高中生物-第四章第一节 《基因突变》教学设计学情分析教材分析课后反思

《基因突变》教学设计教材依据：

中国青岛版普通高中课程标准试验教科书生物《必修2》第四章第1节。

2.设计思想

教学活动围绕着对基因突变的实例展开，理解基因突变的内涵，把握基因突变的外延、特点以及与生物变异和进化的关系；强化核心概念的教学，注重知识与生活、实践应用的联系。

3.目标聚焦1.阐明基因突变的机理、特点和应用

2.关爱生命，选择健康的生活方式

4.学法指导

从实例分析入手，按照认知的规律从现象到概念，从宏观（镰刀型贫血症）到微观（镰刀型贫血症的发病机理）来归纳总结出基因突变的概念和特点；利用图示、加强知识的前后联系等方法引导学生不断地探究、思考、分析和讨论，帮助学生理解基因突变概念、结果以及与性状的关系。最后将所学内容进行整合。

5教学过程

导入：（通过PPT上的两个实例，引出可遗传变异和不可遗传变异的两种类型）

学生活动：学生观察PPT并分析讨论。

提问：实例一：在北京培育的优质甘蓝品种，叶球最大的有3.5KG，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照强，叶球可重达7KG左右。但再引回北京后，叶球又只有3.5KG。实例二：太空椒（普通青椒种子遨游过太空后培育而成）与普通青椒对比，果实明显增大，将太空椒的种子种植下去，仍然是肥大果实。

实例一、二描述的变异类型是否属于同一种变异？若不是，二者不同的原因是什么？

（学生思考）――不是，前者不可以遗传，后者可以遗传。

教师总结并展示PPT：变异分为不可遗传的变异（仅由环境因素引起的性状改变）和可遗传的变异，包括基因突变、基因重组和染色体变异。

这节课我们来探讨学习可遗传变异中的基因突变。

板书：第四章生物的变异第1节基因突变

教师通过PPT展示教材P69基因突变的意义：新基因产生的途径、生物变异的根本来源、为生物进化提供了原始材料，提高同学们学习《基因突变》的兴趣。教师引导学生进行相关知识的复习（通过PPT）：1.什么是基因？2.基因与性状的关系？3.基因与遗传信息的关系？4.遗传信息是如何传递的？教师介绍镰刀型细胞贫血症的发现过程，联系到细胞呼吸探讨贫血的原因，再展示正常红细胞与镰刀型细胞贫血症患者的红细胞图片，证实镰刀型红细胞携带氧气的能力不足，联系血红蛋白的作用进一步推测血红蛋白结构可能不同。

1956年，英格拉姆等人分析，发现正常的血红蛋白和镰刀型细胞的血红蛋白有一个肽段的位置不同。幻灯展示正常和异常血红蛋白分子的部分氨基酸顺序。

正常……缬氨酸―组氨酸―亮氨酸―苏氨酸―脯氨酸―谷氨酸―谷氨酸―赖氨酸―

异常……缬氨酸―组氨酸―亮氨酸―苏氨酸―脯氨酸―缬氨酸―谷氨酸―赖氨酸―

设疑：

1、哪个氨基酸发生了改变？氨基酸的种类和排列顺序由什么来决定？

2、密码子的碱基排列顺序又由什么决定？

3、镰刀型细胞贫血症的直接原因是？根本原因是？

教师总结：镰刀型细胞贫血症直接原因是血红蛋白的一个氨基酸发生了替换，根本原因是基因中一个碱基对的替换导致基因结构的改变。

设疑：联系DNA的结构思考除了碱基对的替换外，还有哪些变化会引起基因结构的改变？基因结构改变一定会导致性状改变吗？

（学生思考讨论并回答）――碱基对的增添或缺失

通过PPT的展示，比较碱基对的替换、缺失和插入等造成的基因结构的改变有何不同，体会基因突变的方式和根本原因。

练习：以PPT图片的突变3为例，写出突变3对应的mRNA的碱基序列和氨基酸序列（提醒学生参照P15密码子表），观察氨基酸序列的改变，思考这种变化对蛋白质的结构变化的影响。学生理解：（1）DNA分子中发生碱基对的替换、插入或缺失，都能引起基因结构的改变。

（2）碱基对的替换不一定会引起氨基酸排列顺序的改变。

（3）缺失或增加1个碱基或2个碱基比缺失3个碱基的影响大。

师生共同总结：

由于DNA分子中碱基对的增添、缺失或插入而引起的基因序列的的改变。因此，基因突变的实质就是基因结构的改变。

引入下一知识内容：DNA的结构具有稳定性，复制会解旋为单链，那么什么时候容易发生基因突变呢？

2、时期：有丝分裂间期和减数第一次分裂间期（主要时期）

癌症就是原癌基因与抑癌基因的发生突变逐渐的结果，在生活中有什么因素容易引发发生基因突变呢？

物理因素：在强日光照射下容易得皮肤癌；在医院放射室工作的医生容易得癌症等；

化学因素：咸菜等腌制食品必须检测亚硝酸盐的含量，亚硝酸盐含量过多可能会致癌等）

教师总结诱发基因突变的因素：

3、引起基因突变的因素

外因（诱发突变）：

（1）物理因素：紫外线、X射线、中子流、激光等；

（2）化学因素：亚硝酸盐、碱基类似物等；

（3）生物因素：某些病毒、细菌的代谢产物等。

内因（自发突变）：DNA复制过程中出错。

4、基因突变的结果：

（1）产生新基因。基因的结构改变，基因的数目没有改变

（2）总是突变为原基因的等位基因（在染色体上的位置和控制对象没变）。

（3）基因突变生物性状不一定改变（密码子的简并性等，进行简单的分析和总结）。

5、基因突变的特点：

自然界中，肝炎病毒会突变；动物、植物、真核、原核等都能突变。说明基因突变在生物界中是广泛存在的。

（1）普遍性

资料：几种生物不同基因的自然突变率（P68表4-1）。基因突变广泛的存在于所有的生物类群中，包括原核生物、病毒等。

学生分析：各种生物的突变频率的数量级别在10―8到10―5，说明突变频率极低。

（2）基因突变的低频性（3）基因突变的随机性

基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期；可以发生在细胞内不同的DNA分子上；同一DNA分子的不同部位。

（4）基因突变的不定向性和可逆性。

以基因A为例，它不但可以突变成为a1，而且还可能突变为a2、a3等一系列的等位基因。如：控制果蝇野生型红眼的基因（w+）可以突变成白眼（w），也可以突变成杏色眼（wa）、浅黄色眼（wb）、樱红色眼（wc）。

（5）基因突变有的有利，有的有害。有的不影响。

引导学生思考分析：生物发生的基因突变一般是利少害多不是绝对的，取决于环境。

教师说明：一个物种在漫长的进化历程中，由许多个体构成物种，生物发生的基因突变是不少的，其中也有不少的有利变异，所以可以促进生物的进化是很有意义的。

6人工诱变育种的应用

应用一：在培育农作物新品种方面的应用。

举例：我国培育的太空椒、“黑农五号”大豆等。

学生思考：（1）为什么选择萌发的种子或幼苗（分裂旺盛）

（2）太空遨游后的种子是否都发生了突变？是否都变得更好了？是否按人们希望的方向在变？已变好的又是否会变回去呢？

应用二：在为生物育种方面的应用。

（播放青霉素高产菌株的培育过程与现代医药工业发展的资料及图片，并对学生进行爱科学的思想教育）

课堂小结：本节课学习了遗传信息的改变中的基因突变，明确了基因突变的概念、原因、结果、特点、意义及在实践中的应用。《基因突变》学情分析

学生通过有丝分裂、减数分裂、遗传的细胞基础、遗传的细胞基础、和遗传的基本规律的学习，对生物的遗传有了较深入的理解，对于生物的变异现象在生活中也有一定了解。但是对于基因突变发生的机理、基因突变的特点、基因突变如何遗传给后代、基因突变对生物产生的影响、基因突变如何服务无生活生产等等，还有大量的未知区域，还有强烈的学习的欲望。因此，根据班级学生的实际情况，在教学过程中需要联系生活经验，联系前面已有知识基础，适时复习与本节课相关的知识，适当设疑，经过分析、归纳总结，力争让学生自己得出结论并答疑解惑。

《基因突变》效果分析一、教学成功之处：通过对相关知识的复习，在授课过程中突出了本节课在高考中的地位，突出了基因突变与基因、遗传信息、细胞分裂、进化等知识的相关联系，明确了知识框架。通过层层递进、循循诱导的方式，使得学生的认知从宏观到微观，从未知到已知，形成完善的知识体系。双边活动丰富，学生积极参与课堂，踊跃回答问题，教学效果显著。二、存在的问题：基因突变是分子水平的变化，尽管从镰刀型贫血症的宏观实例入手，大部分学生能理解分子水平的变化，但是对转录、翻译的知识有所遗忘，故DNA分子的变化--mRNA碱基排列顺序的变化--氨基酸排列顺序的变化--蛋白质的分子结构发生变化，因为蛋白质是性状的体现者，生命活动的承担者，导致了性状的改变，部分学生接受起来有些困难。采取的对策加强知识的前后联系，形成完整的知识体系。督促学生完成课后练习题。《基因突变》教材分析

《基因突变》是高中生物学课程内容是青岛出版社必修2“遗传与进化”模块第四章“生物的变异”第1节内容。本节内容介绍了基因突变的概念、特点、意义、基因突变发生的原因及人工诱变在育种上的应用。教材镰刀型细胞贫血症为实例实例引出基因突变现象，既便于学生理解，又从不同的角度分析了基因突变的概念、原因及基因突变的特点。

重点：基因突变的概念、产生原因、结果和基因突变的特点。

难点：归纳总结基因突变的概念和原因；基因突变与性状的关系；变异的不定向性与总是突变为原基因的等位基因的关系。

前后知识的联系：与前面DNA的结构和碱基对的排列顺序代表了遗传信息，基因的概念、基因的转录和翻译、DNA的复制、基因与性状的关系等相联系；与后面生物进化和育种联系。

《基因突变》评测练习1.若某基因原为303对碱基，现经过突变，成为300个碱基对，它合成的蛋白质分子与原来基因合成的蛋白质分子相比较，差异可能为（D）A．只相差一个氨基酸，其他顺序不变B．长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变C．长度不变，但顺序改变D．A、B都有可能2.如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血液,输给一个血型相同的正常人,将使正常人（B）A.基因产生突变,使此人患病B.无基因突变,性状不遗传给此人C.基因重组,将病遗传给此人D.无基因突变,此人无病,其后代患病3.基因突变从根本上改变了生物的（C）A.遗传密码B.遗传性状C.遗传信息D.遗传规律4.基因A与a1、a2、a3的关系如图,该图不能表明的是（D）A.基因突变是不定向的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《基因突变》课后反思《基因突变》这节课在充分备课的前提下，取得了令自己满意的效果，对于取得的成功，主要有以下几个方面的体会。1、有效课堂教学需要现代教育理论的科学指导。

在新课程改革背景下,从老的教学思路、模式中跳出来，把握好课程改革的精神、理念使常态课堂真正成为有效课堂、高效课堂，深入学习《课程标准》、依据《课标》来指导平时的教学是非常重要的前提。2、这节课中通过正常人与镰刀型细胞贫血症患者在红细胞、蛋白质和基因不同层次上进行比较、归纳，在学生思考、讨论分析中理解基因突变的内涵和外延，即基因突变的本质属性是基因结构的变化，而它的外延包括碱基对的插入、缺失或替换。在对这些教学问题处理时，我先组织引导分析教材中的“积极思维”，在这个基础上，再引导学生分析其他两个方面的例证，这样就可以涵盖概念的外延，从而达到揭示概念内涵的目的，从而取得了较好的教学效果。3、基因突变的其他内容（原因、特点、意义等）教学上要达到目标的有效性，就必须让学生积极地参加认知活动，主动地建构信息的意义，进行有意义的学习而不是被动地接受现成结论。我又让学生以自己的生活经验来举出与基因突变的原因、特点的实例，来引导他们进行分析、比较、归纳等思维活动，将上述内容在师生的对话互动中顺利地完成了课前所预定的目标，进一步提高学生自己的学习能力。4、教学目标达成更需要注重学生自主发展。

新的《课程标准》不仅倡导探究性学习，还注重与现实生活的联系。在完成本节课制定的各项目标要求的基础上，布置了学生在课后继续调查和收集资料来了解人们又是如何利用基因突变的原理为生产生活服务的探究活动。这样可以使学生加深有关基因突变知识的理解，对于一节课而言不仅是完成课堂45分钟的教学任务，还要具有生成性，即重在思维的拓展、方法的习得、规律的把握、素养的提升。《基因突变》课标分析

知识目标：