教學(xué)設(shè)計(jì)《51基因突變和基因重組》

1、 第五章 基因突變及其他變異 第1節(jié) 基因突變和基因重組貴陽(yáng)一中新世界國(guó)際學(xué)校 王艷輝1、 教材分析 第1節(jié)基因突變和基因重組從實(shí)例入手，通過(guò)對(duì)鐮刀型細(xì)胞貧血癥的分析，引入基因突變的概念，然后詳細(xì)闡述基因突變的原因和特點(diǎn)。在講述基因突變的原因和特點(diǎn)時(shí)，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(diǎn)。在闡述自然狀態(tài)下基因突變的頻率很低時(shí)，教材用實(shí)例說(shuō)明在一個(gè)足夠大的群體中，即使基因突變頻率很低，突變個(gè)體仍然會(huì)占有一定的數(shù)量。這個(gè)實(shí)例體現(xiàn)了生物在進(jìn)化過(guò)程中“變”與“不變”的平衡，有助于學(xué)生理解基因突變?cè)谏镞M(jìn)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

2、利用數(shù)學(xué)方法，通過(guò)計(jì)算，體會(huì)基因重組機(jī)制提供的極其多樣的基因組合方式。二、學(xué)情分析 生物的變異現(xiàn)象對(duì)于學(xué)生而言并不陌生。通過(guò)初中生物課的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)初步認(rèn)識(shí)到生物的變異首先與遺傳物質(zhì)有關(guān)，其次與環(huán)境有關(guān)。本章第1節(jié)在此基礎(chǔ)上，進(jìn)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。 三、教學(xué)目標(biāo) 1.知識(shí)與技能 （1）舉例說(shuō)明基因突變的特點(diǎn)和原因。 （2）舉例說(shuō)出基因重組。 （3）說(shuō)出基因突變和基因重組的意義。 2.過(guò)程與方法 （1）采用鐮刀型細(xì)胞貧血癥的實(shí)例，從現(xiàn)象開始，追根溯源，讓學(xué)生理解基因突變的根本原因是DNA分子的堿基對(duì)發(fā)生了變化。 （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、 （3）通過(guò)生活中的具體事例引導(dǎo)學(xué)生理解抽象的概念，歸納哪些因素會(huì)導(dǎo)致基因突變。 （4）以設(shè)問(wèn)和討論的形式引導(dǎo)學(xué)生思考基因突變和基因重組的意義。 3.情感態(tài)度與價(jià)值觀 （1）從鐮刀型細(xì)胞貧血癥的家系圖中得出近親結(jié)婚的危害，讓學(xué)生了解婚姻法。 （2）引導(dǎo)學(xué)生從生物學(xué)角度對(duì)基因突變和基因重組作科學(xué)的了解，形成正確的科學(xué)價(jià)值觀。四、教學(xué)重、難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)（1）基因突變的概念及特點(diǎn)。（2）基因突變的原因。2.教學(xué)難點(diǎn)基因突變和基因重組的意義。 五、教學(xué)策略 本節(jié)教學(xué)可用1課時(shí)，教學(xué)重點(diǎn)是基因突變。基因重組的實(shí)質(zhì)，即基因的自由組合定律，已經(jīng)在孟德?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)中作過(guò)詳細(xì)的介紹，因此在本節(jié)教學(xué)中不再列

4、為重點(diǎn)內(nèi)容。本節(jié)在教學(xué)上可以采取以下策略。1.從科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程切入，設(shè)置問(wèn)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(guò)生活中的具體事例引導(dǎo)學(xué)生理解抽象的概念。4.以設(shè)問(wèn)和討論的形式引導(dǎo)學(xué)生思考基因突變和基因重組的意義。 六、教學(xué)方法 講授演示法。7、 學(xué)法 學(xué)生預(yù)習(xí)、討論、展示與練習(xí)相結(jié)合。8、 課型 新授課。9、 課時(shí)安排 1課時(shí)。10、 教學(xué)準(zhǔn)備 教師準(zhǔn)備教案、課件等，學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)，并思考課本上的相關(guān)問(wèn)題。十一、教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容教師的組織和引導(dǎo)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)意圖一、基因突變的實(shí)例及概念二、基因突變的原因三、基因突變的特點(diǎn)四、基因突變有什么意義？5、 基因

5、重組的概念和類型六、基因重組的意義七、總結(jié)導(dǎo)入：20世紀(jì)初期，人們發(fā)現(xiàn)了一種特殊的貧血病鐮刀型細(xì)胞貧血癥。醫(yī)生調(diào)查患者的家族，繪制出下列家系圖。由圖可知，這種病的遺傳方式是什么？這個(gè)家族中的8和9號(hào)是否可以結(jié)婚？用幻燈的形式展示正常紅細(xì)胞和鐮刀型細(xì)胞貧血癥紅細(xì)胞圖片。我們知道，正常人的紅細(xì)胞是圓餅狀的，而鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的紅細(xì)胞卻是彎曲鐮刀狀的。這樣的紅細(xì)胞容易破裂，使人患溶血性貧血，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致死亡。這種病是怎樣形成的呢？ 出示供學(xué)生閱讀的材料。1928年，人們發(fā)現(xiàn)鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者能將這種病遺傳給下一代，并且發(fā)現(xiàn)該病是一種常染色體上的隱性遺傳病。1949年，美國(guó)化學(xué)家鮑林將正常人和鐮

6、刀型細(xì)胞貧血癥患者的血紅蛋白，分別放在一定的溶液中電泳，發(fā)現(xiàn)正常人和患者的血紅蛋白的電泳圖譜明顯不同，鮑林推測(cè)鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由于血紅蛋白分子的缺陷造成的。經(jīng)過(guò)分析，鮑林認(rèn)為鐮刀型細(xì)胞貧血癥是一種分子病。1956年，英格拉姆等人用酶將正常的血紅蛋白和鐮刀型細(xì)胞的血紅蛋白在相同條件下切成肽段，通過(guò)電泳對(duì)二者進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)肽段的位置不同。這段有區(qū)別的肽段的氨基酸順序參見(jiàn)教科書圖5-2。 幻燈展示“問(wèn)題探討”中的事例，并提出問(wèn)題。原句：THE CAT SAT ON THE MAT錯(cuò)句：1.THE KAT SAT ON THE MAT2.THE HAT SAT ON THE MAT3.THE

7、CAT ON THE MAT問(wèn)題：1.請(qǐng)比較3個(gè)句子與原句在字母上的變化差異，以及意義上的差別。2.如果將原句想像成DNA分子，將錯(cuò)句想像成基因突變而形成的DNA分子，請(qǐng)思考基因突變有哪些類型？3.請(qǐng)結(jié)合鐮刀型細(xì)胞貧血癥的實(shí)例，嘗試總結(jié)基因突變的概念。根據(jù)以上實(shí)例，教師和學(xué)生一起總結(jié)基因突變的概念。教師總結(jié)：基因突變?nèi)绻l(fā)生在配子中，將會(huì)遺傳給后代，發(fā)生在體細(xì)胞中的基因突變，一般是不能夠遺傳的。癌細(xì)胞就是體細(xì)胞發(fā)生基因突變的結(jié)果，那么，生活中有哪些因素容易引發(fā)癌癥，引起基因突變呢？指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材中有關(guān)基因突變?cè)虻膬?nèi)容。教師補(bǔ)充：理、化、生均為外因，生物體內(nèi)部也會(huì)自發(fā)的產(chǎn)生基因突變。如細(xì)胞分

8、裂間期DNA復(fù)制時(shí)，由于解旋狀態(tài)的DNA不穩(wěn)定，容易發(fā)生堿基配對(duì)出錯(cuò)。指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材中有關(guān)基因突變的特點(diǎn)相關(guān)內(nèi)容，并進(jìn)行總結(jié)。教師補(bǔ)充：基因突變一般對(duì)于生物本身是有害的，有時(shí)候也有利，或者既無(wú)害也無(wú)利。 基因突變是廣泛存在的，在前面，我們所列舉的基因突變的實(shí)例都是有害的，那么廣泛存在的基因突變是不是都不利于生物生存呢？基因突變有什么樣的意義呢？請(qǐng)思考下列問(wèn)題：1.基因突變能產(chǎn)生新的基因嗎？2.這些新的基因產(chǎn)生的新性狀對(duì)生物的生存有什么意義（有利還是有害）？3.自然環(huán)境會(huì)選擇哪些個(gè)體生存下來(lái)？4.基因突變對(duì)生物的進(jìn)化有何意義？教師總結(jié)：基因突變是生物變異的根本來(lái)源，為生物的進(jìn)化提供了原材料。指

9、導(dǎo)學(xué)生回顧孟德?tīng)栕杂山M合定律。為幫助學(xué)生理解和記憶，可提出下列問(wèn)題讓學(xué)生思考：1.“基因重組”是指基因的重新組合，哪些基因可以進(jìn)行重新組合呢？ 2.非等位基因?yàn)槭裁匆匦陆M合呢？ 3.非同源染色體在什么時(shí)期重新組合？4.減數(shù)分裂第一次分裂后期，同源染色體和等位基因是怎樣變化的？教師和學(xué)生一起總結(jié)基因重組的定義：是指在減數(shù)分裂的過(guò)程中，隨著同源染色體的分離，位于非同源染色體上的非等位基因進(jìn)行重新組合。與基因突變相比，基因重組又有何意義呢？指導(dǎo)學(xué)生閱讀“基因重組”中的“思考與討論”，并回答問(wèn)題。從以上計(jì)算可知，基因重組可以產(chǎn)生多種多樣的基因組合的子代，其中有一些子代會(huì)含有適應(yīng)某種環(huán)境變化的基因組合

10、。所以說(shuō)，基因重組是生物變異的來(lái)源之一，是形成生物多樣性的重要原因，對(duì)生物的進(jìn)化具有重要的意義。 最后，教師列表總結(jié)基因突變和基因重組的本質(zhì)、發(fā)生時(shí)間及原因、條件和意義等。基因突變基因重組本質(zhì)發(fā)生時(shí)間及原因條件意義發(fā)生可能 分析家系圖，判斷鐮刀型細(xì)胞貧血癥的遺傳方式，推導(dǎo)8和9的基因型，并計(jì)算二者結(jié)婚產(chǎn)生的后代患該遺傳病的概率。 學(xué)生觀察并比較圖片，從感官上認(rèn)識(shí)鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的紅細(xì)胞異常。 學(xué)生閱讀并討論下列問(wèn)題：1.人們是怎樣理解鐮刀型細(xì)胞貧血癥是一種遺傳病的? 2.鮑林為什么認(rèn)為鐮刀型細(xì)胞貧血癥是一種分子病?3.根據(jù)英格拉姆等人的實(shí)驗(yàn)，從圖中可以看出正常肽鏈中的哪一個(gè)氨基酸發(fā)生了什么

11、樣的突變？查閱密碼子表，分別寫出正常氨基酸和異常氨基酸的密碼子。4.氨基酸的密碼子是由DNA分子決定的，由此可以推測(cè)相應(yīng)的DNA分子的堿基片段發(fā)生了什么樣的變化？5.想一想，一個(gè)堿基發(fā)生變化，生物的性狀就一定會(huì)發(fā)生變化嗎? 學(xué)生將英文句子翻譯為中文。學(xué)生對(duì)比、思考和總結(jié)學(xué)生思考、討論，并舉例說(shuō)明：物理因素、化學(xué)因素、生物因素。 學(xué)生自學(xué)并總結(jié)：普遍性、隨機(jī)性、不定向性、低頻性。學(xué)生思考、討論、總結(jié)、歸納。 學(xué)生思考并回答： （非等位基因）（因?yàn)榉堑任换蛭挥诜峭慈旧w上，非同源染色體要重新組合）（減數(shù)分裂第一次分裂的后期）（分離）學(xué)生計(jì)算回答 學(xué)生填表、總結(jié)通過(guò)分析遺傳病的家系圖，計(jì)算相應(yīng)的

12、發(fā)病概率，了解婚姻法禁止近期結(jié)婚的規(guī)定及其原因。對(duì)學(xué)生進(jìn)行法制教育。從細(xì)胞學(xué)水平上認(rèn)識(shí)鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因， 通過(guò)展現(xiàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)象到本質(zhì)，即從性狀到遺傳物質(zhì)的認(rèn)識(shí)過(guò)程，探尋基因突變的本質(zhì)。從現(xiàn)象上理解遺傳病。理解血紅蛋白是一種大分子物質(zhì)。理解蛋白質(zhì)分子不同，組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類也不同，而氨基酸的種類是由密碼子來(lái)決定的。密碼子的排列是由DNA分子決定的。密碼子發(fā)生改變是因?yàn)镈NA分子發(fā)生了改變。培養(yǎng)發(fā)散思維，為學(xué)習(xí)基因突變的特點(diǎn)做準(zhǔn)備。以想像和類比的形式引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)基因突變的概念，并對(duì)其特點(diǎn)有初步的認(rèn)識(shí)。利用生活中的實(shí)例幫助學(xué)生理解基因發(fā)生突變的原因。內(nèi)容較簡(jiǎn)單，便于學(xué)生自學(xué)。有利于培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)歸納能力。 以問(wèn)題的形式引起學(xué)生思考。 生物學(xué)中有很多名詞可以通過(guò)“顧名思義”的方式進(jìn)行理解學(xué)習(xí)，以問(wèn)題的形式誘思導(dǎo)學(xué)，有助于避免學(xué)生死記硬背，加深對(duì)知識(shí)的理解。學(xué)生親自經(jīng)歷計(jì)算過(guò)程，