課程內(nèi)容授課年級高二授課類型新授課教材版本人教版必修二課時安排45分鐘課程名稱第五章第1節(jié)基因突變和基因重組（課時1）教學(xué)分析教材分析教材主要涉及基因突變的實例、原因和意義三個部分。首先，以鐮狀細胞貧血為實例，結(jié)合圖文展開對基因突變原因的探究。其次，以結(jié)腸癌為例介紹細胞癌變與基因突變的關(guān)系，并于健康生活相聯(lián)系。最后以文字的方式介紹基因突變的原因及其意義。通過課標分析，要求掌握三個次位概念：①概述堿基的替換、插入或缺失會引發(fā)基因中堿基序列的改變。②闡明基因中堿基序列的改變有可能導(dǎo)致它所編碼的蛋白質(zhì)及相應(yīng)的細胞功能發(fā)生變化，甚至帶來致命的后果。③描述細胞在某些化學(xué)物質(zhì)、射線以及病毒的作用下，基因突變概率可能提高，而某些基因突變能導(dǎo)致細胞分裂失控，甚至發(fā)生癌變。學(xué)生需要掌握基因突變的原因、意義和機制，并學(xué)會應(yīng)用分析不同基因突變所致的病癥。在章節(jié)關(guān)系上，本節(jié)為第五章《基因突變及其他變異》的第一節(jié)課。前四章的教材內(nèi)容介紹了遺傳的細胞學(xué)基礎(chǔ)、遺傳的分子基礎(chǔ)、遺傳的基本規(guī)律等，使學(xué)生認識到遺傳信息控制生物性狀，并能代代相傳。但遺傳信息在代代相傳的過程中是否會發(fā)生變異？產(chǎn)生的變異如何控制子代的性狀？為了解決這些問題，就進入第五章的學(xué)習(xí)內(nèi)容。本課時的學(xué)習(xí)重點在認識基因突變和基因重組，為更深入認識生物與環(huán)境相適應(yīng)、生物的進化等內(nèi)容打下基礎(chǔ)，起到承上啟下的作用。從生物學(xué)核心素養(yǎng)方面看，教材分析鐮狀細胞貧血的原因時，從細胞水平到分子水平都進行分析，體現(xiàn)了科學(xué)研究中所采用的科學(xué)方法。細胞癌變的實例是從分子水平到細胞水平，即從分子水平闡釋基因突變會改變相應(yīng)的性狀，利用問題支架、思考與討論、模式圖的觀察等形式進行結(jié)腸癌的原因分析，幫助學(xué)生分析和歸納得出“基因水平的改變引起細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能上的改變，進而引起性狀的改變”，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點，體現(xiàn)了基因控制著生物的性狀。教師可以讓學(xué)生以小組為單位進行討論，各小組獲取信息、陳述觀點。進行辯論，培養(yǎng)提取信息、整合信息、分析信息的能力，提高辯證思維能力。學(xué)情分析教學(xué)重難點教學(xué)重點闡明基因突變的概念，理解基因突變的機制及原因。理解基因突變和癌癥的關(guān)系，借助結(jié)腸癌典例認識細胞癌變的原因。教學(xué)難點理解基因突變的機制和意義?；蛲蛔兪欠肿铀降淖兓瑢W(xué)生難以直觀地觀察，需要借助一些宏觀模型進行教學(xué)。同時，基因突變和進化的關(guān)系學(xué)生較為模型，難以建立起聯(lián)系。教學(xué)目標教學(xué)過程時間教師行為預(yù)設(shè)學(xué)生行為設(shè)計意圖（一）情境導(dǎo)入2min介紹神舟十六號載人飛船成功發(fā)射，跟隨其一同飛天的還有來自山東、陜西、新疆、浙江、黑龍江、重慶等地的農(nóng)作物品種子。利用太空特殊的、地面無法模擬的環(huán)境，如高真空、微重力、宇宙高能等處理種子，再返回地面選育新種子、新材料，培育新品種的作物育種新技術(shù)。提問：航天育種的生物學(xué)原理是什么？跟隨教師了解神州十六號的相關(guān)知識，思考航天育種與環(huán)境之間的關(guān)系。并嘗試與基因建立聯(lián)系，復(fù)習(xí)回顧基因表達的內(nèi)容。以科技新聞導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生好奇心與興趣，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注科技生活。學(xué)生通過前期學(xué)習(xí)，能認識到性狀與基因之間存在緊密關(guān)系，嘗試從基因角度思考，但具體原因難以說明。為引出基因突變做鋪墊。（二）鐮狀細胞貧血3min講述遺傳病鐮狀細胞貧血的科學(xué)史，患者的紅細胞呈彎曲的鐮刀狀、容易破裂，易使人患上溶血性貧血，嚴重時會導(dǎo)致死亡。提問：這一疾病的病因是什么？提供資料模型，觀察血紅蛋白分子部分氨基酸序列及對應(yīng)的mRNA的堿基序列，自主分析原因?！咀灾魈骄糠治觥扛鶕?jù)教師的講述、觀察圖片信息，自主思考鐮狀細胞貧血的病因，得出該病是在組成血紅蛋白分子的肽鏈上發(fā)生了氨基酸的替換，由谷氨酸替換為纈氨酸所致。并在教師的提示下進一步猜測氨基酸的變化與堿基序列的變化有關(guān)。結(jié)合生活具體實例與科學(xué)史資料進行思考，嘗試提煉物理模型中的關(guān)鍵信息，將病癥與微觀氨基酸建立聯(lián)系，培養(yǎng)分析、解釋等科學(xué)思維。理解結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)、生命信息觀的生命觀念。10min介紹研究發(fā)現(xiàn)，這個氨基酸的變化是編碼血紅蛋白的基因的堿基序列發(fā)生改變所引起。教師提供鐮狀細胞貧血病因的部分圖解，引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位，查閱密碼子表，并利用平板上進行圖解的補充與完善。思考這種疾病是否能夠遺傳？怎么遺傳？引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：堿基的替換可以導(dǎo)致基因的改變，從而引起所編碼的蛋白質(zhì)的改變?！拘〗M合作】利用教師所給的圖解素材，通過小組合作嘗試在平板電腦上模擬完善鐮狀細胞貧血病因的圖解。在此過程熟練對密碼子表的查詢方式，復(fù)習(xí)回顧DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的規(guī)律和定義。并思考討論得出該疾病是可以遺傳的，是親代通過生殖過程把基因傳給子代。問題驅(qū)動，復(fù)習(xí)回顧密碼子的查詢方式，結(jié)合同伴討論分析病因圖解，培養(yǎng)邏輯思維和語言表達能力，促進科學(xué)思維培育。創(chuàng)新使用平板教學(xué)，將抽象的基因轉(zhuǎn)化為直觀圖像模型，在構(gòu)建中加深對中心法則的理解，鍛煉動手能力、培育溝通交流、團隊協(xié)作等情感態(tài)度。5min進一步思考啟發(fā)學(xué)生思考，是否只要有堿基的替換一定會造成所編碼的蛋白質(zhì)改變？引導(dǎo)學(xué)生通過小組合作探究，結(jié)合密碼子表進行嘗試分析，舉例解釋你的推論。在學(xué)生分析時，教師可以提供一定的提示與引導(dǎo)，輔助學(xué)生分析?？偨Y(jié)：堿基序列發(fā)生改變不一定會造成所編碼的蛋白質(zhì)改變。要根據(jù)實際情況進行分析。對此問題學(xué)生會有不同的答案，有的認為一定會造成蛋白質(zhì)的改變，有的則認為不是。通過小組合作，回憶密碼子具有簡并性，一個氨基酸可以由多個密碼子編碼。由此得出堿基替換不一定會造成所編碼的蛋白質(zhì)改變。學(xué)生修訂錯誤概念，理解堿基替換與蛋白質(zhì)之間的關(guān)系，逐步加深對“基因突變”的認識。通過上臺展示鍛煉學(xué)生語言表達能力，鍛煉科學(xué)探究能力。5min提問：如果這個基因發(fā)生的增添或缺失，氨基酸序列是否也會改變？所對應(yīng)的性狀呢？利用皺粒豌豆的形成、囊性纖維病的例子，引導(dǎo)學(xué)生在平板上進行堿基序列的模擬，思考討論得出結(jié)論。根據(jù)學(xué)生的回答，進一步引導(dǎo)提問：什么情況下增添或缺失堿基對氨基酸序列改變較小？學(xué)生對此問題有不同的答案，通過實例分析會發(fā)現(xiàn)：某一個堿基對的缺失或增添可能引起其后編碼的一系列氨基酸出現(xiàn)異常，進而導(dǎo)致對應(yīng)的性狀改變。學(xué)生可以很快認識到當(dāng)缺失或增加3個堿基時，影響最小。嘗試應(yīng)用剛剛所學(xué)的分析方式，自主進行模型構(gòu)建，培養(yǎng)學(xué)習(xí)遷移能力，加深對中心法則、密碼子具有簡并性的理解。問題驅(qū)動，培養(yǎng)學(xué)生培養(yǎng)邏輯思維和語言表達能力，促進科學(xué)思維培育。2min基于對于基因突變機理的一系列探究與學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生歸納基因突變的定義。根據(jù)對前面知識的整合與梳理，嘗試闡明基因突變的定義：DNA分子中發(fā)生堿基的替換、增添或缺失，而引起的基因堿基序列的改變，叫作基因突變。通過一系列問題驅(qū)動，最終完成對基因突變概念的理解。嘗試組織語言，有邏輯地表述。5min根據(jù)對基因突變的理解，提問基因突變一定會遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代嗎？提示學(xué)生，體細胞如果出現(xiàn)基因變異，是否會遺傳給下一代？教師再次提問：發(fā)生在體細胞中的基因突變一定不會傳遞給后代嗎？提供扦插、植物組織培養(yǎng)等例子，引導(dǎo)學(xué)生進行進一步的分析思考。學(xué)生可能會認為基因突變一旦發(fā)生一定傳給后代。根據(jù)老師的提示，學(xué)生會意識到發(fā)生在體細胞中的基因變異不會，而在配子中的才會遺傳給后代。學(xué)生通過例子可以認識到體細胞中發(fā)生基因突變也可能通過無性生殖遺傳。運用現(xiàn)實實例，深入理解基因突變發(fā)生的場所與位置，轉(zhuǎn)變學(xué)生錯誤概念，與遺傳規(guī)律建立聯(lián)系，達到教學(xué)目標。（三）細胞癌變5min1、細胞癌變的原因如果基因突變發(fā)生，對于個體來說會有什么影響呢？例如癌癥是威脅人類健康最嚴重的疾病之一。細胞的癌變與基因突變有關(guān)嗎？提供“思考·討論”中的資料，組織學(xué)生進行小組討論，回答以下兩個問題。①從基因角度，結(jié)腸癌發(fā)生的原因是什么？②健康人細胞中是否存在原癌、抑癌基因？通過提示，引導(dǎo)學(xué)生回答上述問題。同時介紹原癌基因和抑癌基因的作用。原癌基因表達蛋白質(zhì)是細胞正常的生長和繁殖所必需的，這類基因一旦突變或過量表達而導(dǎo)致蛋白質(zhì)活性過強。抑癌基因表達的蛋白質(zhì)能抑制細胞的生長和繁殖，或促進細胞凋亡，這類基因一旦突變而導(dǎo)致相應(yīng)蛋白質(zhì)活性減弱或失去活性，也可能引起細胞癌變。學(xué)生通過資料分析、小組討論，完成導(dǎo)學(xué)案上的可問題。①結(jié)腸癌是因為原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變。②部分學(xué)生可以得出：健康人的細胞中存在原癌基因和抑癌基因，原因是細胞中含有全套遺傳信息。通過資料閱讀、圖文觀察等培養(yǎng)分析、解決問題等科學(xué)探究能力。此時對部分學(xué)生來說，回答第二個問題有一定難度，需要教師的引導(dǎo)從而與前期學(xué)習(xí)的遺傳規(guī)律建立聯(lián)系。3min2、細胞癌變的特征提供癌細胞與正常細胞的對比圖，嘗試自主分析兩者的不同點。根據(jù)學(xué)生的分析，進行適當(dāng)?shù)难a充與完善，結(jié)合結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點進行引導(dǎo)。啟發(fā)學(xué)生可以在課后繼續(xù)搜集資料，尋找癌細胞易于轉(zhuǎn)移的原因。學(xué)生通過觀察，在教師的引導(dǎo)下得出癌細胞能夠無限增殖的原因：與其形態(tài)結(jié)構(gòu)有顯著關(guān)系，細胞膜上的糖蛋白等物質(zhì)減少、細胞間的黏著性顯著下降，從而容易在體內(nèi)分散轉(zhuǎn)移。通過圖片觀察，得出癌細胞和正常細胞的區(qū)別，并站在結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念角度去思考癌細胞易于擴散的原因，培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念，形成分析推理、解釋歸納的科學(xué)思維。5min3、癌癥與社會的聯(lián)系在癌癥發(fā)生的早期，患者往往不表現(xiàn)出任何癥狀，因而難以及時發(fā)現(xiàn)；而對于癌癥晚期的患者，目前還缺少有效的治療手段，因此，要避免癌癥的發(fā)生。而致癌因子是導(dǎo)致癌癥的重要因素，在日常生活中要如何遠離致癌因子呢？通過大家的交流與討論，幫助大家建立健康的生活觀，養(yǎng)成良好健康的生活方式。通過已有的生活經(jīng)驗，互相討論在生活中應(yīng)該如何養(yǎng)成健康的生活習(xí)慣，例如多鍛煉身體，多吃水果、蔬菜等高纖維、低脂肪的食品，控制體重，少抽煙，少喝酒等等。學(xué)生基于資料和經(jīng)驗分析環(huán)境與患癌之間的因果關(guān)系，發(fā)展嚴謹?shù)目茖W(xué)