基于核心素养的生物课堂教学设计

基于核心素养的生物课堂教学设计以《伴性遗传——摩尔根的果蝇杂交实验》一课为例浙江省湖州中学全刚一．教材分析本节内容是在学习孟德尔的豌豆杂交实验以及减数分裂中染色体的行为变化之后，沿着遗传学发展史的顺序，安排了萨顿利用“类比推理”的方法提出的基因在染色体上的假说，通过分析摩尔根果蝇的杂交实验证明了基因在染色体上，并认识果蝇的伴性遗传。本节课既解决了“基因在哪里”这一重要问题，又揭示了伴性遗传的现象和实质。本节课从逻辑思维和实验证据两个方面把基因定位在了染色体上，从而把孟德尔的遗传定律和减数分裂的内容有机地整合在了一起。通过学习有利于学生对分离定律和伴性遗传实质的深入理解，同时遗传规律的不同形式、传递特点也在对比、分析孟德尔实验与摩尔根实验中得以应用和深化。这部分的内容教学，也是培养学生综合思维、分析思维等能力的良机。二．学情分析通过第1章“孟德尔定律”的学习，学生已经能够初步理解两大定律的实质，基本掌握了一些遗传学术语，学会分析单因子和双因子杂交实验过程及其对结果的解释和验证，学会遗传图解的书写，初步具备了运用假说——演绎的方法探究遗传学问题的能力。这些都为学习本节课奠定了基础。本节课是基于遗传定律的进一步学习，学生通过学习将会使其能力得到进一步的巩固和提升。三.教学目标1.生命观念通过推导果蝇眼色遗传方式,说出伴性遗传概念，总结伴性遗传的特点,感悟生命现象的一般与特殊性的辩证唯物主义自然观；提高认识生命本质的能力，感受生命的复杂、神奇与协调；产生尊重生命、珍惜生命、关爱生物的情感。2.科学探究通过重走摩尔根的探索历程，梳理科学探究的一般过程、学会科学探究的一般方法、养成质疑求实严谨的科学态度；让学生体会科学家是如何困惑于问题，如何假设问题的答案，考虑从哪些途径去解决问题，并以此渐渐地养成探究的态度、方法和思维。3.理性思维学会运用遗传图解法、基因型的推导法分析果蝇杂交实验，得出相关结论,提高思维的缜密性，培养学生批判性思维和辩证逻辑思维方式和习惯。4.社会责任正确看待伴性遗传疾病，将所学生物学知识与生产、生活实际结合起来，唤起学生敢于发现和探索遗传病治疗方法的社会责任感。四.教学策略和手段1.学法本着为学习而设计教学的思路,在教学过程中,通过重建内容结构,力图实现将陈述性知识转变为过程性知识。在教学中利用摩尔根的研究历程为背景,为学生创设了一个知识再发现的探究情景，引导他们重走科学探索之路。在培养学生的研究能力,发展他们的学科核心素养以及实现知识的主动建构上是有效的做法。2．教法针对新课标强调过程式教学,采用布鲁纳的“发现—探究”式教学法,按照“观察实验、发现问题”、“分析问题、提出假说”、“设计实验、验证假说”、“归纳综合、总结规律”几个环节，分别解决“萨顿的假说”、“摩尔根的果蝇杂交实验”等主要问题。其中涉及到与旧知识的联系较多，在教学方法上则更多地采用任务驱动、问题串的形式让学生自主学习，通过实验对比、主动探究等方法展开学习，辅以讲解和课件展示，归纳和总结，帮助学生更好地过度和理解所学知识。五．教学过程教学环节教师的组织和引导学生活动教学意图引入新课投影展示三位科学家的照片，孟德尔、萨顿、摩尔根，教师讲述，这三位科学家都为遗传学的发展做出了巨大的贡献，并投影展示他们的主要研究成果。通过上面的导入过渡到萨顿的发现以及提出假说。基因在染色体上是通过“类比推理”得出的推论，并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要观察和实验的检验。思考回答1．基因和染色体的行为存在平行关系。2．可能基因在染色体上，染色体是基因的载体初步体验类比推理。为摩尔根出场做铺垫探究发现：果蝇眼色遗传实验观察实验、发现问题摩尔根质疑萨顿的假说，也质疑孟德尔的遗传定律课件展示摩尔根的果蝇杂交试验实验ⅠP红眼♀×白眼♂↓F1红眼（♂♀）（1237只）↓F1雌雄果蝇交配F2红眼♀:红眼♂:白眼♂（2459只）（986只）（982只）实验Ⅱ（F1）红眼♀×白眼♂↓1红眼♀:1白眼♀:1红眼♂:1白眼♂（129只）（132只）（102只）（114只）问1：根据实验现象，你可以作作得出哪些判断？问2：如何设计实验来验证果蝇眼色的遗传遵循基因的分离定律？问3：你从果蝇杂交实验Ⅰ中发现了什么问题？出现这种现象可能的原因是什么？观察分析实验：①红眼为显性性状；②F1为杂合子，亲代为纯合子③F2符合3:1，遵循孟德尔规律提出疑问：①为什么F2中白眼果蝇没有雌性？②白眼雌果蝇不能存活③控制白眼的基因与性染色体有关培养学生的观察能力和问题意识创设生生、师生互动的探究氛围。分析问题、提出假说课件展示果蝇体细胞染色体图解，明确常染色体与性染色体的不同，指出X与Y染色体的同源区、非同源区。引导学生试着提出解释问题的假说，像科学家一样。规定用B、b表示控制眼睛颜色的基因。判断假说是否成立，首先要能解释原有实验的结果。强调“假说——演绎”法学生分组讨论，提出假说。学生可能会提出控制果蝇眼色的基因在性染色体上，可能会提出以下三种假说：假说1：基因位于区段Ⅰ(XB，Y)假说2：基因位于区段Ⅱ(XB，YB)假说3：基因位于区段Ⅲ(X，YB)学生根据自己提出的假说分别画遗传图解解释摩尔根的实验。据此排除假说3。学生分组分别依据假说学生体验科学的探究过程。让学生具备摩尔根当时的知识基础，重演摩尔根当年的思维过程依据两种假说演绎的结果都和摩尔根的实验结果相符，难道这两种假说都成立？1和假说2画遗传图解演绎实验结果。假设1：眼色基因只在X染色体上假设2：眼色基因只在X和Y染色体上设计实验、验证假说再组织学生讨论选择怎样一对亲本杂交来否定其中的一种假说？适时点拨：摩尔根为验证他的假说，又设计了三个新实验，其中之一是：将上述实验所得白眼雌蝇和野生红眼雄蝇进行杂交。让学生再依据两种假说演绎白眼雌蝇和野生红眼雄蝇进行杂交的结果。课件出示摩尔根所做该实验的结果：雌蝇全部红眼，雄蝇全部白眼。学生分组分别依据假说1和假说2画遗传图解演绎实验结果。汇报结果：假说1假说2培养设计实验的能力引发学生学习过程中的矛盾冲突，激发进一步探究的欲望，突破难点。训练学生逻辑思维能力。领悟科学家的研究方法，感受科学家严谨治学的态度，提升学生的生物科学素养。归纳综合、总结规律学生深刻理解并掌握了摩尔根用白眼雌蝇和红眼雄蝇进行杂交，验证了“控制果蝇眼色的基因只在X染色体上，Y染色体上不含它的等位基因。”的假说是成立的。课堂总结交流体会。课件呈现摩尔根的完整实验过程，通过师生互动共同总结本节课的核心内容。教师提出通过这节课的学习,谈谈你有哪些收获和体会?同学们畅所欲言。归纳出摩尔根果蝇杂交实验的意义：1、证实了孟德尔定律的正确性；2、将一个特定的基因定位在一条特定的染色体上，为遗传的染色体学说提供了实验证据；3、解释了伴性遗传现象。摩尔根成功的原因：一是质疑的精神；二是正确的材料；三是科学的方法。培养归纳总结的能力，巩固基础知识。通过这一环节的活动使学生生命观念、理性思维、科学探究等学科核心素养的进一步提升。六、自主探究若现在有纯合的直毛和分叉毛的雌、雄果蝇亲本，直毛对分叉毛为显性，请你通过一代杂交实验确定这对等位是位于是常染色体还是性染色体上？七、随堂练习1、已知果蝇的体细胞内有4对同源染色体，根据萨顿的假说，关于该动物减数分裂产生的配子的说法正确的是（）A．果蝇的精子中含有成对的基因B．果蝇的体细胞中含有一个基因C．果蝇的4对同源染色体上含有的基因可以同时来自父方，也可同时来自母方D．在体细胞中，基因成对存在的，在配子中只有成对基因中的一个2、用纯系的黄果蝇和灰果蝇杂交得到下列结果，下列选项中正确的是()A．灰色基因是伴X染色体隐性基因B．黄色基因是伴X染色体显性基因C．灰色基因是伴X染色体显性基因亲本子代灰雌性×黄雄性全是灰色黄雌性×灰雄性所有雄性为黄色，所有雌性为灰色D．黄色基因是常染色体隐性基因3、美国遗传学家摩尔根，在野生型红眼果蝇中偶然发现了一只白眼雄果蝇，他用这只果蝇与野生型红眼果蝇进行杂交（实验Ⅰ），结果F1全部为红眼。F1雌雄果蝇相互交配，F2雌果蝇全部为红眼，雄果蝇中红眼和白眼的比例为1：1。这种现象不能用孟德尔的理论完全解释清楚，于是他继续做了下表所示的实验（Ⅱ、Ⅲ）。与实验有关的叙述错误的是（）组别杂交组合结果ⅡF1红眼♀×白眼♂红眼♀:红眼♂:白眼♀:白眼♂=1：1：1：1Ⅲ野生型红眼♂×白眼♀（来自实验Ⅱ）红眼♀:白眼♂=1：1A．实验Ⅱ可视为实验Ⅰ的测交实验，其结果表明F1红眼雌果蝇为杂合子B．实验Ⅲ是实验Ⅰ的反交实验，正反交结果不同可确定其不属于细胞核基因所控制的遗传C．实验Ⅲ的结果表明野生型红眼果蝇的精子只有一半含有控制眼色的基因D．对实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ最合理的解释是控制眼色的基因位于X染色体上