基因突變教學(xué)設(shè)計(jì)

1、“基因突變”基于小組合作學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)：1、.基因突變的概念、特點(diǎn) (B：識(shí)記)。2、基因突變的原因 （B：識(shí)記）3、基因突變的意義 （A：知道）能力目標(biāo)：1、通過觀察正常紅細(xì)胞與鐮刀型紅細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，訓(xùn)練學(xué)生的觀察和比較能力。通過發(fā)揮媒體的直觀功效，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、探究能力。2、通過利用學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)的創(chuàng)設(shè)，結(jié)合新知識(shí)培養(yǎng)學(xué)生的類比遷移能力。3、通過對(duì)鐮刀型細(xì)胞貧血癥病因的討論分析，培養(yǎng)學(xué)生的合作交流能力。情感、態(tài)度價(jià)值觀：通過對(duì)基因突變特點(diǎn)的分析，幫助學(xué)生樹立“科學(xué)是一把雙刃劍，有有利的一面，也有不利的一面”的觀點(diǎn)。二、教學(xué)重難點(diǎn)：1、教學(xué)重點(diǎn)：（1）基因突變的概念及

2、特點(diǎn)（2）基因突變的原因2、教學(xué)難點(diǎn)基因突變的概念三、教學(xué)過程3.1課前準(zhǔn)備：教學(xué)內(nèi)容處理及學(xué)生分組根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)和學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)，結(jié)合查閱的有關(guān)資料，把教學(xué)內(nèi)容重新整合為5個(gè)小課題：生物變異的類型；鐮刀型紅細(xì)胞貧血癥的機(jī)理；基因突變的概念；基因突變的特點(diǎn)；基因突變的誘因及在育種上的應(yīng)用。將全班學(xué)生（共45人）分為5個(gè)小組，每個(gè)小組9人，為A系列小組。提前一周把任務(wù)分配給各A小組，每個(gè)小組學(xué)習(xí)任務(wù)不同，即：A1A5，每個(gè)小組分別負(fù)責(zé)一項(xiàng)小課題的資料收集和學(xué)習(xí)任務(wù)。小組內(nèi)部再通過任務(wù)分工對(duì)本小組負(fù)責(zé)的課題進(jìn)行資料收集和學(xué)習(xí)，該學(xué)習(xí)過程在課外由各A組小組長自行組織學(xué)習(xí)。步驟一般包括：資

3、料收集資料交流重新整合共同學(xué)習(xí)幾個(gè)步驟。課堂教學(xué)過程的第二個(gè)步驟，再將A1A5小組（每小組9個(gè)人）中每組抽取一個(gè)人組成新的小組，為B系列小組，以此類推，就把班級(jí)成員重新劃分為B1B9共9個(gè)小組（每小組5人）。這樣，每個(gè)B系列小組中的每個(gè)成員都分別掌握了不同的5個(gè)小課題之一的有關(guān)知識(shí)，課堂上留出一定時(shí)間進(jìn)行小組合作探究學(xué)習(xí)活動(dòng)，由每個(gè)組員將自己所掌握的小課題知識(shí)（其他組員沒有學(xué)習(xí)的內(nèi)容）輪流介紹給其他組員，或要求他們要通過一定的方法進(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng)，目的是達(dá)到小組內(nèi)每個(gè)成員都掌握5個(gè)小課題的全部基礎(chǔ)知識(shí)。由于A系列小組是帶著任務(wù)學(xué)習(xí)的，將來他要作為老師，給其所在的B小組其他成員講課，在這種使命感和責(zé)

4、任感的驅(qū)動(dòng)下，他們會(huì)認(rèn)真學(xué)習(xí)。3.2課堂教學(xué)3.2.1 A系列小組的合作學(xué)習(xí)：資料收集、整合與處理盡管在課前A系列小組已經(jīng)歷了資料收集資料交流重新整合共同學(xué)習(xí)幾個(gè)步驟的學(xué)習(xí)，但是課堂上還需留出部分時(shí)間讓他們再次合作學(xué)習(xí)，目的是復(fù)習(xí)課下學(xué)習(xí)內(nèi)容、決定學(xué)習(xí)內(nèi)容的取舍、探討下一步B系列小組中交流與學(xué)習(xí)的方法（如何把這些知識(shí)傳授給其所在B小組的其他成員？）。3.2.2 B系列小組的合作學(xué)習(xí)：互助協(xié)作與交流按照B系列小組劃分方式將全班分為9個(gè)小組（B1B9），留出一定時(shí)間（根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容的多少而定，本節(jié)課留出12分鐘），讓小組內(nèi)成員相互交流學(xué)習(xí)，掌握5個(gè)小課題的基本知識(shí)。在這個(gè)過程中，教師應(yīng)該對(duì)學(xué)生制訂一

5、定的制度來約束各小組的合作學(xué)習(xí)行為，避免使學(xué)習(xí)過程流于形式。讓各小組內(nèi)的每個(gè)成員都有一次當(dāng)“老師”的機(jī)會(huì)，通過一定的教學(xué)方法把自己已經(jīng)掌握而別的組員不知道的知識(shí)傳授給全體小組成員。這種學(xué)習(xí)方式使每個(gè)學(xué)生都必須參與，有一定的強(qiáng)迫性，因?yàn)槊總€(gè)學(xué)生在A系列小組里是學(xué)生，到B系列小組里是“老師”（必須發(fā)揮他的特長，因?yàn)樵谶@個(gè)小組里他是某個(gè)課題的“專家”），每個(gè)人都扮演一個(gè)相對(duì)活躍的、重要而且獨(dú)立的角色。3.2.3 教師指導(dǎo)下的小組合作學(xué)習(xí)：反饋與補(bǔ)救通過A、B兩個(gè)系列小組的合作學(xué)習(xí)過程，學(xué)生已初步掌握了本節(jié)課5個(gè)小課題的基本知識(shí)，在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，通過上述學(xué)習(xí)過程，學(xué)生一般可以掌握如下知識(shí)：課題1：生

6、物變異的類型可遺傳變異和不可遺傳變異的多個(gè)實(shí)例；兩種變異的本質(zhì)區(qū)別。課題2：鐮刀型紅細(xì)胞貧血癥的機(jī)理DNA（基因）堿基的改變會(huì)使轉(zhuǎn)錄的mRNA堿基改變；mRNA堿基的改變會(huì)造成相應(yīng)蛋白質(zhì)中氨基酸改變從而形成異常的蛋白質(zhì)；異常的血紅蛋白會(huì)形成異常的紅細(xì)胞。他們甚至還通過查資料知道了鐮刀型紅細(xì)胞貧血癥的臨床癥狀及癥狀出現(xiàn)的原因。課題3：基因突變的概念基因突變是指基因結(jié)構(gòu)的改變；基因結(jié)構(gòu)的改變包括堿基對(duì)的增添、缺失或改變；堿基對(duì)的增添、缺失或改變造成的突變往往不同。課題4：基因突變的特點(diǎn)普遍性的含義指動(dòng)物、植物、微生物均可發(fā)生；各種生物基因突變的例子；不定向性，可舉出例子說明；突變頻率低；突變往往發(fā)

7、生在DNA復(fù)制過程中；基因突變的有害性是相對(duì)而言的。課題5：基因突變的各種外界誘因；基因突變在育種工作中的應(yīng)用及優(yōu)缺點(diǎn)。盡管學(xué)生了解和掌握了這些知識(shí)，但知識(shí)的系統(tǒng)性較差，某些知識(shí)點(diǎn)僅僅是知道，因此需要進(jìn)一步深化，所以教師要引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)，進(jìn)行反饋與補(bǔ)救。仍以B系列小組的分組形式進(jìn)行教師引導(dǎo)下的資料探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，此階段的資料由教師提供。該教學(xué)過程采用分組資料探究模式，以資料卡片的形式給學(xué)生呈現(xiàn)如下一些問題，并引導(dǎo)學(xué)生按小組通過討論、分析進(jìn)行探究。資料卡片1：請分別舉2個(gè)可遺傳的變異和不可遺傳的變異的典型例子，并指出它們的本質(zhì)區(qū)別。關(guān)于鐮刀型細(xì)胞貧血癥的成因，一定是其本人發(fā)生基因突變造成的嗎？

8、第一個(gè)鐮刀型細(xì)胞貧血癥的突變基因一定是其本人發(fā)育過程中形成的嗎？一個(gè)細(xì)胞在有絲分裂間期DNA復(fù)制時(shí)發(fā)生了基因突變，形成的2個(gè)子細(xì)胞都帶有突變基因嗎？如果是減數(shù)分裂，四個(gè)子細(xì)胞有幾個(gè)帶有突變基因？位于同源染色體上控制同一性狀的一對(duì)基因同時(shí)發(fā)生相同突變的可能性幾乎為0，所以，如果某基因?yàn)殡[性突變，該個(gè)體會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的突變性狀嗎？什么時(shí)候能出現(xiàn)？資料卡片2：關(guān)于基因突變的概念，課本的表述是“DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的增添、缺失或改變，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，就叫做基因突變”。我們可以從中得到信息：基因突變是基因結(jié)構(gòu)的改變，而這種改變的原因是DNA分子中堿基對(duì)的增添缺失或改變。這些僅是初步的理解，請分析并

9、回答下列問題：基因與染色體、DNA、堿基間有什么樣的關(guān)系？什么時(shí)候才會(huì)發(fā)生基因突變？突變后的基因哪些可能傳遞到子代，哪些不可能傳遞到子代？堿基對(duì)的增添、缺失或改變導(dǎo)致蛋白質(zhì)的改變情況相同嗎？資料卡片3：基因突變時(shí)DNA分子的堿基對(duì)改變（堿基置換突變），就一定會(huì)引起生物性狀（蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)）改變嗎？為什么？你估計(jì)由于堿基對(duì)的改變而引起DNA分子結(jié)構(gòu)的改變會(huì)有那些具體的結(jié)構(gòu)改變形式？鐮刀型細(xì)胞貧血癥屬于哪種形式？（答案：不一定，例如，DNA分子模板鏈中GCG突變?yōu)镚CA時(shí)，mRNA中相應(yīng)的密碼子CGC就變?yōu)镃GU，但CGC和CGU都是精氨酸的密碼子，即一種氨基酸有多種密碼子；有嘌呤間的置換、嘧啶間的置

10、換和嘌呤與嘧啶間的置換三種形式，鐮刀型細(xì)胞貧血癥屬于A與T間的置換，屬于嘌呤與嘧啶間的置換。）資料卡片4：基因突變時(shí)DNA分子的單個(gè)堿基置換導(dǎo)致出現(xiàn)終止密碼子時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果？如果本來是終止密碼子，突變后終止密碼子變?yōu)槟嘲被岬拿艽a子會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果？（答案：會(huì)導(dǎo)致肽鏈的延長提前終止和肽鏈延長推遲終止。）資料卡片5：當(dāng)DNA分子上發(fā)生堿基對(duì)的增添或缺失而導(dǎo)致基因突變時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么樣的結(jié)果？增添1個(gè)堿基、2個(gè)堿基、3個(gè)堿基時(shí)，結(jié)果相同嗎？此時(shí)會(huì)不會(huì)有終止密碼的改變？結(jié)果會(huì)怎樣？（答案：增添或者缺失1個(gè)或2個(gè)堿基時(shí)會(huì)導(dǎo)致其后的許多氨基酸改變，稱為移碼突變；增添或者缺失3個(gè)堿基時(shí)會(huì)只會(huì)導(dǎo)致一個(gè)氨基酸

11、的增加或者減少。）資料卡片6：基因突變的特點(diǎn)之一是突變頻率低，突變頻率低突變數(shù)就一定少嗎？例：一個(gè)果蠅群體有108個(gè)個(gè)體，每個(gè)果蠅有104對(duì)基因，假定每個(gè)基因突變率都是10-5，對(duì)這個(gè)種群來說每繁殖一代，會(huì)有多少個(gè)基因發(fā)生突變？請計(jì)算出具體數(shù)值。資料卡片7：有些資料表明，基因突變的有害性是相對(duì)而言的，你是如何理解的？談?wù)勀愕挠^點(diǎn)。上述資料卡片分發(fā)到各小組，在教師指導(dǎo)下通過小組分析與討論依次進(jìn)行探究學(xué)習(xí)，每個(gè)資料卡片的學(xué)習(xí)，教師均應(yīng)隨機(jī)提問，由某個(gè)小組推薦代表回答（注意：回答問題的代表在小組內(nèi)應(yīng)該有輪換制度），其他小組評(píng)價(jià)完善。在這個(gè)過程中，本節(jié)課的難點(diǎn)得以突破，重點(diǎn)得以提升和深化，學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識(shí)也會(huì)通過遷移應(yīng)用而成為自己知識(shí)結(jié)構(gòu)中的一部分。本節(jié)課由三個(gè)階段的小組合作探究學(xué)習(xí)活動(dòng)組成，第一個(gè)階段是建立在課前小組查閱資料和碰頭學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)之上的，經(jīng)過這個(gè)過程，學(xué)生能夠得到獲取資料和整合資料的訓(xùn)練，并且在整合資料過程中，養(yǎng)成和適應(yīng)小組成員間的相互接納與謙讓的合作習(xí)慣。第二階段是小組合作學(xué)習(xí)的主體活動(dòng)，經(jīng)過這個(gè)過程，學(xué)生可以學(xué)習(xí)到本節(jié)課內(nèi)容的基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)會(huì)如何表述自己的觀點(diǎn)，怎樣才能更容易讓別人接受，養(yǎng)成和適應(yīng)以尊重的態(tài)度聆聽他人的觀點(diǎn)、鼓勵(lì)和表揚(yáng)他人的貢獻(xiàn)的合作習(xí)慣。第三階段是知識(shí)的深