基因突變和基因重組教學(xué)設(shè)計(jì)(共16頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上基因突變和基因重組的教學(xué)設(shè)計(jì)一、教材和學(xué)情分析本節(jié)課內(nèi)容包含了兩種可遺傳變異基因突變和基因重組，而基于前面已經(jīng)學(xué)習(xí)了自由組合定律和減數(shù)分裂知識(shí)，學(xué)生們對(duì)于基因重組已經(jīng)有了一定的了解，在這個(gè)知識(shí)點(diǎn)處理上應(yīng)注重對(duì)學(xué)生實(shí)際理解能力和圖形分析能力的培養(yǎng)，通過(guò)實(shí)踐提高學(xué)生的認(rèn)知能力。這節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)就集中于基因突變這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，要通過(guò)多種途徑來(lái)加深對(duì)基因突變的內(nèi)涵和外延的理解。二、教學(xué)目標(biāo)及重難點(diǎn)知識(shí)目標(biāo)1.結(jié)合實(shí)例.模型.游戲等方法從分子水平（堿基對(duì)替換.增添.缺失）分析基因突變發(fā)生的時(shí)間，內(nèi)因，推導(dǎo)出基因突變概念。2. 分析基因突變發(fā)生在體細(xì)胞和生殖細(xì)胞時(shí)對(duì)其控制合成的蛋白

2、質(zhì).對(duì)性狀與子代的影響。3.基因突變的產(chǎn)生外在原因.特點(diǎn)及意義。4.掌握基因重組的概念.來(lái)源.意義，會(huì)辨別不同情況下的基因重組。 能力目標(biāo)1.結(jié)合減數(shù)分裂過(guò)程，學(xué)會(huì)用圖示形式表示發(fā)生基因重組的原因，培養(yǎng)學(xué)生的作圖和識(shí)圖能力。2.借助示意圖的觀察和對(duì)問(wèn)題的思考，提高學(xué)生判斷.推理等能力。3.通過(guò)游戲、模型演示推出基因突變概念的過(guò)程，鍛煉學(xué)生們合作探究的能力。 情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)1.通過(guò)分析引起基因突變的外部原因培養(yǎng)學(xué)生正確的生活態(tài)度，珍惜愛(ài)護(hù)生命。2.認(rèn)同基因簡(jiǎn)并性保持生物性狀穩(wěn)定性的意義，以及基因突變.基因重組對(duì)生物多樣性形成的積極意義。重點(diǎn) 1.基因突變發(fā)生的概念.原因及特點(diǎn)。2.基因重組的

3、來(lái)源以及減數(shù)第一次分裂后期和交叉互換后對(duì)應(yīng)的的基因變化圖。 難點(diǎn)基因突變及基因重組的意義。三、教學(xué)方法及教具針對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，選擇的教學(xué)方法為：情境教學(xué)法.問(wèn)題教學(xué)法.小組討論法.學(xué)生分析歸納法。教學(xué)流程大體為：提出問(wèn)題觀察現(xiàn)象分析探索得出結(jié)論。 針對(duì)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，由熟悉到陌生，我對(duì)教材做了調(diào)整，先學(xué)習(xí)基因重組，再進(jìn)行基因突變的學(xué)習(xí)。教具：多媒體.游戲紙條.磁條（制成基因堿基對(duì)）四、課時(shí)安排 1課時(shí)五、教學(xué)過(guò)程導(dǎo)入：（呈現(xiàn)水毛茛圖片），為什么在水中和空氣中，葉片的形狀差距這么大呢？這種變異可以遺傳么？如果是遺傳物質(zhì)改變，會(huì)不會(huì)遺傳給后代呢？學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生觀察分析，說(shuō)出環(huán)境引起的是不可以

4、遺傳的變異，而遺傳物質(zhì)的改變一般可以遺傳的變異。教師點(diǎn)撥總結(jié)：變異分為不可遺傳的變異和可遺傳的變異，（教師點(diǎn)撥）：可遺傳的變異包括基因重組.基因突變和染色體變異。這節(jié)課我們來(lái)探討基因突變和基因重組這兩種變異。（一）基因重組教師活動(dòng)：多媒體呈現(xiàn)多幅圖片圖片1：“一母生九子，連母十個(gè)樣”圖片2： 美國(guó)一對(duì)夫婦和6個(gè)孩子的照片圖片3：我們一家三口（丈夫.兒子和我）的照片學(xué)生觀察，討論教師問(wèn)：生物子代與親代之間.子代與子代之間的個(gè)體差異又稱為什么現(xiàn)象？學(xué)生回答：父母的遺傳物質(zhì)的重新組合。教師導(dǎo)出基因重組概念1.基因重組：是指在生物體進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中，控制不同性狀的基因的重新組合。圖片4：本班中的兩

5、個(gè)雙胞胎（王晶和王瑩）的照片學(xué)生們很感興趣，教師順勢(shì)指出同卵雙胞胎性狀非常相似，基本相同。教師問(wèn)：那么，基因重組是如何實(shí)現(xiàn)的呢？（出示減數(shù)分裂的圖片和學(xué)案上設(shè)計(jì)的交叉互換圖）學(xué)生任務(wù)：重溫基因的自由組合定律及減數(shù)分裂的知識(shí)，完成學(xué)案上交叉互換后的基因重新組合情況，歸納產(chǎn)生基因重組原因。2.基因重組的來(lái)源（1）減數(shù)第一次分裂時(shí)非同源染色體上的非等位基因的自由組合（2）減數(shù)第一次分裂時(shí)非姐妹染色單體上等位基因的交叉互換設(shè)置問(wèn)題情景：如何理解人群中個(gè)體性狀是多種多樣的？（多媒體出示擁擠的人群）人的體細(xì)胞中有23對(duì)染色體，請(qǐng)你根據(jù)自由組合定律計(jì)算，一位父親可能產(chǎn)生多少種染色體組成不同的精子，一位母親可

6、能產(chǎn)生多少子種染色體組成不同的卵細(xì)胞？學(xué)生任務(wù)：計(jì)算.分析后得到都是2 23 種。指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)計(jì)算總結(jié)：3.基因重組的意義：可以產(chǎn)生多種多樣的基因組合的子代，其中有一些子代有含有適應(yīng)某種環(huán)境變化的基因組合。因此，基因重組是形成生物多樣性的來(lái)源之一，對(duì)生物進(jìn)化具有重要意義?！驹O(shè)計(jì)意圖】通過(guò)生動(dòng)的圖片和身邊的人（我和本班同學(xué)的照片）的真實(shí)照片來(lái)導(dǎo)入新課的學(xué)習(xí)，學(xué)生們非常感興趣。并且我做了大膽地內(nèi)容調(diào)整，把同學(xué)們已經(jīng)有一定知識(shí)基礎(chǔ)的可遺傳變異基因重組放到基因突變這個(gè)知識(shí)點(diǎn)之前進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)生們由自由組合定律和減數(shù)分裂的熟悉的知識(shí)入手，可以迅速地理解掌握基因重組這個(gè)知識(shí)，然后就可以集中花大部分時(shí)間在基因

7、突變這個(gè)知識(shí)的學(xué)習(xí)上了。（二）基因突變游戲?qū)牖蛲蛔儗W(xué)習(xí)：教師帶領(lǐng)學(xué)生做了一個(gè)游戲，把學(xué)生分成5排，給每排第一個(gè)學(xué)生發(fā)一個(gè)紙條，上面都寫了一句英文句子THE CAT SAT ON THE MAT。由每排第一個(gè)同學(xué)看完句子記住后口頭往后傳，每次只說(shuō)一遍，每排最后一個(gè)同學(xué)回報(bào)結(jié)果，出來(lái)的結(jié)果千奇百怪，有的同學(xué)丟了一個(gè)單詞或一個(gè)字母，有的增添了字母，我又讓學(xué)生來(lái)當(dāng)評(píng)委給這幾個(gè)句子找毛病，學(xué)生們利用了英語(yǔ)上學(xué)的知識(shí)找出了錯(cuò)誤。順勢(shì)，教師導(dǎo)出：字母好比是堿基對(duì)，句子好比是DNA片段，那么堿基對(duì)的增添.缺少或替換會(huì)不會(huì)影響句子本來(lái)的意思呀？學(xué)生異口同聲的說(shuō)：會(huì)。教師又問(wèn)：那么剛才我們傳遞句子的過(guò)程是指什

8、么過(guò)程呀？學(xué)生思考回答：DNA復(fù)制過(guò)程。教師又問(wèn)：那么堿基對(duì)的增添.缺少或替換從根本上改變了什么呀？學(xué)生思考回答：基因的堿基對(duì)排列順序。（教師點(diǎn)撥：基因結(jié)構(gòu)改變。）1.基因突變的概念：DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換.增添和缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。2.實(shí)質(zhì)：基因結(jié)構(gòu)的改變3.發(fā)生時(shí)期：細(xì)胞分裂間期（有絲分裂.減數(shù)第一次分裂前的間期）【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)游戲來(lái)導(dǎo)入，充分發(fā)揮了直觀教學(xué)的作用，學(xué)生們?cè)谟H身實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)了基因突變這個(gè)抽象的概念就類似英語(yǔ)學(xué)習(xí)中句子中單詞的拼寫出了問(wèn)題，并能發(fā)現(xiàn)基因突變發(fā)生的時(shí)期是DNA復(fù)制過(guò)程，也就是分裂間期。教師發(fā)問(wèn)過(guò)渡：那么基因突變又分為什么樣的類型呢？一定可以遺傳給

9、后代么？突變后一定會(huì)引起生物性狀的改變么？資料呈現(xiàn)：1910年，一位美國(guó)黑人青年由于發(fā)燒和肌肉疼痛到醫(yī)院看病，醫(yī)生檢查發(fā)現(xiàn)，他患的是當(dāng)時(shí)人們尚未認(rèn)識(shí)的一種特殊的貧血病鐮刀型細(xì)胞貧血癥。（附正常紅細(xì)胞和異常紅細(xì)胞的圖片）教師闡述:我們知道，正常人的紅細(xì)胞是圓餅狀的，而鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的紅細(xì)胞卻是彎曲鐮刀狀的。這樣的紅細(xì)胞容易破裂，使人患溶血性貧血，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致死亡。這種病是怎樣形成的呢？我們一起來(lái)探究。教師多媒體呈現(xiàn)：血紅蛋白分子的部分氨基酸順序正常纈氨酸組氨酸亮氨酸蘇氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸賴氨酸異常纈氨酸組氨酸亮氨酸蘇氨酸脯氨酸纈氨酸谷氨酸賴氨酸學(xué)習(xí)任務(wù)：找出鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者血紅蛋白分

10、子異常的原因。學(xué)生對(duì)比回答:谷氨酸被纈氨酸替換。學(xué)生借助學(xué)案和密碼子表分析推測(cè)相應(yīng)的DNA分子的堿基片段發(fā)生了什么變化？學(xué)生分析后回答：T/A 被 A/T取代。教師總結(jié)： 直接原因：蛋白質(zhì)中氨基酸被替換 根本原因：堿基對(duì)替換教師設(shè)計(jì)模型，利用磁條構(gòu)建的脫氧核苷酸在磁性黑板上排成一個(gè)含有8個(gè)堿基對(duì)的DNA片段。學(xué)生活動(dòng)：以小組為單位展開(kāi)活動(dòng)，隨機(jī)在這個(gè)基因片段中增添.缺失或替換一個(gè)堿基對(duì)，并分別記錄下轉(zhuǎn)錄后的mRNA，推測(cè)出這三種情況下對(duì)性狀的影響情況并對(duì)比影響程度的大小。得出：一般情況下，增添或缺失一個(gè)堿基對(duì)引起的基因突變影響大于替換引起的基因突變。教師布置課下進(jìn)一步探究任務(wù)：是不是增添或缺失

11、的堿基對(duì)越多對(duì)性狀影響越大呢？【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)模型的構(gòu)建過(guò)程，充分發(fā)揮了直觀教學(xué)的作用，學(xué)生們?cè)谟H身實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)了基因突變發(fā)生的幾種情況，突破了這個(gè)抽象的概念，并利用了前面轉(zhuǎn)錄和翻譯的知識(shí)來(lái)解決分析了基因突變的幾種情況對(duì)性狀的影響。思考：基因突變一定可以遺傳給后代么？學(xué)生結(jié)合有性生殖知識(shí)總結(jié)出：基因突變?nèi)舭l(fā)生在配子中，將會(huì)遺傳給后代，發(fā)生在體細(xì)胞中的基因突變，一般是不能夠遺傳的。（教師補(bǔ)充：發(fā)生在植物體細(xì)胞中的基因突變，如何能夠遺傳？-無(wú)性繁殖.營(yíng)養(yǎng)繁殖）教師引出：突變后一定會(huì)引起生物性狀的改變么？學(xué)生分析學(xué)案中發(fā)生以下情況是否還有引起鐮刀型細(xì)胞貧血癥呢？ 學(xué)生合作:轉(zhuǎn)錄寫出密碼子并查密碼子表得

12、出兩種密碼子決定的都是谷氨酸，不會(huì)引起性狀改變。教師點(diǎn)撥：由于一種氨基酸可能有幾種密碼子，這一現(xiàn)象稱做密碼子簡(jiǎn)并，以致DNA分子堿基對(duì)的替換不一定會(huì)導(dǎo)致生物性狀的變化。【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)小組討論和分析，讓學(xué)生們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并結(jié)合以前的知識(shí)來(lái)解決現(xiàn)在的問(wèn)題，提高了學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力和自我獲取知識(shí)的能力。引入下一知識(shí)內(nèi)容：如果人體某些細(xì)胞基因突變，有可能發(fā)展為癌細(xì)胞。癌癥就是原癌基因與抑癌基因的突變逐漸積累的結(jié)果。設(shè)置問(wèn)題情境：在生活中有什么因素容易引發(fā)癌癥，從而發(fā)生基因突變呢？學(xué)生思考.討論.舉例說(shuō)明：物理因素：在強(qiáng)日光照射下容易得皮膚癌；在醫(yī)院放射室工作的醫(yī)生容易得癌癥等化學(xué)因素：咸菜等腌制食品

13、必須檢測(cè)亞硝酸鹽的含量，亞硝酸鹽含量過(guò)多可能會(huì)致癌等)教師總結(jié)誘發(fā)基因突變的因素：4.外因： 物理因素：紫外線.X射線.激光等化學(xué)因素：亞硝酸鹽.堿基類似物等生物因素：某些病毒.細(xì)菌的代謝產(chǎn)物等內(nèi)因： DNA復(fù)制過(guò)程中出錯(cuò)?！驹O(shè)計(jì)意圖】通過(guò)分析引起基因突變的外部原因培養(yǎng)學(xué)生正確的生活態(tài)度，珍惜愛(ài)護(hù)生命。教師提問(wèn)：基因突變的特點(diǎn)有哪些？學(xué)生閱讀學(xué)案上資料：資料1：自然界中，流感病毒可分為甲.乙.丙三型；肺炎雙球菌的種類有有莢膜和無(wú)莢膜類型；豌豆種子的圓滑和皺縮；番茄的紅果和黃果；小麥的高桿和矮桿；果蠅的白眼和紅眼；雞的玫瑰冠和單冠；兔的白毛和黑毛；正常綿羊和短腿安康羊；正常人和白化病病人等。用幻

14、燈片展示10幅各種生物相對(duì)性狀的圖片教師提示：注意觀察以上展示的相對(duì)性狀發(fā)生在什么生物上？例子中列舉了病毒.細(xì)菌.動(dòng)植物和人的一些相對(duì)性狀，說(shuō)明以上的生物體都有可能發(fā)生基因突變，基因突變?cè)谏锝缰惺菑V泛存在的。師生共同總結(jié)：基因突變的第一個(gè)特征：普遍性資料2：基因突變可以發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期；可以發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)不同的DNA分子上；同一DNA分子的不同部位。學(xué)生閱讀材料，總結(jié)出基因突變的第二個(gè)特征：隨機(jī)性資料3： 以基因A為例，它不但可以突變成為a1，而且還可能突變?yōu)閍2.a3等一系列的等位基因。如:控制小鼠毛色的基因可以突變成黃色基因，也可以突變成黑色基因。學(xué)生分析.討論，教師總結(jié).拓展

15、：基因的突變方向并不確定，基因與其一系列的等位基因之間的關(guān)系，是可以相互轉(zhuǎn)化的。教師畫出黑板圖：師生共同小結(jié)基因突變的第二個(gè)特點(diǎn)：不定向性資料4：幾種生物不同基因的自然突變率生物名稱突變類型突變頻率單 位大腸桿菌組氨酸缺陷型2×10 6每個(gè)配子的突變頻率玉米皺縮種子1×10 5 每個(gè)配子的突變頻率果蠅白眼4×10 5每個(gè)配子的突變頻率小鼠粉紅色眼35×10 6每個(gè)配子的突變頻率人軟骨發(fā)育不全5×10 5每個(gè)配子的突變頻率教師提示：以上表格中各種生物的突變頻率的數(shù)量級(jí)在什么范圍？學(xué)生分析：各種生物的突變頻率的數(shù)量級(jí)別在105到106，說(shuō)明頻率極低

16、。師生共同歸納：基因突變的第三個(gè)特征：低頻性設(shè)置問(wèn)題情景，引導(dǎo)學(xué)生思考.分析：生物發(fā)生基因突變以后的性狀對(duì)生物的生存有何影響？展示4個(gè)幻燈片，引導(dǎo)探究：殘翅果蠅 .短腿安康羊.白化病病人.鐮刀型細(xì)胞貧血癥的患者圖片。教師提示：任何一種生物都是長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程的產(chǎn)物，它們與環(huán)境條件之間已經(jīng)取得了高度的協(xié)調(diào)。如果發(fā)生基因突變，就有可能破壞這種協(xié)調(diào)關(guān)系，所以基因突變一般是對(duì)生物的生存是有害的。師生共同歸納：基因突變多害少利性。設(shè)置問(wèn)題情景，引導(dǎo)學(xué)生思考.分析：生物發(fā)生的基因突變一般是利少害多，這是絕對(duì)的嗎？學(xué)生拓展思維訓(xùn)練，閱讀資料，分析問(wèn)題：材料5：非洲是瘧疾猖獗的地區(qū)。瘧疾是一種經(jīng)按蚊傳播而引起的寄

17、生蟲病，惡性瘧疾發(fā)病常侵犯內(nèi)臟，嚴(yán)重者或醫(yī)治不及時(shí)會(huì)引起病人的死亡。鐮刀型貧血癥是一種溶血性貧血癥，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致死亡，在非洲黑人中發(fā)病率最高，是一種在20世紀(jì)才被人們發(fā)現(xiàn)的常染色體隱性遺傳病。在非洲具有鐮刀型細(xì)胞貧血癥突變基因的個(gè)體（即雜合體）不表現(xiàn)鐮刀型貧血癥的癥狀，因?yàn)樵搨€(gè)體能同時(shí)合成正常和異常的血紅蛋白，但卻對(duì)瘧疾具有較強(qiáng)的抵抗力。師生共同總結(jié)歸納：基因突變而產(chǎn)生的性狀對(duì)生物生存的有害或有利是相對(duì)而言的，應(yīng)視環(huán)境條件而定。提出思考題：既然突變一般利少害多，自然條件下基因突變的頻率很低，基因突變能否成為生物的進(jìn)化提供原材料呢？資料6：在適宜的條件下，生長(zhǎng)12天的大腸桿菌培養(yǎng)物的濃度約為每毫

18、升10 9個(gè)細(xì)胞，DNA復(fù)制的錯(cuò)誤率約為10 9，也就是每連接10 9 個(gè)核苷酸才可能發(fā)生一個(gè)錯(cuò)誤。在含有10 9 個(gè)細(xì)胞的培養(yǎng)物中，由于DNA的差錯(cuò)就可能發(fā)生幾百萬(wàn)個(gè)突變，可能包含大腸桿菌基因的上千種變異形式。學(xué)生分析：基因突變頻率低是針對(duì)個(gè)體水平而言，但在進(jìn)化時(shí)，并不是考慮生物個(gè)體。教師總結(jié)：一個(gè)物種在漫長(zhǎng)的進(jìn)化歷程中，由許多個(gè)體構(gòu)成物種，在物種這個(gè)水平上，生物發(fā)生的基因突變是不少的，其中也有不少的有利變異，這對(duì)于生物的進(jìn)化是很有意義的。教師提問(wèn)：普遍發(fā)生的基因突變有何意義？引導(dǎo)學(xué)生思考.分析：基因突變能產(chǎn)生新基因嗎?新基因的產(chǎn)生對(duì)生物生存有意義嗎？自然環(huán)境會(huì)選擇哪個(gè)個(gè)體留存下來(lái)？基因突變

19、對(duì)生物進(jìn)化有何意義？學(xué)生思考回答：6.基因突變的意義：基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來(lái)源，是生物進(jìn)化的原始材料。教師點(diǎn)撥：基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑這個(gè)意義?！驹O(shè)計(jì)意圖】通過(guò)閱讀資料獲取有用的信息，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)和小組合作來(lái)總結(jié)歸納出基因突變的特點(diǎn)和意義。課堂總結(jié)：我們學(xué)習(xí)了兩種可遺傳變異，它們有何異同呢？列表對(duì)比：基因突變和基因重組的比較項(xiàng)目基因突變基因重組本質(zhì)發(fā)生時(shí)期發(fā)生原因意義六.板書設(shè)計(jì)51基因突變和基因重組一.基因重組1.概念：在生物體進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中，控制不同性狀的基因的重新組合2.產(chǎn)生的原因（1）減數(shù)第一次分裂時(shí)非同源染色體上的非等位基因的自由

20、組合（2）減數(shù)第一次分裂時(shí)非姐妹染色單體上等位基因的交叉互換3.基因重組的意義基因重組是生物變異的來(lái)源之一，對(duì)生物的進(jìn)化具有重要的意義。二、基因突變1.基因突變的概念DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換.增添.缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，叫做基因突變2.實(shí)質(zhì)：基因結(jié)構(gòu)的改變3.發(fā)生時(shí)期：細(xì)胞分裂間期（有絲分裂.減數(shù)第一次分裂前的間期）4.基因突變的原因 誘變因素的種類物理因素：紫外線、X射線、激光等化學(xué)因素：亞硝酸鹽、堿基類似物等生物因素：某些病毒、細(xì)菌的代謝產(chǎn)物等5.基因突變的特點(diǎn)普遍性、隨機(jī)性、不定向性自然狀態(tài)下基因突變的頻率很低多害少利性6.基因突變的意義基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來(lái)源，是生物進(jìn)化的原始材料。七、教學(xué)反思建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為：在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，獲得知識(shí)的多少取決于學(xué)習(xí)者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)去建構(gòu)有關(guān)知識(shí)的能力，而不取決于學(xué)習(xí)者記憶和背誦教師講授內(nèi)容的能力。對(duì)知識(shí)的真正理解只能