2024届高三一轮复习生物基于真实情境提升问题解决能力

高三生物学复习:基于真实情境提升问题解决能力 01教学内容分析与设计思路 复习课“遗传与视力健康”包含了人教版必修2第2章“伴性遗传”、第 4 章“基因表达”、第 5 章“基因突变”“人类遗传病”和选择性必修 3“胚胎工程 ”的部分内容。《普通高中生物学课程标准（2017 年版 2020 年修订）》（以下简称《课程标准》）“遗传与进化”模块对本节的内容要求为大概念 3 “遗传信息控制生物性状，并代代相传”，《课程标准》中关于本节的学业要求为“运用统计与概率的相关知识，解释并预测种群内某一遗传性状的分布及变化”“运用遗传与变异的观点解释常规遗传学技术在现实生活生产中的应用”。  本节课以“视网膜色素变性遗传病”案例引入，以大概念“遗传信息控制生物性状，并代代相传”为主干，以探寻视网膜色素变性分子机制为主线，重新组织教学内容，设计具有逻辑性的问题串，引导学生积极、主动参与问题解决全过程，培养思维的逻辑性和严密性，提高学生对生物学价值的认识。 02学情分析 2.1 学科知识 高三学生已初步掌握基因的本质、基因表达过程、伴性遗传规律、遗传物质的改变引发遗传病、遗传病类型及预防，以及胚 胎工程相关技术原理、过程及应用等知识。但学生的知识点是散乱的，尚未形成遗传与变异的知识网络。 2.2 能力素养 能用生物学观点简单解释遗传病的性状、阐明遗传病检测及预防，能够开展合作探究，通过分析、推理、归纳等方法探讨有 关遗传和变异的生命现象，使用简单科学术语阐明结果与结论。但学生缺乏在真实情境中灵活运用逻辑推理、创造性思维等解决实际问题的能力，实验设计、结果分析、科学表述等仍需规范。学生对于遗传病缺少深入探讨的态度， 视力保护意识不够强等。 03教学目标 1） 从结构与功能相适应的视角，运用遗传与变异的观点，从分子、细胞和个体层面分析视网膜色素变性（生命观念）。 2） 通过绘制系谱图，探究遗传病类型，分析致病机制，培养获取信息、数据分析、逻辑推理、实验设计、科学表述的能力，发展解决遗传学实际问题的能力，提高科学思维的严密性和深刻性 （科学思维和科学探究）。 3）通过计算视网膜色素变性遗传病的再发风险率并提出预防建议，建立优生理念，培养注意保护视力的意识（社会责任）。 04教学流程 4.1 导入遗传病情境，激起学生兴趣 眼睛是感知世界、获取知识的窗口。教师介绍眼睛的成像原理：物体发出或反射的光经眼球折射系统，落到视网膜上，感光细胞将光信号转换成神经冲动经视神经传至大脑皮层（图 1）。 出示资料：张先生 10 岁前出现夜盲症状，视力下降非常迅速，视野缩窄，呈现管状视野。夜间视力差伴视力下降已 17 年，左眼最佳矫正视力 为 0.3。初步眼科检查左眼眼底可见不同程度的视网膜色素紊乱，视网膜血管缩窄。张先生的祖父和叔父也是在十几岁出现了夜盲症状，40 多岁视力严重下降 ，50 多岁已经双眼失明。堂弟、堂妹均患有该病。提出问题：你若是医生，如何诊断？  4.2 绘制遗传系谱，探寻遗传方式 教师组织学生分小组讨论并回答问题。学生回答：若我是医生，先根据已知信息绘制此病例的系谱图，初步判断遗传病的遗传方式。学生不断修正后绘制出正确的系谱图（图 2），并根据图中 病例 1 所在家庭判断出此遗传病为隐性遗传病， 致病基因可能位于常染色体或 X 染色体上。此时，再出示患者基因检测结果，位于 X 染色体上的 RPGR 基因异常，学生确定此遗传病遗传方式为伴 X 隐性遗传病。 4.3 分析相关资料，解释治病机制 提出问题：观察病例1的RPGR基因测序结果（图 3），容易发现病例 1 的 RPGR 基因缺失 4 个碱基对，请设计实验探究 RPGR 基因突变与症状的关系。学生不断讨论、修正后回答可采用自变量控制中的减法、加法原理，在模式动物小鼠中敲除 RPGR 基因，观察小鼠是否出现病变，或者在敲除 RPGR 基因小鼠中再次导入 RPGR 基因，观察病变是否恢复。 对学生的实验方案表示肯定后，指出目前研究人员开展了减法实验，分析资料：科研人员将小鼠 RPGR 基因敲除后，通过免疫荧光法和电子显微镜分别探究分子、细胞水平的变化（图 4~6）。提出问题：病例 1 的 RPGR 蛋白发生了哪些改变？小鼠 RPGR 蛋白的功能是什么？基因敲除小鼠视锥细胞的形态结构有何变化？学生通过独立分析实验数据，小组讨论后得出：图3结果显示 RPGR 基因缺失 4 个碱基对, RPGR 蛋白空间结构改变；图 4 和图 5 表明 RPGR 蛋白定位于视锥细胞连接纤毛，参与光敏色素从内节运输至外节；图 6 结果显示，与野生型相比，RPGR 基因敲除小鼠的视锥细胞在 1 月龄时形态无明显变化，6 月龄时视锥细胞外节长度和核层厚度减少。继而引导学生综合以上信息后得出结论：位于连接纤毛的 RPGR，通过参