教案《基因突变》的教学设计

教案：《基因突变》的教学设计

永顺生物名师工作室永顺二中彭继云

一、教材和学情分析

本节课内容包含了两种可遗传变异基因突变和基因重组，而基于前面已经学习了自由组合定律和减数分裂知识，学生们对于基因重组已经有了一定的了解，在这个知识点处理上应注重对学生实际理解能力和图形分析能力的培养，通过实践提高学生的认知能力。这节课的重点和难点就集中于基因突变这个知识点，要通过多种途径来加深对基因突变的内涵和外延的理解。

二、教学目标及重难点

【知识目标】

1.结合实例.模型.游戏等方法从分子水平（碱基对替换.增添.缺失）分析基因突变发生的时间，内因，推导出基因突变概念。

2. 分析基因突变发生在体细胞和生殖细胞时对其控制合成的蛋白质.对性状与子代的影响。

3.基因突变的产生外在原因.特点及意义。

【能力目标】

1.借助示意图的观察和对问题的思考，提高学生判断.推理等能力。

2.通过实例、模型演示推出基因突变概念的过程，锻炼学生们合作探究的能力。

【情感态度价值观目标】

1.通过分析引起基因突变的外部原因培养学生正确的生活态度，珍惜爱护生命。

2.认同基因简并性保持生物性状稳定性的意义，以及基因突变.基因重组对生物多样性形成的积极意义。

【重点、难点】

基因突变发生的概念.原因及特点。

基因突变及基因重组的意义。

三、教学方法及教具

针对教学内容和教学目标，选择的教学方法为：情境教学法.问题教学法.小组讨论法.学生分析归纳法。

教学流程大体为：提出问题──观察现象──分析探索──得出结论。针对学生的认知规律，由熟悉到陌生，引导学生逐渐掌握所学知识。

教具：多媒体.大白纸.染色体卡片

四、课时安排1课时

五、教学过程

导入：（呈现大s和小s图片及不同花的形状、颜色图片）提出问题：为什么花的颜色和形状差距这么大呢？姐妹两个为什么性状差异也很大？先提出变异的概念。然后思考这种变异可以遗传么？如果是遗传物质改变，会不会遗传给后代呢？

学生活动：学生通过两个素材观察分析，说出环境引起的是不可以遗传的变异，而遗传物质的改变一般可以遗传的变异。

教师点拨总结：变异分为不可遗传的变异和可遗传的变异，可遗传的变异包括基因重组.基因突变和染色体变异。这节课我们来探讨基因突变和基因重组这两种变异。

先导入“变异”的学习：

课件展示两幅图片（柳叶眉和太空椒），引领学生了解“变异”现象。

教师提问：两种情况分别是什么变异变异？能遗传吗？

教师归纳：可遗传变异和不可遗传变异。掌握可遗传变异的三种类型，由此导入本节课题《基因突变和基因重组》。

课件展示本节课教学目标和重难点。

（一）基因突变

资料呈现：1910年，一位美国黑人青年由于发烧和肌肉疼痛到医院看病，医生检查发现，他患的是当时人们尚未认识的一种特殊的贫血病──镰刀型细胞贫血症。（附正常红细胞和异常红细胞的图片）

教师阐述:我们知道，正常人的红细胞是圆饼状的，而镰刀型细胞贫血症患者的红细胞却是弯曲镰刀状的。这样的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。这种病是怎样形成的呢？我们一起来探究。

教师多媒体呈现：血红蛋白分子的部分氨基酸顺序

正常……缬氨酸—组氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸—

异常……缬氨酸—组氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—缬氨酸—谷氨酸—赖氨酸—

学习任务：找出镰刀型细胞贫血症患者血红蛋白分子异常的原因。

学生对比回答:谷氨酸被缬氨酸替换。

学生借助学案中“思考与讨论”和密码子表分析推测相应的DNA分子的碱基片段发生了什么变化？

学生分析后回答：T//A 被 A//T取代。

教师总结：

直接原因：蛋白质中氨基酸被替换。

根本原因：碱基对替换。

教师设计一个DNA片段。课件展示DNA片段中碱基对的三种变化，引导学生归纳出基因突变的概念

1.基因突变的概念：DNA分子中发生碱基对的替换.增添和缺失，而引起的基因结构的改变。

2.实质：基因结构的改变

教师提供DNA分子中增添.缺失或替换一个碱基对的4中情况。

学生活动：以小组为单位展开活动，分别记录下转录后的mRNA及翻译后的氨基酸序列。让各组学生派代表到黑板上展示4种情况。

教师进一步提问：这些种情况对性状的影响程度大小。

分析得出：一般情况下，增添或缺失一个碱基对引起的基因突变影响大于替换引起的基因突变。

【设计意图】通过模型的构建过程，充分发挥了直观教学的作用，学生们在亲身实践中发现了基因突变发生的几种情况，突破了这个抽象的概念，并利用了前面转录和翻译的知识来解决分析了基因突变的几种情况对性状的影响。

教师提问：回想DNA分子的结构及特点（双螺旋结构、稳定性），思考DNA分子在什么时候不太稳定？（DNA分子复制解旋时）引出基因突变的时期？

即DNA分子复制时容易发生基因突变。

3.发生时期：细胞分裂间期（有丝分裂.减数第一次分裂前的间期）

引入下一知识内容：如果人体某些细胞基因突变，有可能发展为癌细胞。癌症就是原癌基因与抑癌基因的突变逐渐积累的结果。

设置问题情境：在生活中有什么因素容易引发癌症，从而发生基因突变呢？

学生思考.讨论.举例说明：

物理因素：在强日光照射下容易得皮肤癌；在医院放射室工作的医生容易得癌症等

化学因素：咸菜等腌制食品必须检测亚硝酸盐的含量，亚硝酸盐含量过多可能会致癌等) 教师总结诱发基因突变的因素：

4.基因突变的原因：

外因：

①物理因素：紫外线.X射线.激光

②化学因素：亚硝酸盐.碱基类似物等

③生物因素：某些病毒.细菌的代谢产物等

内因： DNA复制过程中出错。

【设计意图】通过分析引起基因突变的外部原因培养学生正确的生活态度，珍惜爱护生命。教师提问：基因突变的特点有哪些？

学生通过预习课本能很快回答出有关特点，在此基础上教师在进行补充完善。

5. 基因突变的特点：普遍性、随机性、不定向性、低频性、多害少利性。

教师搜集多种资料，让学生进一步理解基因突变的各个特点。

第一个特征：普遍性

绵羊：正常绵羊——短腿安康羊玉米：正常苗——白化苗

人：正常肤色——白化病细菌：无抗药性——抗药性

第二个特征：随机性

基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期；可以发生在细胞内不同的DNA分子上；同一DNA分子的不同部位。

第三个特征：不定向性

如:小鼠的多种毛色。控制小鼠毛色的基因可以突变成黄色基因，也可以突变成黑色基因。

教师画出黑板图：

基因突变率

大肠杆菌组氨酸缺陷型基因2×10－６

果蝇的白眼基因4×10－5

果蝇的褐眼基因3×10－5

玉米的皱缩基因1×10－６

小鼠的白化基因1×10－5

人类色盲基因3×10－5

第五个特征：多害少利性。

展示4个幻灯片：畸形雏鸡、白化玉米苗、人的多指、白化病病人

引入下一个问题：普遍发生的基因突变有何意义？

引导学生思考.分析：

①基因突变能产生新基因吗?

②新基因的产生对生物生存有意义吗？

③自然环境会选择哪个个体留存下来？

④基因突变对生物进化有何意义？

学生思考回答：

6.基因突变的意义：基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料。

教师点拨：基因突变是新基因产生的途径这个意义。

教师可再补充基因突变的类型（显性突变和隐性突变），帮助学生理解基因突变是如何产生新基因的。

【设计意图】通过阅读资料获取有用的信息，创设问题情境引导学生通过自主学习和小组合作来总结归纳出基因突变的特点和意义。

思考：基因突变一定可以遗传给后代么？

学生结合有性生殖知识总结出：基因突变若发生在配子中，将会遗传给后代，发生在体细胞中的基因突变，一般是不能够遗传的。（教师补充：发生在植物体细胞中的基因突变，如何能够遗传？---无性繁殖.营养繁殖）

教师引出：突变后一定会引起生物性状的改变么？

教师点拨：由于一种氨基酸可能有几种密码子，这一现象称做密码子简并，以致DNA

分子碱基对的替换不一定会导致生物性状的变化。

【设计意图】通过两个思考题加深对基因突变的理解。

通过小组讨论和分析，让学生们发现问题并结合以前的知识来解决现在的问题，提高了学生分析解决问题的能力和自我获取知识的能力。

六：板书

七：作业