《基因突变》 教学设计

《基因突变》教学设计一、教材分析教材内容“基因突变”是人教版教材必修2《遗传与进化》第5章的第1课时，本节主要介绍基因突变的概念、实例、原因、特点及意义。教材地位和作用通过前面各章节的学习，学生对“基因是什么”、“基因在哪里”和“基因如何起作用”等问题有了基本的认识，本节内容引导学生从分子水平上理解遗传物质是如何引起生物变异的，既是对前四章内容合乎逻辑的延伸，又是学习第六章《从杂交育种到基因工程》、第七章《现代生物进化理论》的重要基础，是必修2中必要的承上启下部分。二、学情分析学生通过前四章的学习，已经掌握了基因对性状的控制机理，遗传信息、遗传密码等相关知识，同时，具备了运用这些已学知识解决解决基因突变中基因结构改变，引起转录和翻译过程的改变，从而引起生物性状改变的能力。三、教学目标.知识目标（1）举例说明基因突变的概念、特点及原因；（2）说出基因突变的意义；（3）理解基因突变和性状改变之间的关系；.能力目标：（1）运用类比推理的方法，发现基本知识的能力；（2）进行资料分析，培养对信息的获取、分析、运用能力；.情感态度与价值观目标：（1）探讨诱发生物发生基因突变的因素，积极预防遗传病的发生；（2）通过理解基因突变与性状改变的关系，培养学生辩证唯物主义科学发展观。四、教学重点和难点教学重点：基因突变的概念、特点及意义。教学难点：对基因突变实例的分析，理解基因突变与生物体性状改变的关系。四、教学策略和手段.教学策略：采用生成性教学策略，对于基因突变的知识，由于学生头脑中没有用以同化新概念的相关知识，该部分的知识又比较抽象，学生对这一概念的理解会有一定的难度，所以教学中通过设置一些引起学生兴趣的情境，让学生从实例分析入手，按照认知的规律从现象到概念，从宏观到微观来归纳总结出基因突变的概念；利用环环相扣的问题，引导学生在不断地探究、思考、分析和讨论中，理解基因突变概念和基因突变的结果，通过对图片、表格等信息的获取、分析及运用中，使学生明确基因突变的特点和意义，通过适时的进行技能训练和课堂练习，夯实基础，注重能力。2．教学手段：多媒体课件、图片、动画、资料等。五、教学过程.创设情境，导入课题.首先，展示巨蟹座星象图，引出英文拼写cancer,由于cancer另一个意思是癌症，从而引出细胞癌变，然后，展示正常细胞与癌细胞的图片，复习提问细胞癌变的机理(外因和内因)，从而引出基因突变的课题。.分析“问题探讨”，总结基因突变的概念.问题创设L什么是基因突变？(1)由教材“问题探讨”入手:原句：THECATSATONTHEMAT.猫坐在草席上抄错：①THECATONTHEMAT.缺失②THEHATSATONTHEMAT.替换③THEKATSATONTHEMAT.替换④THECATSATONTHEBIGMAT.增添通过学生自主观察分析句子的变化(替换、增添或缺失)。引导学生思考：如果上述变化发生在DNA复制的过程中，会引起DNA分子结构发生怎样的变化？DNA所携带的遗传信息又会发生怎样的变化呢？(2)图片展示DNA片段：—GATCA「发生替换(-GGTCA-),增添(-GAATCA缺失(―GATA--),通过学生类比推理，明确在DNA中发替换、增添或缺失，DNA携带的遗传信息都会发生改变，从而得出基因突变的概念：DNA分子中，碱基对的替换、增添和缺失，引起基因结构发生改变。以问题串的形式，对基因突变的概念进行分析、强调：①DNA中碱基对的增添、缺失、替换，一定就是基因突变？②基因突变在光学显微镜下是否可见？在上述问题的分析基础上，引导学生理解基因突变是微观变化，是在分子水平上发生的少数碱基对的变化。.对基因突变案例分析，理解基因突变与性状改变的关系。问题创设2：基因突变一定会引起生物体性状的改变吗？本环节通过创设问题串，以镰刀型细胞贫血症为例，分析基因突变与性状改变的关系.首先，展示正常红细胞和镰刀型细胞的图片提出问题，引导学生阅读教材，寻找问题的答案。问题如下：⑴镰刀型细胞贫血症的直接原因和根本原因是什么？⑵引发该基因突变的外界因素可能有哪些？⑶对于镰刀型细胞贫血症患者，可以采用什么方法进行检测？然后，展示教材思考与讨论中对镰刀型细胞贫血症的分析图，丐常拜华CTCCT丁丁变gAT(；A(rGAA*GTA问题创设3：如果发生图中所示的基因突变，会出现什么结果呢?通过运用转录、翻译的相关知识，回答图中的“问号”。明确：基因突变不一定引起生物性状的改变。深入讨论：基因突变不一定会引起生物性状的改变的可能原因？三种类型的基因突变中，哪种对生物体性状的影响比较严重？一个患有镰刀型细胞贫血症的母亲，是否会将致病基因传递给子女？问题（1）只要求学生掌握密码子的简并性。由教师补充其他原因：基因的选择性表达、在基因的非编码序列上。问题（2）学生给出自己的猜测（增添或缺失）和原因。问题（3）把关于“可遗传变异”和“能否遗传给后代”易混淆的概念区分开。教师通过播放基因突变对蛋白质影响的动画进行辅助教学，将抽象的问题具体化，帮助学生加深理解。通过对以上问题的分析，学生既了解了镰刀型细胞贫血症的发病原因及检测方法，又对基因突变的原因、突变结果有了深入的分析和深刻的认识。4．通过对图表和图片中信息的获取和分析，得出基因突变的特点问题创设4：基因突变的特点有哪些？展示白化玉米苗，开三色花的矮牵牛，纯种黑人夫妇和白肤色的孩子的图片。（基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期，细胞内的不同DNA分子中，同一DNA分子的不同部位）特点一：随机性。补充问题：基因突变最有可能发生在细胞分裂的什么时期？为什么？（2）展示图表资料：部分生物的突变情况生物突变类型每一细胞或基因组发生的突变率玫瑰花色：红色、白色、黑色3X10-9玉米籽粒：紫色、黄色、白色4X10-10豌豆花的位置：叶腋、茎顶2X10-7人血型：A、B、AB、。型8X10-10衣藻形态：圆球状、弧形、螺旋状3X10-6小鼠毛色：灰身、黄身、黑身5X10-9特点二：低频性。（在高等生物中，大约105-108个生殖细胞，才会有1个生殖细胞发生基因突变），引导学生结合DNA复制的精确性进行分析（半保留复制和碱基互补配对原则）。特点三：不定向性。以表中的任何一种生物的突变类型为例，引导学生得出结论：基因突变的结果是形成相关的等位基因。特点四：普遍性。问题创设5：基因突变的“利”大还是“弊”大？结合如下的材料，引导学生分析基因突变的利与弊。镰刀型细胞贫血症是一种遗传病，隐性纯合子（aa）的患者不到成年就会死亡，可见这种突变基因在自然选择的压力下容易被淘汰。但是在非洲流行恶性疟疾（一种死亡率很高的疾病）的地区，带有这一突变基因的人（Aa）很多，频率也很稳定。这是因为镰刀型细胞杂合基因型在人本身并不表现明显的临床贫血症状，而对寄生在红细胞里的疟原虫确实致死的，红细胞能轻微缺氧就足以中断疟原虫形成分生孢子而死亡。通过对材料的分析，基因突变的利还是弊，是相对于环境而言的，一般情况下，一定环境下生存着的生物，是适应现在的环境的，生物与环境和谐统一，基因突变后，往往打破这种和谐，对生物的生存不利。特点五：多害少利性。通过对以上所创设问题的分析，学生对基因突变的特点有了一个基本认识，也能辩证发展的观点对基因突变的利与弊进行有效地分析，这有助于学生形成正确的科学价值观。5.基因突变的意义本环节通过展示不同毛色的四只鹦鹉、长颈鹿一家、帝企鹅一家、大象一家温馨的、充满爱的图片，导出基因突变的意义：1、是新基因产生的途径；2、是生物变异的根本来源；3、是生物进化的原材料。六、总结、巩固、作业（一）每课一结（由学生自主完成）（二）练一练跳一跳（三）基因重组（练一练）1.有关基因突变的叙述，正确的是（C）A.不同基因突变的概率是相同的B.基因突变的方向是由环境决定的C.一个基因可以向多个方向突变D.细胞分裂的中期发生基因突变2.基因A与a1、a2、a3之间的关系如图，该图不能表明的是（D）TOC\o"1-5"\h\zA.基因突变是不定向..B.等位基因的出现是基因突变的结果C.正常基因与致病基因可以通过突变而转化?D.这些基因的转化遵循自由组合定律.下列有关基因突变的叙述，错误的是（A）■A.只有进行有性生殖的生物才能发生基因突变B.诱发突变的突变率比自然突变的突变率高C.基因突变是生物进化的重要因素之一D.基因碱基序列改变不一定导致性状改变.下列有关基因突变的叙述中，不正确的是（D）A.基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或替换B.基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数目和排列顺序的改变而发生的C.基因突变可以在一定外界环境条件或者生物内部因素的作用下引起的D.基因突变的频率是很低的，并且都是有害的通过一些基础题的训练，巩固本节课的重点内容，同时，让班级中基础薄弱同学回答，增强他们学习生物的信心，同时，增加对生物学科的兴趣。（跳一跳）.如果一个基因的中部缺失了1个碱基对，不可能的后果是（A）A.没有多肽产物B.翻译为多肽时在缺失位置终止C.所控制合成的多肽减少多个氨基酸D.翻译的多肽中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化6.某原核生物因一个碱基对突变而导致所编码蛋白质的一个脯氨酸（密码子有CCU、CCC、CCA、CCG）转变为组氨酸（密码子有CAU、CAC）。基因中发生改变的是（A）A.G三C变为T=AB.A=T变为C三GC.鸟喋吟变为胸腺喀咤D.胸腺喀咤变为腺喋吟一个双链DNA分子,在复制解旋时,一条链上的G变为C,则该DNA分子经n次复制后，发生错误的口附占（A）A.1/2B.l/（2n-l）C.l/2nD.18.下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是（不考虑终止密码子）（B）-ATGCKfcCTGCTGAGAGTTCTAA-1471013100呻期A.第6位的C被替换为TB.第9位与第10位之间插入1个TC.第100、101、102位被替换为TTTD.第103至105位被替换为1个T这四道题，都有一定难度，通过学生的分析，巩固基因突变的难点：基因突变的本质以及对生物性状的影响。让一些明确知道答案的成绩优异的同学来回答，并进行分析，让他们有一定的成就感，对其他同学学习生物有一定的刺激作用。七、教学反思1、优点：（1）在教学设计上，根据学生的认知特点，对教材内容进行适当的调整和重组，通过层层递进的设问，引导学生分析、探究基因突变的相关内容。问题的指向明确，具有良好的思维梯度，能有效地激发学生的学习兴趣，进行主动的思考与讨论。（2）在教学设计上，能够深入分析教材和学情，准确制定教学目标和重难点；在教学过程中，能够用有效地教学手段和策略突出教学重点、突破教学难点。（3）教师能够精选教学图片、动画和资料，引起学生兴趣并引导学生进行相关的分析与讨论，所选资料既与本节内容相关，又与后续内容相关，在有效突出重点，突破难点的同时，也起到了承上启下的作用；对某些资料进行深入挖掘，资料的作用得到了最大的优化。（4）在教学中，尝试让学生自己归纳相关概念。从教学效果上来看，学生不仅能够自主、准确的概括出概念，更重要的是，学生对概念的获得，不再是被动地接受，而是通过自己的观察、分析主动地归纳得出，学生对这种学习方式获得的概念，是深刻的、持久的。（5）注重师、生之间人际关系的多边互动，通过师生之间的问答，学生之间的交流合作，这些课堂交往方式的运用，使课堂更具趣味性，更加和谐