新课标必修二和必修三实验教案

【实验一】性状分离比的模拟一．实验目的（1）理解等位基因在形成配子时发生分离、受精时雌、雄配子随机结合的过程。（2）认识和理解基因的分离和随机结合与生物性状之间的数量关系。（3）认识杂种后代性状的分离比，为进一步学习基因分离规律的实质打下基础。二．实验原理进行有性生殖的生物，等位基因在减数分裂形成配子时会彼此分离，形成两种比例相等的配子。受精作用时，比例相等的两种雌配子与比例相等的两种雄配子随机结合，机会均等。随机结合的结果是后代的基因型有三种；其比为1：2：1，表现型有两种，其比为3：1。由于此实验直接用研究对象进行不可能，就用模型代替研究对象进行实验，模拟研究对象的实际情况，获得对研究对象的认识（此实验方法称模拟实验）。三．实验材料小塑料桶2个，2种色彩的小球各20个（球的大小要一致，质地要统一，手感要相同，并要有一定重量）。四．实验方法与步骤（1）分装、标记小球取甲、乙两个小桶，每个小桶内放有两种色彩的小球各10个，并在不同色彩的球上分别标有字母D和d。甲桶上标记雌配子，乙桶上标记雄配子，甲桶中的D小球与d小球，就分别代表含基因D和含基因d的雌配子；乙桶中的D小球与d小球，就分别代表含基因D和含基因d的雄配子。（2）混合小球分别摇动甲、乙小桶，使桶内小球充分混合。（3）随机取球找三个学生：一个记录，两个分别从两个小桶内随机抓取一个小球，组合在一起，记录下两个小球的字母组合，这表示雌配子与雄配子随机结合成合子的过程。（4）重复实验将抓取的小球放回原来的小桶，摇动小桶中的彩球，使小球充分混合后，再按上述方法重复做50～100次（重复次数越多，模拟效果越好）。记录时，可将三种基因型写好，以后每抓一次，在不同基因型后以“正”字形式记录（如下表）：基因型次数总计百分比DDDddd（5）统计小球组合统计小球组合为DD、Dd和dd的数量分别是多少，并记录下来。（6）计算小球组合计算小球组合为DD、Dd和dd之间的数量比值是多少，计算小球组合为DD和组合为dd的数量比值是多少，并记录下来。（7）实验结论分析实验结果，在实验误差允许的范围内，得出合理的结论（可将全班每一小组结果综合统计，进行对比）。五．注意事项（1）选择小球大小要一致、质地要统一、抓摸时手感要相同，以避免人为误差。（2）选择盛放小球的容器最好采用小桶或圆柱形容器，而不要采用方形容器，以便摇动小球时能充分混匀。（3）桶内小球的数量必须相等，D、d基因的小球必须1：1，且每次抓出的两个小球必须统计后各自放回各自的小桶，以保证机率的准确。（4）不要看着桶内的小球抓，要随机去摸，且顺便搅拌一下，以增大其随机性，用双手同时去两个桶内各抓一个。（5）记录时，可先将DD、Dd、dd三种基因型按竖排先写好，然后每抓一次在不同基因型后以“正”字形式记录。（6）每做完一次模拟实验，小球放回后要摇匀小球，然后再做下次模拟实验。（7）建议实验时两人一组，互相配合，实验中一人抓球，一人记，记录者负责将小球放回原桶并摇匀小球。两人还可对换，交换操作。（8）如果时间允许，每组可重复几次模拟实验。（9）课代表可将全班每一小组的计算结果综合统计，这样全班的数据会更接近理论值。（10）要明白双手同时各抓一个小球表示什么，它表示包含不同基因的雌雄配子结合是随机的。（11）有时会连续出现几次相同基因型，这是正常的，只要随着抓摸次数的增多，就会接近理论值。【实验二】观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片【目的要求】通过观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片，识别减数分裂不同阶段的染色体的形态、位置和数目，加深对减数分裂过程的理解。【实验过程】一、材料用具蝗虫精母细胞减数分裂固定装片，显微镜。二、方法步骤1.调好显微镜，把蝗虫精母细胞减数分裂固定装片放到显微镜的载物台上，用压片夹夹好。2.在低倍显微镜下观察。识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞。3.先用依次找到减数第一次分裂中期、后期和减数第二次分裂中期、后期的细胞，再在下仔细观察染色体的。4.根据观察结果，尝试绘制减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期的细胞简图。绘图：三、实验结论根据观察结果，描述动物细胞减数分裂各个时期的染色体变化的特点：【总结归纳】1.实验成功的关键及注意事项。实验成功的关键：掌握显微镜下区分减数第一次及减数第二次分裂时期细胞的方法;注意事项：观察时遵循先低倍镜观察，后高倍镜观察的顺序，使用高倍镜时候只能调节细准焦螺旋。2.当用低倍镜看清楚后,转换成高倍镜后却看不到或看不清染色体，试简述其原因。主要原因有：没有调焦距;物象没有移向视野的中央;装片放反;高倍镜头损坏等。3.减数分裂各个细胞时期的特点：间期：看不到染色体;减Ⅰ前期：出现染色体，同源染色体联会，出现四分体;减Ⅰ中期：同源染色体在赤道板位置成对排列;减Ⅰ后期：同源染色体分离;减Ⅱ中期：非同源染色体成单排列在赤道板位置;减Ⅱ后期：着丝点分裂;减Ⅱ末期：染色体逐渐消失。【实验三】建立简述分裂中染色体变化的模型教学目标：1、知识方面：（1）通过活动进一步理解减数分裂过程中染色体行为和数目的规律性变化，能识别并绘制模式图。（2）通过减数分裂与有丝分裂、遗传规律、染色体变异的横向联系，更好地掌握减数分裂的核心概念。2、能力方面：（1）通过模型建构活动，理解模型方法的重要作用，在以后的学习和生活中能应用这一重要方法解决实际问题，提高学生的生物学素养。（2）提高学生的比较、分析、归纳能力。重点难点分析：1、学生能正确理解减数分裂过程中，染色体行为和数目的规律性变化，让学生在建构物理模型和数学模型的过程中逐渐建构起减数分裂的概念模型。2、应用模型解释减数分裂中一些难点问题，如减数分裂与遗传规律的联系、减数分裂异常引起的遗传效应等。3、如何控制课堂气氛，使之活跃又不失控。教学设计说明：1、减数分裂是本章乃至全书的重点章节，每位生物教师在此花费了大量的心血，优秀案例比比皆是，在教学设计上也各有特色，为了突出减数分裂过程中染色体行为、数目的变化，有的教师采用边讲边画图的方法，有的教师制作了形象直观的教具，还有许多教师采用多媒体辅助教学的方法，都取得了很好的效果，今天我以引导学生“建构模型”这一方法进行一些尝试。2、这节课的目标之一是通过模型建构活动，理解模型方法的重要作用。但如果在课堂中过多的出现相关的专业术语，反而会转移学生的注意力，不利于减数分裂核心概念的理解。因此考虑到学生的认知水平，尽可能地避免教学过程中出现过多模型方法的专业术语，不刻意追求模型方法的讲授，而是让学生在潜移默化中自然地掌握这一方法。3、由于学生此前没有这类活动的经验，教师先模拟有丝分裂过程进行示范，然后让学生模拟减数分裂过程，，不至于简单重复老师的操作。在学生操作的时候，屏幕显示相关照片进行提示，帮助基础较差的学生正确操作。教学过程：一、导入展示DNA双螺旋模型图这是沃森和克里克两位科学家于1953年成功构建的。当时没有任何人看到过DNA，沃森和克里克就利用当时已经发现的一些间接证据，如DNA的化学组成，DNA的X射线衍射照片等，向小朋友摆积木一样，在实验室里做起了DNA的模型，经过2年的探索，他们用自制的硬纸板成功的构建了这个双螺旋模型，现在科学家证实，大约99%的生物的DNA都是这种双螺旋结构。沃森和克里克利用模型方法完成了一项具有划时代意义的伟大工程，把人们对生物科学研究的视野，一下子由细胞水平推向了分子水平，可见模型与模型方法的魅力。那么什么是模型方法呢？二、模型与模型方法模型方法是以研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法，是逻辑方法的一种特有的形式。模型舍去了原型的一些次要的、非本质的细节，以简化和理想化的形式去再现原型的各种复杂结构、功能和联系，是连接理论和应用的桥梁。模型与原型及理论的关系如下：模型的种类很多，一般所说的模型主要有物理模型、数学模型、概念模型等。模型方法的概念听起来很陌生，但是模型方法我们并不陌生，在我们的教材中很多地方都使用了这种方法。举例：物理模型：用实物代替原型进行研究的方法。如DNA双螺旋模型，叶绿体结构模型等，还有今天我们用小纸片表示染色体，这也是一种物理模型。数学模型：用符号、公式、图象等数学语言表现生物学现象、特征和状况的方法，如酶的活性随温度变化而变化的曲线，豌豆实验中9：3：3：1的比例关系，还有我们等下要画的减数分裂过程中染色体数量变化曲线等。概念模型：用想象的抽象概念或图形代替原型进行研究的方法，如光合作用过程模型，呼吸作用过程模型，血糖的来源与去向模型等。接下来我们就一起来构建减数分裂中染色体变化的模型。三、建立减数分裂中染色体变化的模型1、材料用具：白纸2张，分别表示减数分裂第一次分裂和第二次分裂的细胞小纸片8张，表示染色体，其中红色表示来自母方，蓝色表示来自父方2、活动任务：（1）用小纸片模拟减数分裂时染色体的动态变化。（2）边操作边完成染色体/DNA数量变化表和曲线图3、教师演示有丝分裂中染色体的变化事先在黑板上画好下表（图），演示时边讲述边完成下表（图）4、学生活动：模拟减数分裂时染色体的动态变化两人合作，参考屏幕中显示的图片，边模拟染色体运动边完成“减数分裂时染色体和DNA的数量变化表（曲线图）”。教师在旁指导，并用数码相机拍摄照片，演示完后展示。间期前期中期后期末期染色体数2nDNA含量2a-4a原型模型理论抽象化解释证明具体化4n(a)时期染色体/DNA含量2n(a)间期前期中期后期末期【实验四】低温诱导植物染色体数目的变化一、教学准备教学前组织学生将小麦、玉米的种子进行浸泡、萌发，待萌发后将小麦、玉米的种子分别放在室温、1℃、–10℃和–20℃的条件下处理。由于本实验是在不同的温度条件下处理小麦、玉米的种子，温度影响了小麦、玉米种子的温度影响了小麦、玉米的种子的细胞周期。因此，在实验过程中要对室温下处理的小麦、玉米种子的幼根进行固定。二、实验原理教学前让学生明确低温诱导染色体加倍的原理，即低温引起细胞内酶构型的改变，不利于酶促反应的进行，导致细胞分裂时形成纺锤体所需的ATP的供应受阻，使体细胞分裂过程中已完成染色体加倍而细胞不能分裂。三、设计思路为了保证实验的严谨性、科学性和学生对实验过程的体验，本实验采用对照实验的设计方法设计实验的过程，同时实验的每一步骤都要求组织学生分小组共同完成。通过低温诱导染色体加倍的实验，使学生初步了解低温诱导染色体加倍的效应，同时能有效地培养学生的实验能力、科学探究能力、养成学生的协助精神。实验最后要引导学生分析思考和讨论不同的温度条件对植物细胞染色体加倍的影响。因此本实验重点是低温诱导染色体加倍的原理和实验过程的体验。实验难点是低温效率低等缺陷，实验难以取得理想的效果，因此，要求学生在实验的过程中要规范实验操作，选择最佳的时机对实验材料进行固定。四．实验目的：1．学习低温诱导植物染色体数目变化的方法2．理解低温诱导植物细胞染色体数目变化的作用机制五．方法步骤六．课后讨论题答案：两者都是通过抑制分裂细胞内纺锤体的形成，使染色体不能移向细胞两极，而引起细胞内染色体数目加倍。【实验五】调查人群中的遗传病一．实验目的：1．初步学会调查和统计人类遗传病的方法2．通过对几种人类遗传病的调查，了解这几种遗传病的发病情况3．通过实际调查，培养接触社会，并从社会中直接获取资料或数据的能力二．实验原理：显性遗传病具有世代相传的特点，隐性遗传病隔代出现。伴X染色体隐性遗传病的遗传特点是交叉遗传，隔代出现，患者男性多于女性。伴X染色体显性遗传病的遗传特点是世代相传，患者女性多于男性。三．方法步骤：可以以小组为单位开展调查工作。其程序是：组织问题调查小组→确定课题→分头调查研究→撰写调查报告→汇报交流调查结果（如右流程图）注意事项：1．调查时，最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病，如红绿色盲、白化病、高度近视（600度以上）等2．为保证调查的群体足够大，小组调查的数据，应在班级和年级中进行汇总3．某遗传病的发病率=某种遗传病的患病人数某种遗传病的被调查人数×100%4．人类常见的遗传病类型概括【实验六】自然选择对种群基因频率变化的影响一、教