基因突变教学设计与反思

教学设计基本信息名称基因突变执教者XXX课时1所属教材目录人教版高中生物必修2教材分析本节课是遗传与进化第五章第一节的内容《基因突变和基因重组》，考虑到教学内容的关系，在教材处理上，用1课时的时间进行基因突变的教学。《基因突变》的教学重点应该包括三个方面的内容：基因突变的概念、基因突变的原因和基因突变的特点。这是基因突变的三个核心内容，因此为教学重点。在教学内容上，还会涉及到基因突变的意义，而基因突变的意义会与生物进化联系起来，学生在理解起来比较困难，因此教学难点确定为：基因突变的意义。学情分析学生之前已经学习了《基因的本质》和《基因的表达》，对生物的变异现象，生活中也有很丰富的例子，所以学生并不陌生。但是对于可遗传变异的本质需要进一步的学习。根据学生的认知规律，通过设计递进的问题，引导学生分析和讨论，由感性认识上升到理性知识，将外部语言转化成内部言语。教学目标知识与能力目标概述基因突变的实质;举例说明基因突变的特点;说出基因突变与生物进化的关系。过程与方法目标通过资料的探究和讨论，实现学习中概念的自我构建和自我生成。通过前后知识的联系、概念图，拓展学生思维的广阔性，建构知识的系统性。情感态度与价值观目标通过对基因突变的原因和特点的逻辑论证，使学生认识到生物丰富多彩的本质，对学生进行辩证唯物主义的思想教育。通过基因突变与生活的联系，使学生形成关爱生命，热爱生命的态度。教学重难点重点基因突变的概念、基因突变的原因和基因突变的特点。难点基因突变的意义教学策略与设计说明策略一:触动学生学习兴趣，激发求知欲。用学生学习中会出现的一个实际问题创设情境来引入新课，然后从实例入手，通过设计积极思维活动，来引导学生对镰刀型细胞贫血症的分析。策略二:培养思维能力，引导自主探究。在教师引导下，不断地提出新问题让学生讨论、质疑，在师生对话中让学生理解基因突变的概念、特点和意义。教学过程教学环节（注明每个环节预设的时间）教师活动学生活动设计意图创设情境导入新课5分钟龙生九子连母十个样引出变异的概念，提问引起生物性状改变的原因是什么？环境变化引起的变异为不可遗传的变异；基因变化引起的变异为可遗传变异。可遗传变异主要包括基因突变、基因重组、染色体变异，这就是第五章主要研究的内容。今天我们首先来学习基因突变。展示学习目标学生思考回答复习旧知识引入新课基因突变的实例——镰刀型细胞贫血症10分钟介绍镰刀型细胞贫血症的发现结合基因指导蛋白质的合成过程，小组合作探究谷氨酸被缬氨酸取代的根本原因。因为谷氨酸和缬氨酸的密码子都不止一种，所以有多种可能性，引导学生分析哪一种或哪几种可能性最高。请学生交流讨论的结果推导有两种可能，密码子由GAA变成了GUA，或者由GAG便成了GUG.但是因为基因的特异性，所以只能是其中的一种情况。教师指出实际是由GAA变成了GUA.教师引导学生归纳出：镰刀型细胞贫血症学生讨论并交流讨论结果学生根据图解归纳镰刀型细胞贫血症产生的根本通过比较正常红细胞和畸形红细胞，从而引出镰刀型细胞贫血症培养学生利用已学知识（基因控制蛋白质的合成）解决新产生的根本原因是基因中碱基对的替换引起的。原因问题的能力基因突变的概念12分钟过渡：除了碱基对的替换能够改变基因结构外，还有什么方式也能够改变基因结构呢？教师引导学生小结基因突变的概念：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。思考讨论：思考1：基因突变，是否一定会引起生物性状的改变？思考2：碱基对的缺失与替换相比哪一个对生物的影响更大？缺失一个碱基对和缺失两个、三个碱基对生物的影响哪个更大？学生总结基因突变的概念思考、讨论、回答培养学生归纳总结和语言表达能力基因突变的原因和特点10分钟1.普遍性阅读课本81-82页内容，总结基因突变产生的原因和特点（举例说明）。将致癌因子和引起基因突变的因素联系起来。结合现实生活讲解引起基因突变的因素：介绍切尔诺贝利核电站核泄漏和日本原子弹爆炸的资料，介绍吸烟的危害，介绍亚硝酸和黄曲霉素。举例说明基因突变的特点：举例：果蝇红眼中出现白眼，水稻的矮秆中出现髙秆，牛犊的褐色毛中出现白色毛，人的红绿色盲不管是低等生物，还是高等动植物以及人，都会发生基因突变。引导：果蝇的红眼与白眼，水稻的髙秆和矮秆，这都是一对一对的什么性状？学生阅读、总结、回答培养学生的阅读能力和归纳能力通过简单而具体的事例，让学生更容易理解微观的基因突变特点2、害多利少3.不定向性4.随机性5.低频性控制相对性状的是一对什么基因？归纳小结：基因突变的结果就是使得一个基因变成了它的等位基因。讨论：基因突变一定能改变生物的表现型吗？小结：基因突变不一定改变表现型。原因：1.如果基因突变没有改变氨基酸，则不改变表现型2.如果基因突变改变氨基酸，表现型可能发生改变（如为隐性突变，如AA突变为Aa表现型不变）思考：你觉得基因突变后对生物是有利还是有害？如果没有改变表现型，既无利又无害。如果改变了，则可能有害，可能有利。大多数是有害的，有利的很少。教师举例：果蝇眼色的基因突变提问：基因突变的随机性体现在哪些方面？基因突变发生在什么细胞中能够遗传下去？据估计，在高等生物中，大约10万~1亿个生殖细胞中才会有一个发生基因突变。DNA复制的错误率约为10-9，也就是说每连接10亿个核苷酸才可能发生一个错误。提问：频率低是否就意味着突变少？基因突变的意义5分钟思考与讨论：基因突变能产生新的基因吗？这些新的基因产生的新表现型对生物的生存有什么意义（有利还是有害）？自然环境会选择哪些个体生存下来？小结：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。通过开展问题式的讨论，拓展学生的思维课堂小结2分钟基因突变的概念、原因、特点、意义。布置作业1分钟习题册中：一、基因突变的实例、概念1．引起镰刀型细胞贫血症的根本原因是__________________的基因发生了突变，直接原因是构成血红蛋白的一条肽链上的____________被____________取代。2．基因突变：由于DNA分子中发生碱基对的________、________或________，而引起的基因结构的改变。所以基因突变常发生在________________和________________________。3．基因突变的本质：基因突变是____________上的变化，不改变__________上基因的数量及所处位置，只改变某一基因的________及______________，即由A→a或a→A。4．基因突变对后代的影响(1)基因突变发生在体细胞有丝分裂过程，这种突变可以通过无性繁殖传给后代，但不会通过有性生殖传给后代。(2)基因突变发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程，这种突变有可能通过有性生殖传给后代。(3)生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高，这是因为生殖细胞在减数分裂过程中对外界环境因素的变化更敏感。三、基因突变的特点、原因、结果及意义1．基因突变的特点(1)____________，(2)____________，(3)______________，(4)____________，(5)________________。2．诱发生物发生基因突变的因素(1)内因：基因________改变。即DNA复制出错，碱基对(增减或改变)→碱基序列(局部密码改变、移码突变)→遗传信息(改变)。(2)外因：①________因素：如紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA。②________因素：如亚硝酸盐、碱基类似物等能改变核酸的碱基。③________因素：如某些病毒，其遗传物质能影响宿主细胞的DNA等。3．基因突变的意义：基因突变是____________产生的途径，是生物变异的________来源，是____________的原始材料。4．结果：(1)多数基因突变能引起____________的变化。(2)少数基因突变不能引起____________的改变。若发生突变后，引起mRNA上的密码子改变，但由于密码子的____________，改变了的密码子与原密码子仍对应同一种氨基酸，此时突变基因控制的性状不改变。(3)若基因突变为________突变，如AA中的一个A→a，此时性状也不改变。板书设计基因突变1、概念：DNA分子中发生碱基对的替换、增添、缺失，而引起的基因结构的改变。根本原因：DNA分子的碱基对发生变化时间：DNA分子复制时结果：引起基因结构的改变，可能会导致生物体的性状发生改变。2、原因（1）外因①物理因素：X射线、激光等。②化学因素：亚硝酸，碱基类似物等。③生物因素：某些病毒、细菌、一些代谢产物等。（2）内因DNA复制时偶尔也会产生错误。3、特点：普遍性、随机性、不定向性、低频性、少利多害性4、意义：基因突变是新基因产生的途径，是变异的根本来源，是生物进化的原始材料教学反思本课节从科学发现的过程切入，设置问题情境，引导学生探究；用类比推理的方法引导学生理解基因突变的类型；通过生活中的具体事例引导学生理解抽象的概念；以设问和讨论的形式引导学生思考基因突变和基因重组的意义；以填表的形式引导学生对比和总结。教师以各种方式来最大限度的调动学生学习的积极性，发挥学习小组的作用，会的教不会的，做到学生自已能学会的不讲，学生怎么学也学不会的不讲。由于问题的问题的讨论过多，显得时间不够用，所以建议在以后上课时，课提前下发学习卡，让学生提前熟悉所学内容。讨论环节的安排也要紧凑。