人、记录员、汇

2、报员、检查员等，每一角色在组内活动时有不同的职责：主持人负责小组全局、协调小组学习进程；记录员负责记录小组学习结果；报告员负责向全班同学汇报结果；检查员检查小组学习情况。组员各尽其职，完成探究。在整个学生小组合作过程中，教师必须起指导作用，否则学生小组合作效果不明显。 教师也可适当地激励学生：看看哪组配合得最好、发表得最有见解。经过讨论，由汇报员汇报小组成员集体合作的结晶，其他各组补充或纠正。 2.反思： 在学生小组合作的过程中，小组成员之间可以互相交流，彼此争论，互教互学，共同提高，既充满温情和友爱，又充满互助与竞赛。同时教师应当教给学生合作的技巧，如怎样组织，怎样倾听，怎样发言，怎样质疑等

3、。整个课堂人人参与学习、个个互动补充。合作促进了互动，互动升华了兴趣。 在这个案例中，我认为，应该注重在智育方面，如认知：认识生命世界，以及生物界与无机自然界的关系；了解自身。 第二，思维方式采用了讨论，不仅训练学生的形式逻辑思维，在辩证思维、整体式思维（如生态学思维）、复杂性思维等方面更具有独到的价值。 第三还要注意学生个人的实践能力，如分析和解决来自生产和生活实践的许多问题，如生态环境和生物多样性调查等。因而，注重生物学科课程的育人价值。生物学研究对象的特殊性决定了这个学科的本质和特点学科本质在很大程度上决定课程性质及其育人价值。中学生物学教材中蕴涵着丰富的育人素材，有待于我们深入挖掘和整

4、体把握。 让我们通过中学生物教学充分彰显学科本质及其育人价值，为培养适应现代社会的一代新人而努力！ 高中生物教学案例分析1.主题 探讨在新课程背景下的课堂教学如何加强教师在探究教学中的引导，促使学生进行有效的探究式学习活动。2.教学方式 任务驱动式、引导探究式。3.教与学过程 3.1教学环节一：情景创设，引入课题。(此环节意在引导学生关注染色体与基因的关系) 师设疑：孟德尔所说的基因控制着生物的性状，在体细胞中成对存在，通过配子传给子代，其遗传遵循基因的分离规律和自由组合规律。基因在哪里呢? 大家注意：体细胞中的同源染色体也是成对存在，在减数分裂过程形成配子时，成对的染色体分开进入不同的配子，

5、那么基因与染色体有什么关系吗? 3.2教学环节二：运用类比推理方法引导学生发现事实，提出假说，布置任务：完成学案上的尝试分析基因与染色体的关系。 一个基因型是AaBb的个体，可产生几种类型的配子? 一个体细胞内有两对同源染色体(1与2、3与4)的个体，在减数分裂时产生多少种类型的性生殖细胞(配子)? 填表 学生完成上述任务并评价后，师导引：能否用一句话描述基因与染色体的关系? 学生：基因和染色体行为相似。 师：如果你就是科学家，怎样解释基因与染色体之间具有相似或者说具有平行关系这个事实? 学生讨论后达成共识：基因在染色体上。 师述：上述过程是将两个相似的事物进行对比，得出假说。这种方法就是科学

6、研究中的类比推理。1903年，美国遗传学家萨顿用蝗虫细胞作材料，研究精子和卵细胞的形成过程，也发现了等位基因的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似，于是运用类比推理提出假说:基因在染色体上。学生得知自己具有科学家的思维，非常兴奋。(学生通过自己参与的活动，提出与萨顿假说相似的观点，体验到了成功的喜悦) 3.3教学环节三：运用引导探究式教学方式，引导学生分析基因位于染色体上的实验证据，为教学的重点和难点。流程是：问题诱发、探究引领rarr;分析推理、提出假说rarr;设计实验(领悟假说演绎)rarr;实验验证rarr;结论：基因在染色体上。 师：假说仅仅只是一种推理，并不等于事实，假说要成为

7、事实，还必须经过什么环节? 生：实验的验证。 师：萨顿假说的证明是由另一个科学家摩尔根通过一个著名的实验实现的。 展示摩尔根的头像及所用的实验材料果蝇。 设疑：为什么选择果蝇作为实验材料?简介特点：个体小易饲养、繁殖快、后代多、相对性状明显，便于观察和统计，而且染色体数少。展示雌雄果蝇的染色体组成图解：引导学生识别雌果蝇的染色体组成、雄果蝇的染色体组成，分析比较区别，总结概述性染色体与常染色体的概念。请学生关注_Y的差异。(意在强化实验材料的选择对于实验的成功至关重要) 师出示摩尔根的红白眼果蝇杂交实验: P红眼(雌)白眼(雄) darr; F1红眼(雌、雄)1237只 darr;自交 F2红

8、眼(雌)2459只红眼(雄)1011只白眼(雄)782只 引导分析： (1)红眼、白眼这对相对性状中哪个是显性性状?生：F1看出红眼是显性性状。 (2)此遗传符合分离定律吗?生分析后得出结论：红眼(雌雄)3/4白眼(雄)1/4，符合。 (3)用孟德尔的方法去分析摩尔根的实验，哪些现象不能得到合理的解释?生：白眼只出现在雄性果蝇，与性别有关。 (4)如何解释白眼只出现在雄性果蝇中? 提示：如果按照萨顿的理论:基因在染色体上,那么,控制白眼的基因是在常染色体上还是在性染色体上呢?如果在性染色体上,那又有哪些可能呢? 学生分组讨论：得出假设 学生：在性染色体上，理论依据：性染色体与决定性别有关。 假

9、设一：控制白眼的基因是只在Y染色体上，_上没有它的等位基因 假设二：控制白眼的基因在_、Y染色体上 假设三：控制白眼的基因只在_染色体上，Y上没有它的等位基因。 师：哪种假设合理呢?判断假设是否成立，首先要能够解释实验。引导学生用假设一解释摩尔根的实验，结果与事实不符，排除假设一的可能。(此环节意在给学生完成下面的任务做出示范)教师导引学生写出如果假设二成立，则亲本的基因型为：_W_W(红眼雌)_wYw(白眼雄)。如果假设三成立，则亲本的基因型为：_W_W(红眼雌)_wY(白眼雄)。(此环节为学生独立完成下面的任务做铺垫) 布置任务：分组在学案上写出假设二、假设三对实验解释的相应遗传图解，判断

10、假设二、假设三两个假设能否解释实验。 生：两名学生在黑板上写出相应的遗传图解，其余学生在学案上写出相应的遗传图解。 写完后，教师引导学生进行点评，结果都能解释摩尔根实验。 师设疑:两个假设中肯定有一个是对的，一个是错的，如何验证?生：用测交：F1红眼雌果蝇与最初的白眼雄果蝇杂交。 师：首先用演绎推理预测结果。布置任务：请依据假设二和假设三，演绎F1红眼雌与白眼雄的交配后代可能的结果。 生：两名学生在黑板上写相应的预测结果。其余学生在学案上写相应的的预测结果。 教师导引学生点评后归纳： 根据假设二：F1红眼雌与白眼雄交配时，子代雌蝇和雄蝇中，红眼和白眼各占一半。 根据假设三：F1红眼雌与白眼雄交

11、配时，子代雌蝇和雄蝇中，红眼和白眼各占一半。 师展示摩尔根的F1红眼雌与白眼雄的测交实验结果：子代雌蝇和雄蝇中，红眼和白眼各占一半。引导学生与预测结果比较，结果两个假设的预测结果与测交实验结果都相吻合。 师：两个假设真的都合理吗?为了进一步验证假说，摩尔根又设计了一个新的实验：将上述测交实验所得的白眼雌蝇和一个毫无血缘关系的纯种红眼雄蝇杂交。 布置任务：请依据假设二和假设三，分别演绎白眼雌蝇与纯种红眼雄蝇杂交，其后代可能的结果。 生：两名学生在黑板上写相应的预测结果。其余学生在学案上写相应的预测结果。 教师导引学生点评后归纳： 根据假设二：白眼雌蝇与纯种红眼雄蝇交配时，子代中雌蝇都是红眼，雄蝇

12、也是红眼。 根据假设三：白眼雌蝇与纯种红眼雄蝇交配时，子代中雌蝇都是红眼，雄蝇都是白眼。 师展示摩尔根的白眼雌蝇与纯种红眼雄蝇交配的实验结果：子代的雌果蝇全是红眼，雄果蝇全是白眼。并引导学生与预测结果比较，结果假设二的预测结果与实验结果不符。淘汰假设二。假设三的预测结果与实验结果完全符合。证明假设三是正确的。这样，摩尔根就把决定红眼和白眼的基因定位在_染色体上。 师小结：摩尔根的果蝇杂交实验，提供了有力的实验证据，证实了萨顿的基因位于染色体上的假说。 3.4教学环节四：尝试运用研究成果解释孟德尔遗传规律 布置任务：在学案上把左边的基因写到右边的染色体上。并完成下列思考题： A和a是什么关系?它

13、们位于什么染色体上?A与B或b,a与B或b是什么关系?它们位于什么染色体上? 在形成配子的时候,等位基因为什么会发生分离?非等位基因为什么会发生自由组合? 填写下面的表述：在杂合子的体细胞中，控制同一性状的等位基因成对存在于_，具有一定的独立性,不相融合;在减数分裂形成配子时，等位基因会随_而分离，分离后的基因分别进入配子中,随配子遗传给后代。这个表述把染色体与基因联系起来了，是对孟德尔分离定律的补充和完善，被称为分离定律的现代解释。 位于_上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中，同源染色体上的_彼此分离的同时，_上的非等位基因自由组合。这是基因的自由组合定律的现代解释。4.

14、研讨与点评 4.1该教学案例体现了科学发现的内在逻辑性与学生认知规律的高度统一性，不仅让学生了解了萨顿、摩尔根科学发现中的相关生物学知识，更重要的是让学生体验到科学发现中的科学方法。 4.2该教学案例对的解读准确，通过任务驱动式，引领学生进行类比推理，通过引导探究式教学分析摩尔根的实验，引领学生领悟假说演绎法，驾驭教学资源的能力较强。通过适当情景式质疑和设计问题串，有效地激发了学生探究的欲望，学生的思维始终处于积极活跃的状态，整个教学过程侧重知识获取过程、学习方法和思维能力培养的整合，体现了高中生物新课程的教学理念。 4.3本节教学过程通过教师精心设计教学程序，将发现基因在染色体上的思维过程按

15、知识发展的逻辑过程转化为学生的学习思维过程，学生在教学中是思维活动的主体。教师始终是引领者、组织者，有效的促使学生进行探究式学习活动。 4.4关于教师在引领学生探究中所说的两个假设中肯定有一个是对的，一个是错的，在课后研讨中引起教师们激烈的争论，最后认为教师给学生这样的肯定语不妥，应改为两个假设都合理吗更妥当些。 高中生物教学案例分析 摘要：2019年人教版教材提供了两个经典的毛色相关的表观遗传学案例，分别是不完全显性和共显性的遗传现象。通过回顾上述案例的研究历程，逐步阐明相关机制以加深学生对表观遗传现象的理解，并引导其思考表观遗传学与经典遗传学的内在联系。 关键词：表观遗传学 经典遗传学 D

16、NA甲基化 染色体失活 中图分类号Q-49 文献标志码E 1900年，孟德尔规律的再发现诞生了经典遗传学，其影响之广泛、传播之迅速不亚于进化学说的提出。此后10年，大量遗传学数据相继发表，孟德尔的拥趸者与反对者各执其词。结束上述争论的是摩尔根及其同事的果蝇杂交实验，随后，染色体遗传学说的提出标志着经典遗传学的兴起。 20世纪60年代，随着对基因本质的阐明和中心法则的扩充和完善，基因如何控制性状这一核心问题仿佛已然被解决。然而，近年来越来越多的证据表明，除去基因（碱基排序）之外，还存在一系列复杂和精细的调控机制，共同决定着性状的形成。科学家将后者称为表观遗传学（Epigenetics），区别于以

17、基因为核心的经典遗传学。 21世纪的表观遗传学崭新且富有活力，已经成为遗传学领域中不可或缺的组成。 为了紧跟科学前沿，2019年版人教版中增加了表观遗传概念，旨在帮助学生更深入地理解基因表达与性状的关系。那么，在高中生物教学过程中，教师如何在学生所熟悉的（经典遗传）概念体系中引入新的表观遗传概念呢？对于前者而言，后者是挑战还是完善呢？在讨论上述问题之前，先来看教科书中提供的两个令人困惑的遗传现象。 1小鼠毛色杂交实验 教材案例1：纯合黄色小鼠（AvyAvy）与纯合黑色小鼠（aa）杂交，F1代没有表现出黄色，反而呈现出介于黄、黑色的一系列过渡类型。 不难想象，上述现象曾给遗传学家们带来过怎样的困

18、扰。自然界中类似的现象比比皆是，就连摩尔根都曾因为小鼠体色的遗传问题对孟德尔规律产生过怀疑。遗传学家们将这种F1代融合了双亲性状的现象统称为不完全显性。在表观遗传概念建立之前，人们无法解释上述现象的内在机制。 1999年，EmmaWhitelaw等通过对上述案例的分析，终于揭开了表观遗传机制的冰山一角。此前，科学家们已经知道小鼠毛色的深浅主要由Avy基因所决定。当Avy基因正常表达时，小鼠毛色呈现黄色，反之则为黑色。Emma等检测了不同毛色的F1小鼠，发现Avy基因的表达水平越高，其毛色越接近黄色亲本。科学家所面临的关键问题是：为何基因型相同（Avya）的F1小鼠会产生不同的毛色性状？决定Av

19、y基因差异表达的因素是什么？首先，F1小鼠均处于相同的培养条件下，因此环境因素被排除；再者，测序结果显示不同F1小鼠的Avy基因完全一致，并无基因突变发生。难道除了基因和环境外，还存在其他调控基因表达的机制么？答案是肯定的。早在20世纪80年代，科学家们在体外相关实验中就已经证实，哺乳动物细胞中的DNA甲基化水平会影响基因的转录水平，且两者呈负相关。 DNA甲基化是最早被鉴定出来的表观遗传学修饰。实际上，组成DNA的四种碱基中，只有部分胞嘧啶（C）能被甲基化，具体表现为在胞嘧啶的5prime;碳位上共价结合了一个甲基基团。这种看似微小的碱基修饰，虽然没有改变碱基排序，但的确影响着基因的表达。依

20、据体外实验的结果，科学家曾提出过一种模型来解释DNA甲基化的作用机制。如图1所示，当启动子区域的甲基化程度较高时，基因则处于关闭状态。形象点说，导致小车无法前行的因素可能仅仅只是路边的指示牌。 在环境和基因都一致的前提下，科学家们检测了F1小鼠的甲基化水平。如其所愿，不同F1小鼠的甲基化水平呈现出差异。确切来说，是Avy基因上游调控序列的甲基化水平不同，间接影响了Avy基因的表达。调控序列的甲基化程度越低，Avy基因的表达量越高，小鼠毛色越黄。该结果证实了DNA甲基化在小鼠体内也发挥着（与体外）类似的调控作用，拓展了人们对基因控制性状的认知。这意味着在基因（碱基序列）不变的前提下，表观遗传也能

21、导致性状的改变。 上述观念的更迭，从新教材的改进中可见一斑：必修2中第四章第二节的标题从基因对性状的控制变为基因表达与性状的关系。 2毛色相间的猫 教材案例2：某种猫的毛色由_染色体上的基因所决定，雄猫有2种表现型：黄色（_OY）、黑色（_BY），而雌猫除了黄色（_O_O）、黑色（_B_B）以外，还有一种表现为黑黄相间（_O_B）的毛色。 案例1中的DNA甲基化是基因层面上的表观遗传修饰。而科学家通过对染色体变异的研究，得出结论：正确的染色体数是保证正常性状的基础。一旦染色体数目发生改变，其所携带基因的拷贝数必然发生变化，进而影响后续的表达。例如，21号三体综合征的患者体内并没有相关致病基因，

22、其发病原因为多余的21号染色体上基因过量（异常）表达。然而，生命科学的魅力就在于那些容易让人忽略的例外中女性有两条_染色体，而男性只有一条，如何保证_染色体上的基因正确表达呢？上述问题的答案就蕴藏在对案例2的研究之中。 与其他哺乳动物一样，猫的毛色受毛囊中的黑色素细胞所影响，具体而言，受该细胞中_染色体上色素合成相关基因所决定。首先，科学家们检测了黄色雄猫（_OY）和雌猫（_O_O）中色素基因的表达情况，结果显示_O基因的表达水平在两者中一致。这意味着，尽管染色体数目不同，但_染色体上的基因表达水平在两性中基本相同。 这一现象被称为剂量补偿，英国遗传学家玛丽里昂曾在20世纪60年代对剂量补偿的作用机制提出如下假说：雌性个体携带2条_染色体，但在发育早期（胚胎时期）会随机失活一条。 案例2的研究者即将为上述假说提供有力的证据。为什么雌猫（_O_B）会呈现黑黄相间的共显性表型呢？科学家们发现，在早期发育过程中，胚胎细胞的确发生了染色体失活的现象。简单来说，基因型相同的多个胚胎细胞（_O_B），在经历染色体的随机失活后变成_O细胞或_B细胞（另一条染色体上的基全部失活）。随着细胞分化，_O或_B黑色