基因突变和基因重组教学设计

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1、基因突变和基因重组的教学设计王慧英 河北平山古月中学 一、教学目标知识方面：1、举例说明基因突变的特征和原因2、说出基因突变的意义3、举例说明基因重组及其意义情感态度和价值观方面：1、通过基因突变原因的学习，树立事物发展的内因是根本，外因是条件的辨证唯物的思想2通过对基因突变原因及特点的逻辑论证过程，不但可以使学生懂得生物界丰富多彩的本质，还可以对学生进行用辨证唯物主义的观点认识生物体和生物界的思想教育。3通过基因突变与生活的联系，使学生能形成关爱生命，热爱生命的态度。能力目标： 1通过对课本中实例的分析，培养学生分析归纳总结的逻辑推理能力。2通过学生之间相互启发、相互补充、激发灵感，提高学生

2、合作探究的能力。3教师精心设计训练和反馈培养学生理论联系实际的能力。二、教学重点、难点 重点：1基因突变的概念及特点2基因突变的原因难点：基因突变和基因重组的意义三、教学与学法方法教师在教学过程中利用多媒体课件适当补充相关的材料,创设形象生动的教学氛围，让学生从实例分析入手,教师适当举例以问题形式层层递进引导，按照认知的规律从现象到本质，从宏观到微观来归纳总结概念；引导学生运用类比推理的方法，从讨论英文句子中发生个别字母改变可能导致句子意义的变化情况和一本书的文字信息在重新拷贝一份时易发生的错误，进行理解引导联想和类比，理解基因突变和生物性状改变的关系；以设问、讨论的形式引导学生通过问题探究和

3、自主合作学习思考基因突变和重组的意义；用填表的形式引导学生进行知识的对比和总结。最后有效小练进行巩固和加深理解，以达到学生对知识的掌控一次性到位。四、学情分析生物的变异现象对于学生而言并不陌生。通过前面对基因结构和功能的学习，学生已经初步认识到生物的变异与遗传物质有关，也与环境有关。基因突变和基因重组是遗传学中重要的概念，是学生学习生物遗传、变异和进化的基础，其中的基因突变是生物变异这部分教学内容中的一个重点知识。由于该部分的知识比较抽象，需要学生具备相当强的抽象、空间思维能力和丰富的想象力。虽然学生在本模块前面的教学内容中遇到类似的情况，通过学习提高了能力，但要达到从分子水平上理解和掌握，仍

4、需要教师通过采取适当的教学策略，引导学生在不断地探究、思考、分析和讨论的过程中实现教学目标。五、教材版本及设计意图教材版本：人民教育出版社，新课标高中生物必修二第五章基因突变及其它变异第一节基因突变和基因重组设计意图：从基因结构变化的角度来认识生物发生变异的原因，是基因表达的延续和拓展，也是学习6章和7章的基础。通过本节学习，从实例入手，通过对镰刀型细胞贫血症的分析，引入基因突变的概念，并对基因突变的概念进行详细分析让学生明白概念的内涵和外延，根据以前基因的相关知识，对基因表达的异常情况进行理解，然后再仔细阐述基因突变的原因和特点。在讲述基因突变的原因和特点时，先大致归纳了引起基因突变的三类原

5、因，然后紧扣原因分析特点。在阐述自然状态下基因突变的频率很低时，教材用实例说明在一个足够大的群体中，即使基因突变频率很低，突变个体仍然会占有一定的数量。这个实例体现了生物在进化教程中“变”与“不变”的平衡，有助于学生理解基因突变在生物进化中所占有的重要地位。在基因重组部分，对前面的减数分裂进行复习，结合相关知识再利用课本中的“思考与讨论”让学生利用数学方法，通过计算，体会基因重组机制提供的极其多样的基因组合方式。六、教学过程基因突变和基因重组 教学案问题设计问题: 1、籽粒饱满的种子与普通种子相比,太空椒与普通青椒相比,性状有明显的差异,原因何在?子粒大而饱满的种子种下去长不出同样好的种子,而

6、是普通种子;把肥大的太空青椒籽种下去可以结出肥大的青椒。这些现象说明什么问题? 2、请根据资料利用基因控制蛋白质合成的有关知识分析完成镰刀型贫血症病因的图解。讨论该病能否遗传？还有哪些情况也会引起类似的蛋白质结构的变化？总结基因突变的概念。 3、基因突变都会引起性状的改变吗？对生物生存有何影响？基因突变的结果是什么？ 4、癌症就是由于基因突变引起的，请大家结合生活实际，讨论总结哪些人容易患癌症？5、 基因突变有何特点？ 6、基因突变什么时候容易发生？基因突变的结果是什么？7、如何理解基因突变的随机性和不定向性？8、基因重组的概念、类型和意义是什么？ 9、 列表比较基因突变和基因重组。所需设备：

7、投影仪、电脑演示PPT教学软件教师活动学生活动设计意图一、 引入新课播放投影：一张是普通的青椒种子在水、肥、光特别充足的条件下，所结的果实较大，种子饱满，但种下去的果实还是原来的大小，没有太大的改变。另一张是太空椒（普通种子遨游过太空后培育而成的）与普通青椒相比，果实明显增大，种下它的种子，仍是肥大果实。提出问题1籽粒饱满的种子与普通种子相比,太空椒与普通青椒相比,性状有明显的差异,原因何在?子粒大而饱满的种子种下去长不出同样好的种子,而是普通种子;把肥大的太空青椒籽种下去可以结出肥大的青椒。这些现象说明什么问题?教师根据学生回答归纳总结 我们知道生物的表现型与基因型和外界环境条件有关。像普通

8、青椒这样果实较大，子粒而饱满是由于水、肥和光充足引起的(也即由外界环境条件引起),这种变异是不可遗传的。而太空椒遨游过太空,宇宙辐射改变了其遗传物质,因而改变了其性状,这个变异性状是可遗传的。从上述可以看出,生物的变异受基因的和环境的共同影响，而变异有这样两种类型:可遗传的变异和不遗传的变异。 可遗传的变异是生物变异的主要类型。它的来源主要由三个方面:基因突变、基因重组和染色体变异。二、 基因突变的概念用多媒体展示镰刀型贫血症患者和正常人的红细胞图片，组织学生观看关于正常红细胞的基因突变形成镰刀型细胞贫血征的录像以及相关文字资料。提出问题2请根据资料利用基因控制蛋白质合成的有关知识分析完成镰刀

9、型贫血症病因的图解。讨论该病能否遗传？还有哪些情况也会引起类似的蛋白质结构的变化？总结基因突变的概念。关于概念：如果学生有困难，教师提示（教师举例引导：大家请看老师手中的这本书，书中有文字信息，图片信息等，其中的信息是不会发生改变的，若要照它的文字再抄一份时，就可能发生多抄字、少抄字和抄错字的现象根据此同学们请同学们完成对概念的理解）学生可以根据基因控制蛋白质过程来思考完成病因图解。在此基础上引导学生分析除了这种碱基改变还有其他情况会引起基因结构改变吗？进而总结出基因突变的概念。考虑这种变化发生在细胞和生殖细胞有什么差别？ 通过多媒体出示幻灯片，组织关于概念的深入思考：学生讨论问题1：概念中谁

10、在变？可不可以说成脱氧核苷酸在变？学生讨论问题2：DNA的一条模板链原来的碱基组成为GTA，当它的第一个碱基由G突变成A时其决定的氨基酸有何变化？如果第三个碱基由A突变成G时其决定的氨基酸有没有变化？（密码子：组氨酸CAU或CAC；酪氨酸UAU）在替换种类中哪一种变异对生物的影响大？在增添和缺失的类型中对生物的影响又如何（增一对，增两对，增三对，在哪里增）？提出问题3基因突变都会引起性状的改变吗？对生物生存有何影响？基因突变的结果是什么？教师提示补充：基因突变会产生原因的等位基因,有隐性突变和显性突变，若是生物基因型有AA突变成Aa也不会引起性状改变。三、基因突变的原因出示癌症的相关资料提出问

11、题4癌症就是由于基因突变引起的，请大家结合生活实际，讨论总结哪些人容易患癌症？四、基因突变的特点问题5基因突变有何特点？教师展示：4个幻灯片，引导探究：残翅果蝇 .短腿安康羊.白化病病人.镰刀型细胞贫血症的患者图片。教师提示：任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们与环境条件之间已经取得了高度的协调。如果发生基因突变，就有可能破坏这种协调关系，所以基因突变一般是对生物的生存是有害问题6基因突变什么时候容易发生？基因突变的结果是什么？问题7如何理解基因突变的随机性和不定向性？五、基因突变的意义问题8基因突变的意义？教师活动：多媒体呈现多幅图片图片1：“一母生九子，连母十个样”图片2：一只母猫和它

12、的几个小猫的照片图片3：一只白猪它的8只小猪的体色学生观察，讨论教师问：生物子代与亲代之间.子代与子代之间的个体差异又称为什么现象？教师导出基因重组六、基因重组问题9基因重组的概念、类型和意义是什么？为帮助学生理解和记忆，可提出下列问题让学生思考：1.“基因重组”是指基因的重新组合，哪些基因可以进行重新组合呢？ 2.非等位基因为什么要重新组合呢？ 3.非同源染色体在什么时期重新组合？4.减数分裂第一次分裂后期，同源染色体和等位基因是怎样变化的？教师引导学生绘制减数分裂四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换图解和减数第一次分裂后期同源染色体分裂非同源染色体的自由组合图解。教师展示：减数分

13、裂的图片。七、基因重组和基因突变的比较幻灯片出示表格，学生讨论完成。八、课堂反馈练习幻灯片展示课堂练习题。九、教师留课下作业学生讨论，组织语言，分析可能原因。学生回答：发生了变异学生回答：生物的变异有的不能遗传有的可以遗传。学生小组合作讨论，完成镰刀型贫血症病因的图解，并讨论其能否遗传？尝试总结基因突变的概念。学生得出结论1控制血红蛋白的基因中的一个碱基对的改变造成了血红蛋白的一个氨基酸的改变从而引起了血红蛋白结构的改变并最终导致镰刀型贫血症的发生。2DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起基因结构的改变叫做基因突变。3如果这种变化发生在体细胞一般不会遗传给后代，如果发生在生殖细胞则可

14、能遗传给后代。故基因突变是可遗传的变异，但不一定都能遗传给后代。学生归纳得出结论1：碱基对在变，可以碱基是脱氧核苷酸的组成，碱基在这实质上就是脱氧核苷酸在变学生归纳行出结论2：替换若发生在决定密码子的第一和第二碱基上则对氨基酸的影响较大，若在第三碱基则有可能不影响。在增添和缺失的变异中增或缺一对两对的影响大，在它所增的位置后面所有的密码子都发生了改变，若是三对则相比前两种影响相对较小。也有例外，比如变后正好成了终止子影响也较大。学生归纳得出结论3：由于密码子的兼并性，基因发生突变不一定会引起形状的改变。如果生物性状没有改变对生物生存没有影响，如果引起生物产生有害的变异，则不利于生物适应环境，如

15、果产生有利变异则有利生物不断适应变化的环境。学生思考、讨论，并举例说明：1经常吃剩饭和剩菜，其中的细菌病毒，和代谢产物如亚硝酸盐等致癌物质。2.处于生长旺盛时期的青少年长时间使用手机，防止手机辐射对大脑等器官发育的影响。2怀孕的妇女不能照X光，高能量的射线对胎儿不利，还有长时间使用电脑以免辐射对胎儿的不利影响。3在强日光下暴晒容易得皮肤癌。4前苏联的切尔诺贝利核电站发生核泄漏时，核电站周围的居民得癌症的几率大大增加。5生活在进行过豪华装潢的居室中的儿童易患白血病。6长期食用咸菜等腌制食品过多可能会致癌。7一些病毒能诱发细胞癌变。学生讨论归纳：生物因素突变、物理因素和化学因素。基因可以分为自发突

16、变和诱发突变。学生自主学习归纳总结出1 基因突变的特点。2 基因一般在DNA复制时候容易发生基因突变。3 基因突变一般会产生原基因的等位基因。4 突变发生的个体、部位、基因、时间是随机的。5 突变发生的时间越早，表现突变的部分越多，突变发生的时期越晚，表现突变的部分越少。(如发生在植物叶芽和花芽上的突变)学生自学总结：基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料。 学生回答：父母的遗传物质的重新组合。学生绘图，教师纠正，引导学生理解基因重组的概念和类型。学生自学总结基因重组的意义。学生自学并总结：1.非等位基因2.因为非等位基因位于非同源染色体上，非同源染色体要重新组

17、合3减数分裂第一次分裂的后期4.分离基因突变基因重组本质基因的分子结构发生改变，产生了新基因，出现了新的性状。不同基因的重新组合，不产生新基因，而是产生新的基因型，使不同性状重新组合。发生时间及原因细胞分裂间期DNA分子复制时，由于外界理化因素或自身生理因素引起的碱基对的替换、增添或缺失。减数第一次分裂后期中，随着同源染色体的分开，位于非同源染色体上的非等位基因进行了自由组合。条件外界环境条件的变化和内部因素的相互作用。有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。意义生物变异的根本来源，是生物进化的原材料。生物变异的来源之一，是形成生物多样性的重要原因。发生可能突变频率低，但普遍存在。有性生殖中非

18、常普遍。学生讨论完成表格学生独立完成通过问题激发学生学习兴趣，激活学生思维，激发学生用所学知识解决实际问题的热情，并引入变异的概念及类型。利用多媒体的优势进行直观性教学，培养学生的观察能力和比较能力。创设情境，让学生进行问题的探究、创造讨论与交流机会。培养学生运用知识解决问题的能力。理解红细胞形态不同是因为血红蛋白质分子不同，而血红蛋白不同是组成蛋白质的氨基酸的种类也不同，而氨基酸的种类是由密码子来决定的。密码子的排列是由DNA分子决定的。密码子发生改变是因为DNA分子发生了改变。从而加深学生对基因控制生物形状的相关知识的理解。引导学生归纳和概括，以把握基因突变的实质或内涵在于基因结构的改变，

19、领会基因突变的外延包括碱基对的增添、缺失或替换。引导学生多角度分析问题，养成发散思维习惯，领悟辨证唯物主义的思想。培养学生的列举事实和归纳能力利用生活中的实例帮助学生理解基因发生突变的原因。给予学生在健康保健方面的一些指导建议，引导学生形成热爱生命珍爱生命的价值观。学生自主学习，归纳概括能力。通过问题引领，加深对知识的理解，加强前后知识之间的联系，提高学生发散思维能力。学生自主学习，教师通过问题引导学生思考，加深对各特点的了解。通过教师指导，提高学生绘图，试图能力；加深对基因重组的理解；掌握基因重组的意义。使课堂教学有延续性和生成性，促进学生的自主发展。多角度加深对知识理解课堂效果反馈，巩固知

20、识。利用问题层层递进，符合学生的认知习惯，同时锻炼了学生的独立思考能力。七、板书设计第五章第一节 基因突变和基因重组一、变异的类型：可遗传的变异有三种来源：基因突变、基因重组和染色体变异二、基因突变1、实例：镰刀型细胞贫血症 概念图2、基因突变的概念3、基因突变的原因4、基因突变的特点：普遍性、随机性、不定向性、低频性、少利多害性5、基因突变的意义：基因突变是新基因产生的途径，是变异的根本来源，是生物进化的原始材料三、基因重组1：概念：生物体在有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合2：类型3：意义 基因重组是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要的意义。七、教后反思本节课中如何在前面

21、遗传的物质基础上引导学生对基因突变和基因重组的理解进入一个新的平台是本次教学思考的主要问题。在对教学资源进行整合的基础上，立足课本，实现对知识的深化和拓展是主要的指导思想。在学习基因突变时，带领学生学习基因突变的基本概念，对概念进行深入解析，从基因结构的改变，到碱基对的增添、缺失和替换中的相关理解及突变的结果原因和特点等进行系统的理解和深入学习。同时结合基因的结构和基因对性状控制的相关知识让学生研究基因突变是否一定会影响生物的性状。在学习基因重组的过程中采取了新的尝试，让学生根据文字，结合减数分裂的相关知识学习，在自己摸索的过程中实现对基因重组知识的理解和掌握，在此过程中锻炼了学生的自主学习能力。在题型练习的设置中要结合学生的实际学情，充分利用好高考题，对学生的基础知识进行巩固和再理解。总之本次课无论是在学生的活动积极性上，还是教师的适当引导中都配合的相对满意。