必修2  遗传与进化

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

【学习要求】

【教学建议】

本部分内容以减数分裂、配子的形成和受精作用为线索，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的多样性。可以通过建构模型、观察细胞减数分裂装片、搜集有关试管婴儿的资料并评价其意义与伦理问题，组织学生进行自主学习、自我探究。教师要善于联系相关的生物技术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胚胎工程等内容的必备知识。

    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，教师可以有丝分裂内容为知识背景提出相关问题，引发学生思考，如“减数第一次分裂前的间期发生了哪些变化?”，“减数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?”，“减数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DNA复制、细胞分裂次数结合起来，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，概述减数分裂过程的主要特征，辨认不同时期细胞的典型图形或绘制相关示意图。

    在教学中，要加强对学生的科学价值观和人生观教育。例如，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，然后引导学生讨论、评价其意义及伦理问题。教师要允许学生发表不同的观点，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

【学习要求】

【教学建议】

    本部分内容以基因—信使RNA—蛋白质为线索，主要从分子水平了解遗传物质的分子结构和遗传机理，从微观层面上理解遗传现象和生物的多样性。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、遗传信息的传递和表达是重点和难点，教学中要把握重点、破解难点。例如，在学习“肺炎双球菌转化实验”时，组织学生比较分析蛋白质变性与DNA变性的本质区别，然后得出DNA是遗传物质的结论；在学习遗传信息的转录和翻译时，应重点引导学生理解密码子与氨基酸的对应关系。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涉及。

教学中应注重联系学生的生活实际。例如，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、脱氧核糖交替排列形成的长链是扶手，碱基对是台阶，这样可以帮助学生直观理解DNA分子的空间结构及其特点。可以利用DNA分子的可拆分模型，引导学生了解DNA分子的基本组成单位和DNA分子的双螺旋结构；也可以动态课件演示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4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相关的调查活动，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事实。

教学中要充分利用科学发展史进行情感、态度和价值观的教育。例如，从DNA分子双螺旋结构发现史中，体验科学研究的曲折性、互相合作的重要性以及百折不挠的攀登精神；密码子的发现史可以使学生认识到假设—推理—验证的研究方法在其中的关键性指导作用；DNA是主要遗传物质的探索史则有利于学生认同科学技术的发展在探索遗传物质过程中的作用。

     此外，教学中还要培养学生搜集信息和处理信息的能力，搜集和整理资料过程的本身就是培养搜集和处理信息能力的过程。感兴趣的学生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、脱氧核糖和碱基，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分子双螺旋结构及其特点的认识。

2.3  遗传的基本规律

【学习要求】

【教学建议】

    本部分内容以孟德尔的遗传研究与发现为线索，以基因的遗传方式为核心，重点介绍孟德尔两个著名的豌豆杂交实验，阐明孟德尔的两个遗传基本定律以及基因与性状的关系，概述伴性遗传的特点。

    在本部分内容中，孟德尔遗传实验的科学方法、遗传的两个基本定律及其在生产和实践中的应用、伴性遗传等内容是教学的重点，而等位基因的遗传行为和非等位基因之间的遗传关系则是教学的难点。教学中还应该让学生学习和掌握科学研究的方法，领悟假说演绎、建构模型等科学方法及其在科学研究中的应用。要在教学中重视科学研究思想与方法的教育，可以通过介绍孟德尔遗传实验的过程和价值，引导学生分析孟德尔的杂交实验的设计思路和方法，体会孟德尔作为遗传学奠基人对遗传学作出的杰出贡献。建议在分析杂交实验的学习过程中，通过绘制概念图，帮助学生建立起诸如基因和性状、基因型和表现型、纯合子和杂合子、显性基因和隐性基因、显性性状和隐性性状、等位基因和相对性状等基本概念体系。要充分利用性状分离比的模拟实验，在模拟实验中领悟随机事件的概率通常在数据越大的情况下越能反映出规律性的特点，从而帮助学生准确理解基因的分离和随机结合与生物性状之间的数量关系。

    教学中要引导学生分析减数分裂与基因的分离定律、基因的自由组合定律之间的关系，特别是等位基因分离、非同源染色体上非等位基因自由组合的细胞学基础。注意将数学概率统计原理应用于生物学科学分析中，并学会概率的有关计算；引导学生学会解释和分析常见遗传病的家族遗传系谱图。还要特别注意引导学生总结科学探究一般过程和方法，以及常见问题的解决步骤和策略。

    基因分离定律是学习基因自由组合遗传定律的基础，要帮助学生概括总结孟德尔获得成功的原因，让学生认识到任何科学成果的取得，不仅要付出艰辛的劳动，还要有正确的研究方法，从而培养学生严谨求实的科学态度和坚韧不拔、持之以恒的探索精神。

    在伴性遗传这部分内容的教学中，可以遗传学的经典实例——人类红绿色盲的遗传为例，结合基因分离规律，学习和归纳伴性遗传的婚配方式、规律和特点。

2.4  生物的变异

【学习要求】

【教学建议】

本部分内容是建立在遗传学的学习基础上，因此巩固遗传知识尤为重要。教师在教学中要注意处理好抽象概念与形象教学的关系，重视如染色体组、二倍体、多倍体、单倍体等概念的教学，利用直观教学手段突破教学难点。

变异的概念含义及发生原因是本部分内容的重点，教学中可以通过对遗传知识的复习加以演绎归纳得出。在进行基因重组教学时可以联系遗传的分离规律和自由组合规律等内容，特别关注基因自由组合规律中子二代的表现型差异。此外，还应注意联系细胞减数分裂过程中同源染色体之间的交叉互换现象。

基因重组是生物多样性的重要原因之一，要引导学生尝试分析基因重组与生物进化的关系。利用图解促进学生对重组DNA技术概念含义的理解。基因突变的教学可以基因的结构本质以及DNA复制作为理解基因突变的铺垫，也可以组织学生开展讨论，加深学生对基因突变的了解。教学中还可以借助DNA复制过程的动画演示，再根据概念中涉及到的碱基对增添或缺失等改变情况，对比相应氨基酸和蛋白质结构的变化情况，使学生明了基因突变的概念、特征和原因。通过对基因突变的分析，教师可以引导学生回忆并分析基因和染色体的关系。

染色体结构的变异是作为了解层次的学习内容，要让学生明了研究染色体结构的变异既可以为生产实践服务，也可以为人类健康服务。教学中建议选择采用下列教学策略：（1）以识别图形、设置问题、小组讨论等方式理解染色体组的概念要义；（2）通过具体实例、概念的对比辨析，理解单倍体、二倍体和多倍体之间的关系；（3）用事例、图解和图表的形式引导学生学习多倍体育种和单倍体育种。

2.5  人类遗传病

【学习要求】

【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。教学中应着重联系社会生活实际，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，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。还可以引导学生比较遗传病和传染病的区别，加深对遗传病的认识。

对于“人类染色体遗传病”这部分内容，可举例说明遗传咨询的常用方法和意义，并组织模拟咨询以及讨论活动。

关于本部分的一项调查和两项资料搜集活动，教学时需注意统筹安排。活动应在实施前一周布置，制定计划，合理分组和分工，做好各项准备工作。调查应在教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生产、生活、科研等实际问题设计活动方案，以培养学生社会实践能力和科学探究能力，让学生在“从实践中来，到实践中去”的过程中更好地理解与掌握知识。最后组织进行集体展示和交流，相互学习借鉴，共享活动成果。

2.6  生物的进化

【学习要求】

【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。例如，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一个不断修正、完善的过程。

达尔文的自然选择学说是教学的基础，教学方法可多样化。教学中可以补充达尔文生平的内容，引导学生热爱自然、热爱科学，逐步树立正确的世界观。可以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。可以从达尔文的“适者生存”入手，将对个体基因的讨论引入到对群体基因的讨论，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，还必须研究种群基因组成的变化。

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，并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部分的重点和难点，教师可结合具体实例，例如，两个不同的虎亚种——东北虎、华南虎在不同环境中的形成过程，来帮助学生理解地理隔离在物种形成中的作用。

教学中应帮助学生建立起生物进化理论的发展体系。例如，可以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：用进废退学说、自然选择学说、现代生物进化理论等，比较这些进化理论的区别和联系。同时，教师要引导学生辩证地、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遗传育种的相关知识，并让学生收集资料、分析问题，认同现代进化理论对于动植物育种的指导意义。