《基因突变和基因重组》教学设计-王敏

《基因突变和基因重组》教学设计——王敏

[教学背景]生物的变异现象对于学生而言并不陌生。通过前面章节的学习，学生已经初步认识到生物的性状不仅由基因控制而且受环境影响。本节在此基础上，进一步引导学生学习遗传物质究竟是如何引起生物的变异的，这些变异的特点和对生物个体和进化的意义。

学生经过近一学年的学习，已经初步掌握了科学探究的一般方法，具备了一定通过资料获取信息的能力，因此本节可完全可以通过问题引领学生自主学习基因突变的概念和特点，基因重组的类型和意义。学生对与生活联系密切的实际问题有着浓厚兴趣，本节课可以通过对生活实际中问题分析，进一步激发学生学习生物的兴趣。

[教材分析]本节是人教版普通高中标准实验教科书生物必修2《遗传与进化》的第五章《基因突变与其他变异》的第一节容。通过前面各章的学习，学生对“基因是什么”、“基因在哪里”和“基因如何起作用”等问题已有了基本的认识。本章容既是对前四章容符合逻辑的延续，又是学习第六章《从杂交育种到基因工程》和第七章《现代生物进化理论》的重要基础。

本节从实例入手，通过对镰刀型细胞贫血症的分析，引入基因突变的概念，然后详细阐述基因突变的原因和特点。在讲述基因突变的原因和特点时，先大致归纳了引起基因突变的三类原因，然后紧扣原因分析特点。在阐述自然状态下基因突变的频率很低时，教材用实例说明在一个足够大的群体中，即使基因突变频率很低，突变个体仍然会占有一定的数量。这个实例表达了生物在进化教程中“变”与“不变”的平衡，有助于学生理解基因突变在生物进化中所占有的重要地位。在基因重组部分，教材设置了“思考与讨论”的栏目，旨在让学生利用数学方法，通过计算，体会基因重组机制提供的极其多样的基因组合方式。

[三维目标] 知识目标：

1．举例说明基因突变的特点和原因。 2．举例说出基因重组类型。

3．说出基因突变和基因重组的意义。 能力目标：

1．通过对课本中实例的分析，培养学生分析归纳总结的逻辑推理能力。

2．通过学生之间相互启发、相互补充、激发灵感，提高学生合作—探究的能力。 3．教师精心设计智能训练和反馈．培养学生理论联系实际的能力。 情感目标：

1 ．通过引导学生对镰刀型细胞贫血症病因的分析，让学生体验基因突变概念的形成过程。 2．通过对基因突变原因与特点的逻辑论证过程，不但可以使学生懂得生物界丰富多彩的本质，还可以对学生进行辩证唯物主义的思想教育。

3．通过基因突变与生活的联系，使学生能形成关爱生命，热爱生命的态度。 [教学策略] 1、本节课教学策略为：

①从科学发现切入，设置问题情境，引导学生探究。 ②用类比推理的方法引导学生理解基因突变的类型。 ③通过生活中的具体事例理解抽象的概念。

④以设问和讨论的方式引导学生思考基因突变和基因重组的意义。

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⑤以填表的形式引导学生对比和总结。

2、教法：利用多媒体课件，创设形象生动的教学氛围；同时应用讲述法、谈话法、比较法、指导读书法等，发挥学生的主观能动性；配合知识容，用投影打出资料或电脑演示相应软件，解决知识上的难点，激发学生学习兴趣、增加课容量。 3、学法：观察与比较、思考与讨论、分析与归纳 [教学重点、难点] 1、 基因突变的概念与特点 2、 基因突变的原因

3、 基因突变和基因重组的意义 [教学过程] 教学容 一、变异的类型 教师的组织和引导 学生活动 教学意图 导入：DNA的准确复制保证了遗边看图片边引导学生练习实际传信息的稳定遗传，而在代代听老师描述，生活并总结变异的相传的过程中会不会发生变化并讨论 类型 呢？会的，发生的这种变化就是变异，生活中存在着很多变异现象：（图片展示） 1、 整修过的眉毛可不可遗传 2、 水毛茛水上和水中叶片的形状不同？为什么？ 3、 一母生九子，连母十个样 这些实例中，哪些可遗传，哪些不可遗传？ 总结变异的类型：可遗传变异和不可遗传变异。 分类依据：遗传物质是否发生改变。 可遗传变异分成三大类：基因突变、基因重组和染色体变异。 以学生身边的生产实例和熟悉的事例，创设问题情景，引导学生思考 二、基因突变的实例 同学们在感冒发烧的时候， 你怎么做？如果持续发烧生回答 呢，医生会建议查血。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，他的红 细胞不正常。正常人的红细圆饼型 胞是什么样的？（图片展 示：正常的红细胞）， 可这位青年的红细胞却是 镰刀型的，运输氧气的能力 2 / 7

引导学生观察、分析，. .

下降而患贫血。于是给他的病起了个名字——镰刀型细胞贫血症。（图片展示：异常的红细胞）后来，人们慢慢认识到镰刀型细胞贫血症是可以遗传的，是一种分子病（血红蛋白结构异常），最终发现了它的病因。我们也来探究探究它的病因（图片展示：氨基酸的排序，）蛋白质是由氨基酸构成的这是正常血红蛋白的氨基酸排序，下面这是异常血红蛋白的氨基酸排序，请同学们观察有什么不同 这是直接原因，那根本是什么呢？根据我们所学的 ：基因怎样控制蛋白质合成往上追溯它的源头。 总结：这是根本原因 培养归纳能力 氨基酸变了 学生P81思锻炼学生的合作能考与讨论力 （查阅密码子表，后完成DNA序列，而后自己找出镰刀型细胞贫血症的原因——碱基对发生了替换—— 镰刀型细胞贫血症可以表回答以下问达基因对性状控制的哪条题 途径呢？ 三、基因突变的概念 师：这是一种基因突变，碱 基对除了替换还会发生什 么样的变化？我们来做个 游戏，我手里的纸上有一句学生游戏：充 话，我只给第一个同学看，当传话筒，最通过游戏引发学生让他往后传，传的过程中只后一位同学的学习兴趣，从而能说一遍（找一句话让学生将结果说出可以理解基因突变传递，只说一遍，组织学生来，与第一位的原因 3 / 7

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活动 同学看到的做个比较 加强课本知识的印象 我们把这句话比作DNA片 段，一个字看做一个碱基对，传话过程看做DNA复制过程，最后意思变了——DNA（基因）结构变了，变成几种意思了？基因在传递信息的过程中也会出现这些情况，以碱基对为单位，多了，少了，换了，而引起基因结构改变，这就是基因突变。找同学起来复述，让同学看课本。 四、对生物体的影响 突变后对生物体的性状有学生通过阅读课本回答什么影响 相关问题 五、基因突变的原因 生活中有哪些因素容易引学生思考、讨起基因突变，引发癌症呢？ 论，并举例说明 锻炼学生的自习能力 利用生活中的实例帮助学生理解基因发生突变的原因 指导学生阅读教材中有关基因突变原因的容 六、基因突变的特点 指导学生自学教材，并进行总结 基因突变是广泛存在的，但不是所有的基因突变都是不利的，有什么意义呢？我们来思考问题1、基因突变能产生新基因么？2、新基因的产生对生物的生存有意义么？3、环境会选择那些个体生存？ 这就是基因突变的意义。（图片展示） 七、基因重组 展示同卵双生和龙凤胎的 照片，你知道为什么么？我 们来看一下：（图片展示： 减Ⅰ后期图像）这一时期的 主要特点是什么？这一时 期可表达出孟德尔遗传定 律的本质所在。展示基因、 和产生的配子后问：基因 A-a与B-b什么关系？所在4 / 7

学生自学并总结 生回答 容较简单，便于学生自学 生回答 用已有知识对基因重组基因理解学习，加深对知识的理解。 . .

1、 概念 2、来源 的染色体什么关系？ 就实现了一个基因重组，使非同源染色体上的非等位基因重新组合。 一个精原细胞可不可以产生更多种的配子呢？ 对了。我们来看看（图片展示：交出互换图）。基因重组还有一个来源，仍是在减数分裂过程中，这实现了同源染色体上的非等位基因的重组，基因重组有两个来源 师生共同总结 思考后回答：交叉互换 展示幻灯——基因重组的 来源 不管是那种来源，基因重组 都发生于减数分裂过程中， 通过受精作用表现出来，也 就是说通过有性生殖去实 生思考讨论现 那同学们能不能对基因重并结合课本回答 组的概念描述一下呢？ 这是传统意义上的基因重 组。社会在进步，科学在发 展，基因重组的来源也增多 了，例如抗虫棉的出现、胰 岛素的大量生产，利用了基 因重组的原理，使基因重组 不仅限于能进行有性生殖 的生物之间，实现了真原核 生物之间的基因重组。来源 会不会再增加呢，希望寄托 在你们身上了，有信心么? 老师很期待。在此之前我们 要用足够的知识把自己武 装起来。 我们说基因突变可以产生 新基因，那基因重组可不可 以呢？ 这是二者的区别之一。由于 基因重组产生了多种多样 5 / 7

锻炼学生的总结能力 . .

3、意义 的配子，雌雄配子的随机结合就使“一母生九子，连母十个样，你如何理解人群中个体性状如此多样化呢？我们来看（图片展示：课本P83思考与讨论）正由于配子的种类与配子的组合方式如此之多，成就了如此多样的人，在这么多的基因组合中，总有适应某种变化环境的，有助于物种在一个无法预测的变化环境中生存所以说它为生物变异提供了极其丰富的来源，对生物的进化具有重要意义这就是基因重组的意义。（图片展示：意义） 我们这节课就基因突变和基因重组进行了探究同学们回顾一下，把二者做一下比较，从这几个方向进行 学生通过阅读课本、计算来回答以下问题 以问题的形式引起学生的思考 学习填表、总结 通过对比，给学生以系统和相对完整的知识，并学习用表格的方式进行总结。 [板书设计] 一、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、一些代产物等。 （2）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 二、基因重组

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1、概念：生物体在有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合 2、类型

（1）随机重组：减数第一次分裂后期 （2）交叉互换：减数第一次分裂四分体时期。

3、意义：基因重组是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要的意义。

[教学反思]

在新课程改革背景下，在教学中需要教师引导学生形成概念，帮助他们构建关于基因突变概念的本质和外延的关系，通过对问题的探究和思维过程来发展学生的能力，形成科学的情感态度和价值观。在基因突变的其他容（原因、特点、意义等）教学上要达到目标的有效性，在质疑、讨论、交流中培养学生形成良好的思维方式，也进一步提高学生自己的学习能力。引导他们画关系图、概念图，使我看到了学生在画概念图中表达了对基因突变概念正确或错误的理解，学生洞悉概念要素之间的在联系使他们整合起来后，课堂教学效率得到明显地提升。从在本节课完毕后，学生又给我提出了许多值得讨论探究的新问题，如基因突变为什么只变成它的等位基因而不是其他的非等位基因？为什么在生物进化中只有基因突变才能提供最初的原材料？等等。课上完后，使我对了人本主义强调学生为“中心”的教育理念有了更深入的理解。

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