《基因突變》 教學(xué)設(shè)計

《基因突變》教學(xué)設(shè)計一、教材分析教材內(nèi)容“基因突變”是人教版教材必修2《遺傳與進化》第5章的第1課時，本節(jié)主要介紹基因突變的概念、實例、原因、特點及意義。教材地位和作用通過前面各章節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生對“基因是什么”、“基因在哪里”和“基因如何起作用”等問題有了基本的認識，本節(jié)內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生從分子水平上理解遺傳物質(zhì)是如何引起生物變異的，既是對前四章內(nèi)容合乎邏輯的延伸，又是學(xué)習(xí)第六章《從雜交育種到基因工程》、第七章《現(xiàn)代生物進化理論》的重要基礎(chǔ)，是必修2中必要的承上啟下部分。二、學(xué)情分析學(xué)生通過前四章的學(xué)習(xí)，已經(jīng)掌握了基因?qū)π誀畹目刂茩C理，遺傳信息、遺傳密碼等相關(guān)知識，同時，具備了運用這些已學(xué)知識解決解決基因突變中基因結(jié)構(gòu)改變，引起轉(zhuǎn)錄和翻譯過程的改變，從而引起生物性狀改變的能力。三、教學(xué)目標(biāo).知識目標(biāo)（1）舉例說明基因突變的概念、特點及原因；（2）說出基因突變的意義；（3）理解基因突變和性狀改變之間的關(guān)系；.能力目標(biāo)：（1）運用類比推理的方法，發(fā)現(xiàn)基本知識的能力；（2）進行資料分析，培養(yǎng)對信息的獲取、分析、運用能力；.情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)：（1）探討誘發(fā)生物發(fā)生基因突變的因素，積極預(yù)防遺傳病的發(fā)生；（2）通過理解基因突變與性狀改變的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生辯證唯物主義科學(xué)發(fā)展觀。四、教學(xué)重點和難點教學(xué)重點：基因突變的概念、特點及意義。教學(xué)難點：對基因突變實例的分析，理解基因突變與生物體性狀改變的關(guān)系。四、教學(xué)策略和手段.教學(xué)策略：采用生成性教學(xué)策略，對于基因突變的知識，由于學(xué)生頭腦中沒有用以同化新概念的相關(guān)知識，該部分的知識又比較抽象，學(xué)生對這一概念的理解會有一定的難度，所以教學(xué)中通過設(shè)置一些引起學(xué)生興趣的情境，讓學(xué)生從實例分析入手，按照認知的規(guī)律從現(xiàn)象到概念，從宏觀到微觀來歸納總結(jié)出基因突變的概念；利用環(huán)環(huán)相扣的問題，引導(dǎo)學(xué)生在不斷地探究、思考、分析和討論中，理解基因突變概念和基因突變的結(jié)果，通過對圖片、表格等信息的獲取、分析及運用中，使學(xué)生明確基因突變的特點和意義，通過適時的進行技能訓(xùn)練和課堂練習(xí)，夯實基礎(chǔ)，注重能力。2．教學(xué)手段：多媒體課件、圖片、動畫、資料等。五、教學(xué)過程.創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入課題.首先，展示巨蟹座星象圖，引出英文拼寫cancer,由于cancer另一個意思是癌癥，從而引出細胞癌變，然后，展示正常細胞與癌細胞的圖片，復(fù)習(xí)提問細胞癌變的機理(外因和內(nèi)因)，從而引出基因突變的課題。.分析“問題探討”，總結(jié)基因突變的概念.問題創(chuàng)設(shè)L什么是基因突變？(1)由教材“問題探討”入手:原句：THECATSATONTHEMAT.貓坐在草席上抄錯：①THECATONTHEMAT.缺失②THEHATSATONTHEMAT.替換③THEKATSATONTHEMAT.替換④THECATSATONTHEBIGMAT.增添通過學(xué)生自主觀察分析句子的變化(替換、增添或缺失)。引導(dǎo)學(xué)生思考：如果上述變化發(fā)生在DNA復(fù)制的過程中，會引起DNA分子結(jié)構(gòu)發(fā)生怎樣的變化？DNA所攜帶的遺傳信息又會發(fā)生怎樣的變化呢？(2)圖片展示DNA片段：—GATCA「發(fā)生替換(-GGTCA-),增添(-GAATCA缺失(―GATA--),通過學(xué)生類比推理，明確在DNA中發(fā)替換、增添或缺失，DNA攜帶的遺傳信息都會發(fā)生改變，從而得出基因突變的概念：DNA分子中，堿基對的替換、增添和缺失，引起基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。以問題串的形式，對基因突變的概念進行分析、強調(diào)：①DNA中堿基對的增添、缺失、替換，一定就是基因突變？②基因突變在光學(xué)顯微鏡下是否可見？在上述問題的分析基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生理解基因突變是微觀變化，是在分子水平上發(fā)生的少數(shù)堿基對的變化。.對基因突變案例分析，理解基因突變與性狀改變的關(guān)系。問題創(chuàng)設(shè)2：基因突變一定會引起生物體性狀的改變嗎？本環(huán)節(jié)通過創(chuàng)設(shè)問題串，以鐮刀型細胞貧血癥為例，分析基因突變與性狀改變的關(guān)系.首先，展示正常紅細胞和鐮刀型細胞的圖片提出問題，引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，尋找問題的答案。問題如下：⑴鐮刀型細胞貧血癥的直接原因和根本原因是什么？⑵引發(fā)該基因突變的外界因素可能有哪些？⑶對于鐮刀型細胞貧血癥患者，可以采用什么方法進行檢測？然后，展示教材思考與討論中對鐮刀型細胞貧血癥的分析圖，丐常拜華CTCCT丁丁變gAT(；A(rGAA*GTA問題創(chuàng)設(shè)3：如果發(fā)生圖中所示的基因突變，會出現(xiàn)什么結(jié)果呢?通過運用轉(zhuǎn)錄、翻譯的相關(guān)知識，回答圖中的“問號”。明確：基因突變不一定引起生物性狀的改變。深入討論：基因突變不一定會引起生物性狀的改變的可能原因？三種類型的基因突變中，哪種對生物體性狀的影響比較嚴重？一個患有鐮刀型細胞貧血癥的母親，是否會將致病基因傳遞給子女？問題（1）只要求學(xué)生掌握密碼子的簡并性。由教師補充其他原因：基因的選擇性表達、在基因的非編碼序列上。問題（2）學(xué)生給出自己的猜測（增添或缺失）和原因。問題（3）把關(guān)于“可遺傳變異”和“能否遺傳給后代”易混淆的概念區(qū)分開。教師通過播放基因突變對蛋白質(zhì)影響的動畫進行輔助教學(xué)，將抽象的問題具體化，幫助學(xué)生加深理解。通過對以上問題的分析，學(xué)生既了解了鐮刀型細胞貧血癥的發(fā)病原因及檢測方法，又對基因突變的原因、突變結(jié)果有了深入的分析和深刻的認識。4．通過對圖表和圖片中信息的獲取和分析，得出基因突變的特點問題創(chuàng)設(shè)4：基因突變的特點有哪些？展示白化玉米苗，開三色花的矮牽牛，純種黑人夫婦和白膚色的孩子的圖片。（基因突變可以發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期，細胞內(nèi)的不同DNA分子中，同一DNA分子的不同部位）特點一：隨機性。補充問題：基因突變最有可能發(fā)生在細胞分裂的什么時期？為什么？（2）展示圖表資料：部分生物的突變情況生物突變類型每一細胞或基因組發(fā)生的突變率玫瑰花色：紅色、白色、黑色3X10-9玉米籽粒：紫色、黃色、白色4X10-10豌豆花的位置：葉腋、莖頂2X10-7人血型：A、B、AB、。型8X10-10衣藻形態(tài)：圓球狀、弧形、螺旋狀3X10-6小鼠毛色：灰身、黃身、黑身5X10-9特點二：低頻性。（在高等生物中，大約105-108個生殖細胞，才會有1個生殖細胞發(fā)生基因突變），引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合DNA復(fù)制的精確性進行分析（半保留復(fù)制和堿基互補配對原則）。特點三：不定向性。以表中的任何一種生物的突變類型為例，引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：基因突變的結(jié)果是形成相關(guān)的等位基因。特點四：普遍性。問題創(chuàng)設(shè)5：基因突變的“利”大還是“弊”大？結(jié)合如下的材料，引導(dǎo)學(xué)生分析基因突變的利與弊。鐮刀型細胞貧血癥是一種遺傳病，隱性純合子（aa）的患者不到成年就會死亡，可見這種突變基因在自然選擇的壓力下容易被淘汰。但是在非洲流行惡性瘧疾（一種死亡率很高的疾病）的地區(qū)，帶有這一突變基因的人（Aa）很多，頻率也很穩(wěn)定。這是因為鐮刀型細胞雜合基因型在人本身并不表現(xiàn)明顯的臨床貧血癥狀，而對寄生在紅細胞里的瘧原蟲確實致死的，紅細胞能輕微缺氧就足以中斷瘧原蟲形成分生孢子而死亡。通過對材料的分析，基因突變的利還是弊，是相對于環(huán)境而言的，一般情況下，一定環(huán)境下生存著的生物，是適應(yīng)現(xiàn)在的環(huán)境的，生物與環(huán)境和諧統(tǒng)一，基因突變后，往往打破這種和諧，對生物的生存不利。特點五：多害少利性。通過對以上所創(chuàng)設(shè)問題的分析，學(xué)生對基因突變的特點有了一個基本認識，也能辯證發(fā)展的觀點對基因突變的利與弊進行有效地分析，這有助于學(xué)生形成正確的科學(xué)價值觀。5.基因突變的意義本環(huán)節(jié)通過展示不同毛色的四只鸚鵡、長頸鹿一家、帝企鵝一家、大象一家溫馨的、充滿愛的圖片，導(dǎo)出基因突變的意義：1、是新基因產(chǎn)生的途徑；2、是生物變異的根本來源；3、是生物進化的原材料。六、總結(jié)、鞏固、作業(yè)（一）每課一結(jié)（由學(xué)生自主完成）（二）練一練跳一跳（三）基因重組（練一練）1.有關(guān)基因突變的敘述，正確的是（C）A.不同基因突變的概率是相同的B.基因突變的方向是由環(huán)境決定的C.一個基因可以向多個方向突變D.細胞分裂的中期發(fā)生基因突變2.基因A與a1、a2、a3之間的關(guān)系如圖，該圖不能表明的是（D）TOC\o"1-5"\h\zA.基因突變是不定向..B.等位基因的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果C.正常基因與致病基因可以通過突變而轉(zhuǎn)化?D.這些基因的轉(zhuǎn)化遵循自由組合定律.下列有關(guān)基因突變的敘述，錯誤的是（A）■A.只有進行有性生殖的生物才能發(fā)生基因突變B.誘發(fā)突變的突變率比自然突變的突變率高C.基因突變是生物進化的重要因素之一D.基因堿基序列改變不一定導(dǎo)致性狀改變.下列有關(guān)基因突變的敘述中，不正確的是（D）A.基因突變是指基因結(jié)構(gòu)中堿基對的增添、缺失或替換B.基因突變是由于基因中脫氧核苷酸的種類、數(shù)目和排列順序的改變而發(fā)生的C.基因突變可以在一定外界環(huán)境條件或者生物內(nèi)部因素的作用下引起的D.基因突變的頻率是很低的，并且都是有害的通過一些基礎(chǔ)題的訓(xùn)練，鞏固本節(jié)課的重點內(nèi)容，同時，讓班級中基礎(chǔ)薄弱同學(xué)回答，增強他們學(xué)習(xí)生物的信心，同時，增加對生物學(xué)科的興趣。（跳一跳）.如果一個基因的中部缺失了1個堿基對，不可能的后果是（A）A.沒有多肽產(chǎn)物B.翻譯為多肽時在缺失位置終止C.所控制合成的多肽減少多個氨基酸D.翻譯的多肽中，缺失部位以后的氨基酸序列發(fā)生變化6.某原核生物因一個堿基對突變而導(dǎo)致所編碼蛋白質(zhì)的一個脯氨酸（密碼子有CCU、CCC、CCA、CCG）轉(zhuǎn)變?yōu)榻M氨酸（密碼子有CAU、CAC）。基因中發(fā)生改變的是（A）A.G三C變?yōu)門=AB.A=T變?yōu)镃三GC.鳥喋吟變?yōu)樾叵倏錎.胸腺喀咤變?yōu)橄汆┮饕粋€雙鏈DNA分子,在復(fù)制解旋時,一條鏈上的G變?yōu)镃,則該DNA分子經(jīng)n次復(fù)制后，發(fā)生錯誤的口附占（A）A.1/2B.l/（2n-l）C.l/2nD.18.下列大腸桿菌某基因的堿基序列的變化，對其所控制合成的多肽的氨基酸序列影響最大的是（不考慮終止密碼子）（B）-ATGCKfcCTGCTGAGAGTTCTAA-1471013100呻期A.第6位的C被替換為TB.第9位與第10位之間插入1個TC.第100、101、102位被替換為TTTD.第103至105位被替換為1個T這四道題，都有一定難度，通過學(xué)生的分析，鞏固基因突變的難點：基因突變的本質(zhì)以及對生物性狀的影響。讓一些明確知道答案的成績優(yōu)異的同學(xué)來回答，并進行分析，讓他們有一定的成就感，對其他同學(xué)學(xué)習(xí)生物有一定的刺激作用。七、教學(xué)反思1、優(yōu)點：（1）在教學(xué)設(shè)計上，根據(jù)學(xué)生的認知特點，對教材內(nèi)容進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和重組，通過層層遞進的設(shè)問，引導(dǎo)學(xué)生分析、探究基因突變的相關(guān)內(nèi)容。問題的指向明確，具有良好的思維梯度，能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進行主動的思考與討論。（2）在教學(xué)設(shè)計上，能夠深入分析教材和學(xué)情，準(zhǔn)確制定教學(xué)目標(biāo)和重難點；在教學(xué)過程中，能夠用有效地教學(xué)手段和策略突出教學(xué)重點、突破教學(xué)難點。（3）教師能夠精選教學(xué)圖片、動畫和資料，引起學(xué)生興趣并引導(dǎo)學(xué)生進行相關(guān)的分析與討論，所選資料既與本節(jié)內(nèi)容相關(guān)，又與后續(xù)內(nèi)容相關(guān)，在有效突出重點，突破難點的同時，也起到了承上啟下的作用；對某些資料進行深入挖掘，資料的作用得到了最大的優(yōu)化。（4）在教學(xué)中，嘗試讓學(xué)生自己歸納相關(guān)概念。從教學(xué)效果上來看，學(xué)生不僅能夠自主、準(zhǔn)確的概括出概念，更重要的是，學(xué)生對概念的獲得，不再是被動地接受，而是通過自己的觀察、分析主動地歸納得出，學(xué)生對這種學(xué)習(xí)方式獲得的概念，是深刻的、持久的。（5）注重師、生之間人際關(guān)系的多邊互動，通過師生之間的問答，學(xué)生之間的交流合作，這些課堂交往方式的運用，使課堂更具趣味性，更加和諧