《基因突變和基因重組》教學(xué)設(shè)計——王敏【教學(xué)背景】生物的變異現(xiàn)象對于學(xué)生而言并不陌生。通過前面章節(jié)的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)初步認識到生物的性狀不僅由基因控制而且受環(huán)境影響。本節(jié)在此基礎(chǔ)上,進一步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)遺傳物質(zhì)究竟是如何引起生物的變異的,這些變異的特點和對生物個體和進化的意義。學(xué)生經(jīng)過近一學(xué)年的學(xué)習(xí),已經(jīng)初步掌握了科學(xué)探究的一般方法,具備了一定通過資料獲取信息的能力,因此本節(jié)可完全可以通過問題引領(lǐng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)基因突變的概念和特點,基因重組的類型和意義。學(xué)生對與生活聯(lián)系密切的實際問題有著濃厚興趣,本節(jié)課可以通過對生活實際中問題分析,進一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣。【教材分析】本節(jié)是人教版普通高中標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書生物必修2《遺傳與進化》的第五章《基因突變及其他變異》的第一節(jié)內(nèi)容。通過前面各章的學(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"等問題已有了基本的認識。本章內(nèi)容既是對前四章內(nèi)容合乎邏輯的延續(xù),又是學(xué)習(xí)第六章《從雜交育種到基因工程》和第七章《現(xiàn)代生物進化理論》的重要基礎(chǔ)。本節(jié)從實例入手,通過對鐮刀型細胞貧血癥的分析,引入基因突變的概念,然后詳細闡述基因突變的原因和特點。在講述基因突變的原因和特點時,先大致歸納了引起基因突變的三類原因,然后緊扣原因分析特點。在闡述自然狀態(tài)下基因突變的頻率很低時,教材用實例說明在一個足夠大的群體中,即使基因突變頻率很低,突變個體仍然會占有一定的數(shù)量。這個實例體現(xiàn)了生物在進化教程中“變”與“不變”的平衡,有助于學(xué)生理解基因突變在生物進化中所占有的重要地位。在基因重組部分,教材設(shè)置了“思考與討論”的欄目,旨在讓學(xué)生利用數(shù)學(xué)方法,通過計算,體會基因重組機制提供的極其多樣的基因組合方式?！救S目標(biāo)】知識目標(biāo):1.舉例說明基因突變的特點和原因。2.舉例說出基因重組類型。3.說出基因突變和基因重組的意義。能力目標(biāo):1.通過對課本中實例的分析,培養(yǎng)學(xué)生分析歸納總結(jié)的邏輯推理能力。2．通過學(xué)生之間相互啟發(fā)、相互補充、激發(fā)靈感,提高學(xué)生合作—探究的能力。3.教師精心設(shè)計智能訓(xùn)練和反饋.培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力。情感目標(biāo):1.通過引導(dǎo)學(xué)生對鐮刀型細胞貧血癥病因的分析,讓學(xué)生體驗基因突變概念的形成過程。2.通過對基因突變原因及特點的邏輯論證過程,不但可以使學(xué)生懂得生物界豐富多彩的本質(zhì),還可以對學(xué)生進行辯證唯物主義的思想教育。3．通過基因突變與生活的聯(lián)系,使學(xué)生能形成關(guān)愛生命,熱愛生命的態(tài)度。【教學(xué)策略】1.本節(jié)課教學(xué)策略為:①從科學(xué)發(fā)現(xiàn)切入,設(shè)置問題情境,引導(dǎo)學(xué)生探究。②用類比推理的方法引導(dǎo)學(xué)生理解基因突變的類型。③通過生活中的具體事例理解抽象的概念。④以設(shè)問和討論的方式引導(dǎo)學(xué)生思考基因突變和基因重組的意義。⑤以填表的形式引導(dǎo)學(xué)生對比和總結(jié)。2.教法:利用多媒體課件,創(chuàng)設(shè)形象生動的教學(xué)氛圍;同時應(yīng)用講述法、談話法、比較法、指導(dǎo)讀書法等,發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性;配合知識內(nèi)容,用投影打出資料或電腦演示相應(yīng)軟件,解決知識上的難點,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、增加課容量。3、學(xué)法:觀察與比較、思考與討論、分析與歸納【教學(xué)重點、難點】基因突變的概念及特點基因突變的原因基因突變和基因重組的意義【教學(xué)過程】教學(xué)內(nèi)容教師的組織和引導(dǎo)學(xué)生活動教學(xué)意圖一、變異的類型導(dǎo)入:DNA的準(zhǔn)確復(fù)制保證了遺傳信息的穩(wěn)定遺傳,而在代代相傳的過程中會不會發(fā)生變化呢?會的,發(fā)生的這種變化就是變異,生活中存在著很多變異現(xiàn)象:(圖片展示)整修過的眉毛可不可遺傳水毛茛水上和水中葉片的形狀不同?為什么?一母生九子,連母十個樣這些實例中,哪些可遺傳,哪些不可遺傳?總結(jié)變異的類型:可遺傳變異和不可遺傳變異。分類依據(jù):遺傳物質(zhì)是否發(fā)生改變?？蛇z傳變異分成三大類:基因突變、基因重組和染色體變異?？蛇z傳變異分成三大類：基因突變、基因重組和染色體變異。邊看圖片邊聽老師描述,并討論引導(dǎo)學(xué)生練習(xí)實際生活并總結(jié)變異的類型二、基因突變的實例同學(xué)們在感冒發(fā)燒的時候,你怎么做?如果持續(xù)發(fā)燒呢,醫(yī)生會建議查血。1910年,一位美國黑人青年由于發(fā)燒和肌肉疼痛到醫(yī)院看病,醫(yī)生檢查發(fā)現(xiàn),他的紅細胞不正常。正常人的紅細胞是什么樣的?(圖片展示:正常的紅細胞),可這位青年的紅細胞卻是鐮刀型的,運輸氧氣的能力下降而患貧血。于是給他的病起了個名字——鐮刀型細胞貧血癥。（圖片展示：異常的紅細胞）后來,人們慢慢認識到鐮刀型細胞貧血癥是可以遺傳的,是一種分子病（血紅蛋白結(jié)構(gòu)異常）,最終發(fā)現(xiàn)了它的病因。我們也來探究探究它的病因（圖片展示：氨基酸的排序,）蛋白質(zhì)是由氨基酸構(gòu)成的這是正常血紅蛋白的氨基酸排序,下面這是異常血紅蛋白的氨基酸排序,請同學(xué)們觀察有什么不同這是直接原因,那根本是什么呢？根據(jù)我們所學(xué)的：基因怎樣控制蛋白質(zhì)合成往上追溯它的源頭。這是直接原因，那根本是什么呢？根據(jù)我們所學(xué)的:基因怎樣控制蛋白質(zhì)合成往上追溯它的源頭。這是直接原因，那根本是什么呢?根據(jù)我們所學(xué)的：基因怎樣控制蛋白質(zhì)合成往上追溯它的源頭。這是直接原因，那根本是什么呢？根據(jù)我們所學(xué)的：基因怎樣控制蛋白質(zhì)合成往上追溯它的源頭。生回答圓餅型氨基酸變了以學(xué)生身邊的生產(chǎn)實例和熟悉的事例,創(chuàng)設(shè)問題情景,引導(dǎo)學(xué)生思考引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析,培養(yǎng)歸納能力總結(jié):這是根本原因鐮刀型細胞貧血癥可以體現(xiàn)基因?qū)π誀羁刂频哪臈l途徑呢?鐮刀型細胞貧血癥可以體現(xiàn)基因?qū)π誀羁刂频哪臈l途徑呢？學(xué)生P81思考與討論(查閱密碼子表,后完成DNA序列,而后自己找出鐮刀型細胞貧血癥的原因——堿基對發(fā)生了替換——回答問題鍛煉學(xué)生的合作能力三、基因突變的概念師：這是一種基因突變,堿基對除了替換還會發(fā)生什么樣的變化？我們來做個游戲,我手里的紙上有一句話,我只給第一個同學(xué)看,讓他往后傳,傳的過程中只能說一遍（找一句話讓學(xué)生傳遞,只說一遍,組織學(xué)生活動學(xué)生游戲：充當(dāng)傳話筒,最后一位同學(xué)將結(jié)果說出來,與第一位同學(xué)看到的做個比較學(xué)生游戲:充當(dāng)傳話筒，最后一位同學(xué)將結(jié)果說出來，與第一位同學(xué)看到的做個比較學(xué)生游戲：充當(dāng)傳話筒，最后一位同學(xué)將結(jié)果說出來，與第一位同學(xué)看到的做個比較通過游戲引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從而可以理解基因突變的原因通過游戲引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而可以理解基因突變的原因我們把這句話比作DNA片段,一個字看做一個堿基對,傳話過程看做DNA復(fù)制過程,最后意思變了——DNA（基因）結(jié)構(gòu)變了,變成幾種意思了？基因在傳遞信息的過程中也會出現(xiàn)這些情況,以堿基對為單位,多了,少了,換了,而引起基因結(jié)構(gòu)改變,這就是基因突變。找同學(xué)起來復(fù)述,讓同學(xué)看課本。加強課本知識的印象四、對生物體的影響突變后對生物體的性狀有什么影響學(xué)生通過閱讀課本回答相關(guān)問題鍛煉學(xué)生的自習(xí)能力五、基因突變的原因生活中有哪些因素容易引起基因突變,引發(fā)癌癥呢?指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材中有關(guān)基因突變原因的內(nèi)容學(xué)生思考、討論,并舉例說明利用生活中的實例幫助學(xué)生理解基因發(fā)生突變的原因六、基因突變的特點指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)教材,并進行總結(jié)基因突變是廣泛存在的,但不是所有的基因突變都是不利的,有什么意義呢?我們來思考問題1.基因突變能產(chǎn)生新基因么?2.新基因的產(chǎn)生對生物的生存有意義么?3.環(huán)境會選擇那些個體生存?這就是基因突變的意義。(圖片展示）這就是基因突變的意義。（圖片展示)這就是基因突變的意義。（圖片展示）學(xué)生自學(xué)并總結(jié)生回答內(nèi)容較簡單,便于學(xué)生自學(xué)七、基因重組概念2、來源3.意義3、意義展示同卵雙生和龍鳳胎的照片,你知道為什么么?我們來看一下:(圖片展示:減Ⅰ后期圖像)這一時期的主要特點是什么?這一時期可體現(xiàn)出孟德爾遺傳定律的本質(zhì)所在。展示基因、和產(chǎn)生的配子后問:基因A-a及B-b什么關(guān)系?所在的染色體什么關(guān)系?就實現(xiàn)了一個基因重組,使非同源染色體上的非等位基因重新組合。一個精原細胞可不可以產(chǎn)生更多種的配子呢?對了。我們來看看（圖片展示：交出互換圖）?；蛑亟M還有一個來源,仍是在減數(shù)分裂過程中,這實現(xiàn)了同源染色體上的非等位基因的重組,基因重組有兩個來源展示幻燈——基因重組的來源不管是那種來源,基因重組都發(fā)生于減數(shù)分裂過程中,通過受精作用表現(xiàn)出來,也就是說通過有性生殖去實現(xiàn)那同學(xué)們能不能對基因重組的概念描述一下呢?這是傳統(tǒng)意義上的基因重組。社會在進步,科學(xué)在發(fā)展,基因重組的來源也增多了,例如抗蟲棉的出現(xiàn)、胰島素的大量生產(chǎn),利用了基因重組的原理,使基因重組不僅限于能進行有性生殖的生物之間,實現(xiàn)了真原核生物之間的基因重組。來源會不會再增加呢,希望寄托在你們身上了,有信心么?老師很期待。在此之前我們要用足夠的知識把自己武裝起來。我們說基因突變可以產(chǎn)生新基因,那基因重組可不可以呢？這是二者的區(qū)別之一。由于基因重組產(chǎn)生了多種多樣的配子,雌雄配子的隨機結(jié)合就使“一母生九子,連母十個樣,你如何理解人群中個體性狀如此多樣化呢？我們來看（圖片展示：課本P83思考與討論）正由于配子的種類及配子的組合方式如此之多,成就了如此多樣的人,在這么多的基因組合中,總有適應(yīng)某種變化環(huán)境的,有助于物種在一個無法預(yù)測的變化環(huán)境中生存所以說它為生物變異提供了極其豐富的來源,對生物的進化具有重要意義這就是基因重組的意義。（圖片展示：意義）這是二者的區(qū)別之一。由于基因重組產(chǎn)生了多種多樣的配子，雌雄配子的隨機結(jié)合就使“一母生九子，連母十個樣，你如何理解人群中個體性狀如此多樣化呢？我們來看（圖片展示:課本P83思考與討論）正由于配子的種類及配子的組合方式如此之多，成就了如此多樣的人，在這么多的基因組合中，總有適應(yīng)某種變化環(huán)境的，有助于物種在一個無法預(yù)測的變化環(huán)境中生存所以說它為生物變異提供了極其豐富的來源，對生物的進化具有重要意義這就是基因重組的意義。（圖片展示:意義）這是二者的區(qū)別之一。由于基因重組產(chǎn)生了多種多樣的配子，雌雄配子的隨機結(jié)合就使“一母生九子，連母十個樣，你如何理解人群中個體性狀如此多樣化呢?我們來看（圖片展示：課本P83思考與討論）正由于配子的種類及配子的組合方式如此之多，成就了如此多樣的人，在這么多的基因組合中，總有適應(yīng)某種變化環(huán)境的，有助于物種在一個無法預(yù)測的變化環(huán)境中生存所以說它為生物變異提供了極其豐富的來源，對生物的進化具有重要意義這就是基因重組的意義。（圖片展示：意義）這是二者的區(qū)別之一。由于基因重組產(chǎn)生了多種多樣的配子，雌雄配子的隨機結(jié)合就使"一母生九子，連母十個樣，你如何理解人群中個體性狀如此多樣化呢？我們來看（圖片展示：課本P83思考與討論）正由于配子的種類及配子的組合方式如此之多，成就了如此多樣的人，在這么多的基因組合中，總有適應(yīng)某種變化環(huán)境的，有助于物種在一個無法預(yù)測的變化環(huán)境中生存所以說它為生物變異提供了極其豐富的來源，對生物的進化具有重要意義這就是基因重組的意義。（圖片展示：意義）這是二者的區(qū)別之一。由于基因重組產(chǎn)生了多種多樣的配子，雌雄配子的隨機結(jié)合就使“一母生九子，連母十個樣，你如何理解人群中個體性狀如此多樣化呢？我們來看(圖片展示：課本P83思考與討論）正由于配子的種類及配子的組合方式如此之多，成就了如此多樣的人，在這么多的基因組合中，總有適應(yīng)某種變化環(huán)境的，有助于物種在一個無法預(yù)測的變化環(huán)境中生存所以說它為生物變異提供了極其豐富的來源，對生物的進化具有重要意義這就是基因重組的意義。(圖片展示：意義）這是二者的區(qū)別之一。由于基因重組產(chǎn)生了多種多樣的配子，雌雄配子的隨機結(jié)合就使“一母生九子，連母十個樣，你如何理解人群中個體性狀如此多樣化呢？我們來看（圖片展示：課本P83思考與討論)正由于配子的種類及配子的組合方式如此之多，成就了如此多樣的人，在這么多的基因組合中，總有適應(yīng)某種變化環(huán)境的，有助于物種在一個無法預(yù)測的變化環(huán)境中生存所以說它為生物變異提供了極其豐富的來源，對生物的進化具有重要意義這就是基因重組的意義。（圖片展示：意義)這是二者的區(qū)別之一。由于基因重組產(chǎn)生了多種多樣的配子，雌雄配子的隨機結(jié)合就使“一母生九子，連母十個樣，你如何理解人群中個體性狀如此多樣化呢？我們來看（圖片展示：課本P83思考與討論）正由于配子的種類及配子的組合方式如此之多，成就了如此多樣的人，在這么多的基因組合中，總有適應(yīng)某種變化環(huán)境的，有助于物種在一個無法預(yù)測的變化環(huán)境中生存所以說它為生物變異提供了極其豐富的來源，對生物的進化具有重要意義這就是基因重組的意義。（圖片展示：意義）生回答師生共同總結(jié)思考后回答:交叉互換生思考討論并結(jié)合課本回答學(xué)生通過閱讀課本、計算來回答問題用已有知識對基因重組基因理解學(xué)習(xí),加深對知識的理解。鍛煉學(xué)生的總結(jié)能力以問題的形式引起學(xué)生的思考我們這節(jié)課就基因突變和基因重組進行了探究同學(xué)們回顧一下,把二者做一下比較,從這幾個方向進行學(xué)習(xí)填表、總結(jié)通過對比,給學(xué)生以系統(tǒng)和相對完整的知識,并學(xué)習(xí)用表格的方式進行總結(jié)?！景鍟O(shè)計】一、基因突變1.概念:DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添、缺失,而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。

根本原因:DNA分子的堿基對發(fā)生變化

時

間:DNA分子復(fù)制時

結(jié)

果：引起基因結(jié)構(gòu)的改變,可能會導(dǎo)致生物體的性狀發(fā)生改變。2、原因(1)外因①物理因素:X射線、激光等。②化學(xué)因素：亞硝酸,堿基類似物等。③生物因素