《基因突变和基因重组》教学设计1

学而优·教有方PAGEPAGE1《基因突变和基因重组》教学设计1教学目标1.能够根据基因突变的不同类型，分析和比较基因突变对生物性状造成的影响。2.能够根据基因突变的原因提出生活中避免基因突变的可行方式，并从对基因突变在生物进化中的作用进行评价。3.根据基因突变的原理，提出人类遗传病预防和治疗的可行途径。学习目标1．基于证据，论证可遗传的变异的来源之一是基因突变（生命观念、科学思维）。2．基于给定的事实，采用归纳与概括的方法，运用科学思维探讨基因突变的实质、对生物性状的影响、对子代的影响，审视或论证基因突变与健康生活关系（科学思维）。3．运用遗传和变异的观点，制定并践行健康生活计划（社会责任）。重点：建构基因突变的概念；理解基因突变的原因和意义难点：基因突变的意义教学方法：学案式教学+探究式教学+多媒体辅助教学教学用具：Flash视频、PPT、白板、基因片段模型教学过程：观看视频导入课题讲授：同学们，大家好！首先，我们先一起来欣赏一段短片。（观看短片）。想不想变得像短片中小男孩那么强壮？想不想变得更聪明？基因突变可以帮你实现这些愿望。那么，今天我们就一起来学习一下什么是基因突变，它是如何发生的，又会产生什么样的影响。一、探究·实践“基因突变”概念的建模（一）基因突变的概念过渡：基因是看不见摸不着的，很抽象。但是我们可以从宏观上模拟一下。引导学生观看大屏幕上展示的英文句子。学生：翻译句子的含义。教师：展示学生抄写句子发生错误时，句子的含义改变。教师引导：如果把原句想像成亲代DNA分子，抄写句子的过程想象成DNA复制将遗传信息从亲代传递给子代的过程，请思考此过程中碱基对可能会发生哪些变化，导致基因的含义改变？学生思考并回答：碱基对的增添、缺失、替换。师生总结：碱基对增添、缺失、替换均会引起基因碱基排列顺序的改变，从而推导出基因突变的概念。进行类比推出概念（二）基因突变的实质过渡：发生了基因突变后的基因，就是一个新的基因。比较一下新基因和原基因的本质区别是什么？学生：碱基排列顺序改变。教师引导：特定的碱基排列顺序蕴含着特定的遗传信息。师生总结：得出基因突变的实质：基因携带遗传信息的改变。（三）基因突变的结果教师引导：如果一个基因发生了基因突变，对合成肽链有什么影响，对生物性状什么影响？下面我们通过一个小组活动来探究一下。（多媒体展示小组活动的任务）学生进行小组活动，教师进行引导。活动一：基因突变对肽链中氨基酸序列的影响材料：白板、黑色记号笔、红色记号笔、正常血红蛋白基因片段模型、游离碱基对要求：1-3组：碱基对替换4-6组：碱基对增添7-9组：碱基对缺失（1）小组合作利用所给材料对正常基因片段的碱基序列进行改变。（2）写出突变后的基因转录出的mRNA碱基序列，查阅密码子表，写出相应的氨基酸序列。（3）总结基因中碱基对的改变，对肽链中氨基酸的序列影响。小组展示：各小组分别派代表展示替换、增添、缺失模型，并总结不同类型基因突变对合成肽链中氨基酸序列的影响，其他小组找不同并补充，加深印象。教师引导：将正常基因、发生了碱基对替换的的基因、发生了碱基对增添的基因、发生了碱基对缺失的基因进行对照分析，总结基因突变对肽链中氨基酸序列的影响是什么？学生思考并总结：基因突变对肽链中氨基酸序列的影响有不改变、改变了肽链中氨基酸的种类或数量或排列顺序。教师引导：肽链盘曲折叠形成有空间结构的蛋白质，蛋白质是生物性状的体现者。如果发生了基因突变，生物性状是否一定改变？基因突变是否一定会遗传给后代？学生讨论，得出基因突变的结果。教师小结：我们通过模型构建，学习了基因突变的概念、本质和结果。请大家总结一下这部分内容，完成学案上的归纳概括。学生完成归纳概括并订正答案。二、基因突变与人类疾病过渡：基因突变可以改变生物性状，现实生活中更多的例子是基因突变导致的人类遗传病。下面就以镰状细胞贫血为例来分析遗传病的发病原因。教师引导，学生总结：（展示图片）从红细胞形态不一样，推出应该从生物性状的体现者“蛋白质”入手分析，异常血红蛋白中发生了一个氨基酸的替换，根据刚才学到的知识，从而找到镰状细胞贫血发病的根本原因：基因中一个碱基对的替换。教师引导：分析出镰状细胞贫血发病原因，才能进行对症治疗。下面我们就来听一听中科院吴立刚教授告诉我们现在镰状细胞贫血是如何治疗的。（播放视频）设计意图：教师结合真实的案例设置情景，引导学生根据已经学习过的知识探究病因。从现象到原理、从细胞水平到分子水平、由易入难，更符合学生认知规律。三、基因突变的原因过渡：基因突变导致的遗传病很多，并且发病率逐年升高，基因如此稳定，为什么还会发生突变？教师引导：基因突变的原因是什么？生活中有哪些因素可以诱发基因突变？学生1：射线学生2：食品添加剂学生3：病毒师生总结：物理因素、化学因素、生物因素。设计意图：联系生活中的例子，畅所欲言，促进学生在讨论过程中实现次级概念的形成（描述细胞在某些化学物质、射线以及病毒的作用下，基因突变概率可能提高，某些基因突变导致细胞分裂失控，甚至发生癌变）。教师引导：在我们的生活中有这么多诱变因素，怎么避免这些因素呢？学生1：多吃新鲜蔬菜学生2：注意卫生，勤洗手师生总结：讨论生活中避免这些因素的具体做法，养成良好的生活习惯。设计意图：将课堂所学带入生活，解决生活中的实际问题，学以致用，实现学生情感态度的升华。四、基因突变的特点过渡：基因突变会导致遗传病，基因突变都是不利的么？教师引导：请同学们阅读导学案中的资料，归纳基因突变的特点。学生进行小组活动活动二：阅读资料，归纳基因突变的特点【资料1】棉花的短果枝、水稻的矮秆、果蝇的白眼、鸡的卷羽、人类的血友病都是从无到有，都是由于基因突变而引起的新的性状的出现。【资料2】基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期，可以发生在体细胞中，也可以发生在生殖细胞中，可以发生在细胞内不同的DNA上，也可以发生在同一DNA不同的部位上。【资料3】据科学家研究，控制小鼠毛色的灰色基因可以突变成黄色基因，也可以突变成黑色基因，而且这种突变的方向和环境没有明确的因果关系。【资料4】四种基因突变率（表1）【资料5】镰状细胞贫血和疟疾的地理分布高度一致，主要流行于非洲的疟疾高发地区。流行病学调查也证实了两者之间的相关性，疟疾地区镰状细胞贫血较多是长期自然选择的结果。小组展示：学生根据给出的资料，整合信息，归纳基因突变的特点。五、基因突变的意义教师引导：基因突变会产生新基因，可以产生新性状，这些对生物的变异和进化有什么意义呢？学生1：多种性状可以为进化提供原材料。学生2：产生新基因，是变异的根本来源。师生总结：基因突变的意义。设计意图：建立基因突变新基因丰富的基因型不同性状自然选择的逻辑关系，进而理解基因突变的意义的3个维度