《基因突變和基因重組》教學設計1

學而優(yōu)·教有方PAGEPAGE1《基因突變和基因重組》教學設計1教學目標1.能夠根據(jù)基因突變的不同類型，分析和比較基因突變對生物性狀造成的影響。2.能夠根據(jù)基因突變的原因提出生活中避免基因突變的可行方式，并從對基因突變在生物進化中的作用進行評價。3.根據(jù)基因突變的原理，提出人類遺傳病預防和治療的可行途徑。學習目標1．基于證據(jù)，論證可遺傳的變異的來源之一是基因突變（生命觀念、科學思維）。2．基于給定的事實，采用歸納與概括的方法，運用科學思維探討基因突變的實質、對生物性狀的影響、對子代的影響，審視或論證基因突變與健康生活關系（科學思維）。3．運用遺傳和變異的觀點，制定并踐行健康生活計劃（社會責任）。重點：建構基因突變的概念；理解基因突變的原因和意義難點：基因突變的意義教學方法：學案式教學+探究式教學+多媒體輔助教學教學用具：Flash視頻、PPT、白板、基因片段模型教學過程：觀看視頻導入課題講授：同學們，大家好！首先，我們先一起來欣賞一段短片。（觀看短片）。想不想變得像短片中小男孩那么強壯？想不想變得更聰明？基因突變可以幫你實現(xiàn)這些愿望。那么，今天我們就一起來學習一下什么是基因突變，它是如何發(fā)生的，又會產(chǎn)生什么樣的影響。一、探究·實踐“基因突變”概念的建模（一）基因突變的概念過渡：基因是看不見摸不著的，很抽象。但是我們可以從宏觀上模擬一下。引導學生觀看大屏幕上展示的英文句子。學生：翻譯句子的含義。教師：展示學生抄寫句子發(fā)生錯誤時，句子的含義改變。教師引導：如果把原句想像成親代DNA分子，抄寫句子的過程想象成DNA復制將遺傳信息從親代傳遞給子代的過程，請思考此過程中堿基對可能會發(fā)生哪些變化，導致基因的含義改變？學生思考并回答：堿基對的增添、缺失、替換。師生總結：堿基對增添、缺失、替換均會引起基因堿基排列順序的改變，從而推導出基因突變的概念。進行類比推出概念（二）基因突變的實質過渡：發(fā)生了基因突變后的基因，就是一個新的基因。比較一下新基因和原基因的本質區(qū)別是什么？學生：堿基排列順序改變。教師引導：特定的堿基排列順序蘊含著特定的遺傳信息。師生總結：得出基因突變的實質：基因攜帶遺傳信息的改變。（三）基因突變的結果教師引導：如果一個基因發(fā)生了基因突變，對合成肽鏈有什么影響，對生物性狀什么影響？下面我們通過一個小組活動來探究一下。（多媒體展示小組活動的任務）學生進行小組活動，教師進行引導。活動一：基因突變對肽鏈中氨基酸序列的影響材料：白板、黑色記號筆、紅色記號筆、正常血紅蛋白基因片段模型、游離堿基對要求：1-3組：堿基對替換4-6組：堿基對增添7-9組：堿基對缺失（1）小組合作利用所給材料對正?；蚱蔚膲A基序列進行改變。（2）寫出突變后的基因轉錄出的mRNA堿基序列，查閱密碼子表，寫出相應的氨基酸序列。（3）總結基因中堿基對的改變，對肽鏈中氨基酸的序列影響。小組展示：各小組分別派代表展示替換、增添、缺失模型，并總結不同類型基因突變對合成肽鏈中氨基酸序列的影響，其他小組找不同并補充，加深印象。教師引導：將正?；?、發(fā)生了堿基對替換的的基因、發(fā)生了堿基對增添的基因、發(fā)生了堿基對缺失的基因進行對照分析，總結基因突變對肽鏈中氨基酸序列的影響是什么？學生思考并總結：基因突變對肽鏈中氨基酸序列的影響有不改變、改變了肽鏈中氨基酸的種類或數(shù)量或排列順序。教師引導：肽鏈盤曲折疊形成有空間結構的蛋白質，蛋白質是生物性狀的體現(xiàn)者。如果發(fā)生了基因突變，生物性狀是否一定改變？基因突變是否一定會遺傳給后代？學生討論，得出基因突變的結果。教師小結：我們通過模型構建，學習了基因突變的概念、本質和結果。請大家總結一下這部分內(nèi)容，完成學案上的歸納概括。學生完成歸納概括并訂正答案。二、基因突變與人類疾病過渡：基因突變可以改變生物性狀，現(xiàn)實生活中更多的例子是基因突變導致的人類遺傳病。下面就以鐮狀細胞貧血為例來分析遺傳病的發(fā)病原因。教師引導，學生總結：（展示圖片）從紅細胞形態(tài)不一樣，推出應該從生物性狀的體現(xiàn)者“蛋白質”入手分析，異常血紅蛋白中發(fā)生了一個氨基酸的替換，根據(jù)剛才學到的知識，從而找到鐮狀細胞貧血發(fā)病的根本原因：基因中一個堿基對的替換。教師引導：分析出鐮狀細胞貧血發(fā)病原因，才能進行對癥治療。下面我們就來聽一聽中科院吳立剛教授告訴我們現(xiàn)在鐮狀細胞貧血是如何治療的。（播放視頻）設計意圖：教師結合真實的案例設置情景，引導學生根據(jù)已經(jīng)學習過的知識探究病因。從現(xiàn)象到原理、從細胞水平到分子水平、由易入難，更符合學生認知規(guī)律。三、基因突變的原因過渡：基因突變導致的遺傳病很多，并且發(fā)病率逐年升高，基因如此穩(wěn)定，為什么還會發(fā)生突變？教師引導：基因突變的原因是什么？生活中有哪些因素可以誘發(fā)基因突變？學生1：射線學生2：食品添加劑學生3：病毒師生總結：物理因素、化學因素、生物因素。設計意圖：聯(lián)系生活中的例子，暢所欲言，促進學生在討論過程中實現(xiàn)次級概念的形成（描述細胞在某些化學物質、射線以及病毒的作用下，基因突變概率可能提高，某些基因突變導致細胞分裂失控，甚至發(fā)生癌變）。教師引導：在我們的生活中有這么多誘變因素，怎么避免這些因素呢？學生1：多吃新鮮蔬菜學生2：注意衛(wèi)生，勤洗手師生總結：討論生活中避免這些因素的具體做法，養(yǎng)成良好的生活習慣。設計意圖：將課堂所學帶入生活，解決生活中的實際問題，學以致用，實現(xiàn)學生情感態(tài)度的升華。四、基因突變的特點過渡：基因突變會導致遺傳病，基因突變都是不利的么？教師引導：請同學們閱讀導學案中的資料，歸納基因突變的特點。學生進行小組活動活動二：閱讀資料，歸納基因突變的特點【資料1】棉花的短果枝、水稻的矮稈、果蠅的白眼、雞的卷羽、人類的血友病都是從無到有，都是由于基因突變而引起的新的性狀的出現(xiàn)?！举Y料2】基因突變可以發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期，可以發(fā)生在體細胞中，也可以發(fā)生在生殖細胞中，可以發(fā)生在細胞內(nèi)不同的DNA上，也可以發(fā)生在同一DNA不同的部位上?！举Y料3】據(jù)科學家研究，控制小鼠毛色的灰色基因可以突變成黃色基因，也可以突變成黑色基因，而且這種突變的方向和環(huán)境沒有明確的因果關系?！举Y料4】四種基因突變率（表1）【資料5】鐮狀細胞貧血和瘧疾的地理分布高度一致，主要流行于非洲的瘧疾高發(fā)地區(qū)。流行病學調查也證實了兩者之間的相關性，瘧疾地區(qū)鐮狀細胞貧血較多是長期自然選擇的結果。小組展示：學生根據(jù)給出的資料，整合信息，歸納基因突變的特點。五、基因突變的意義教師引導：基因突變會產(chǎn)生新基因，可以產(chǎn)生新性狀，這些對生物的變異和進化有什么意義呢？學生1：多種性狀可以為進化提供原材料。學生2：產(chǎn)生新基因，是變異的根本來源。師生總結：基因突變的意義。設計意圖：建立基因突變新基因豐富的基因型不同性狀自然選擇的邏輯關系，進而理解基因突變的意義的3個維度