基因突變和基因重組教案-高一下學(xué)期生物人教版必修2

基因突變和基因重組課題名稱基因突變和基因重組科目生物教學(xué)對象高二學(xué)生教材版本2017人教版課時1一、教材內(nèi)容分析“基因突變和基因重組”來自人教版高中生物學(xué)教材必修2《遺傳與進化》第5章第1節(jié)“基因突變和基因重組”。本節(jié)內(nèi)容主要介紹了基因突變的概念、特點、意義以及基因重組的概念與應(yīng)用。第5章以本節(jié)課作起點，從生物變異入手，從基因和染色體變化的角度來認識生物變異的原因，是第4章“基因的表達”中基因通過控制蛋白質(zhì)的合成來控制生物體性狀的拓展和延伸。二、學(xué)習者特征分析在此之前，學(xué)生對基因的本質(zhì)及基因是如何起作用等問題已經(jīng)有了基本的認識，學(xué)生在初中生物課中也學(xué)習過有關(guān)生物的變異現(xiàn)象，對于基因重組的實質(zhì)，即基因的自由組合定律，已在“孟德爾的豌豆雜交實驗減數(shù)分裂”中有過學(xué)習，所以并不陌生，但對于可遺傳變異的本質(zhì)，需要進一步的學(xué)習。學(xué)生對從本質(zhì)到表象的理解能力還不夠，對基因突變的意義理解可能比較差。在日常生活中，運用基因突變與基因重組所培養(yǎng)出的水果、農(nóng)產(chǎn)品也很常見，但學(xué)生很難了解到這些產(chǎn)品產(chǎn)生的原理與技術(shù)是基因突變與基因重組。教學(xué)目標1.生命觀念通過理解基因突變與生物多樣性的關(guān)系，建立學(xué)生的科學(xué)世界觀。2.科學(xué)思維1）通過前后知識的聯(lián)系、概念圖，拓展學(xué)生思維的廣闊性，構(gòu)建知識的系統(tǒng)性；2）概述基因突變的實質(zhì)是基因結(jié)構(gòu)的改變，基因突變能夠產(chǎn)生新的性狀，從而為自然選擇提供原材料；3）通過闡明基因突變的類型、特點以及產(chǎn)生原因，理解基因突變可以自發(fā)產(chǎn)生。3.科學(xué)探究通過對鐮刀型紅細胞資料的探究和討論，掌握從現(xiàn)象到本質(zhì)的探究的基本思路。4.社會責任1）通過學(xué)習基因突變產(chǎn)生的原因，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好生活習慣的意識；2）通過學(xué)習基因突變與基因重組在育種中的成果，增強學(xué)生社會責任感。四、教學(xué)重難點重點：1）基因突變的特點及原因；2）基因突變與基因重組的概念難點：基因突變和基因重組的意義最終的教學(xué)設(shè)計中所有的藍色文字都要刪除，自己寫的文字設(shè)為黑色。此注釋框也要刪除。注意：最終的教學(xué)設(shè)計中所有的藍色文字都要刪除，自己寫的文字設(shè)為黑色。此注釋框也要刪除。注意：

教學(xué)目標的撰寫方式；教學(xué)媒體選擇與運用表中第1列是知識點，不要搞錯了；字體和段落格式要工整有序。教學(xué)方法：教法：講授法、談話法、討論法、讀書指導(dǎo)法學(xué)法：自主學(xué)習法、合作學(xué)習法、探究學(xué)習法教學(xué)媒體選擇與運用表知識點學(xué)習水平媒體類型媒體內(nèi)容要點媒體的教學(xué)作用媒體使用方式導(dǎo)入遷移圖片文字“傳聲筒”游戲的規(guī)則創(chuàng)設(shè)情境，引發(fā)動機邊播放，邊講解鐮刀型細胞貧血癥科學(xué)史了解文字鐮刀型細胞貧血癥科學(xué)史展示事例，開闊視野邊播放，邊講解圖片正常紅細胞與鐮刀型細胞的圖片展示事實，建立經(jīng)驗邊播放，邊講解鐮刀型紅細胞中異常血紅蛋白的產(chǎn)生原因理解文字根據(jù)中心法則逐步展示正常和異常的氨基酸到mRNA到DNA呈現(xiàn)過程，解釋原理設(shè)疑一播放一討論動畫鐮刀型細胞貧血癥是由于血紅蛋白基因中一個堿基對的替換導(dǎo)致。舉例驗證，建立概念邊播放，邊講解基因突變的概念理解動畫一段堿基序列，三個問題及答案設(shè)難置疑，引起思辨設(shè)疑一播放一概括文字基因突變的概念舉例驗證，建立概念邊播放，邊講解基因突變的原因應(yīng)用圖片、視頻細胞的癌變創(chuàng)設(shè)情境，引發(fā)動機設(shè)疑一播放一討論文字提高基因突變的原因展示事實，建立經(jīng)驗講解一播放一舉例基因重組理解動畫減數(shù)分裂第Ⅰ次分裂前期與和后期圖片舉例驗證，建立概念講解一播放一概括基因突變與基因重組的意義分析綜合動畫植物發(fā)生基因突變，在不同的環(huán)境中的適應(yīng)性創(chuàng)設(shè)情境，引發(fā)動機設(shè)疑一播放一討論課堂總結(jié)分析綜合文字基因突變與基因重組特點表格歸納總結(jié)，復(fù)習鞏固邊播放、邊講解六、教學(xué)環(huán)境及資源準備教室：多媒體投影、黑板、電子白板教師課前準備：課件、信息化教學(xué)資源學(xué)生課前準備：復(fù)習之前所學(xué)的基因的自由組合定律、查閱鐮刀型細胞貧血癥的癥狀、查閱關(guān)于基因精準治療癌癥的技術(shù)、小組合作七、教學(xué)過程教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖導(dǎo)入組織學(xué)生以列為單位玩“傳聲筒”的游戲。教師小結(jié)：一個信息傳播在逐步傳遞的過程種每一步都會可能會使信息發(fā)生些許的誤差，從而導(dǎo)致內(nèi)容的錯誤。如果將我們傳遞的這段話比作一段DNA，每一個同學(xué)的傳遞比作每一次的復(fù)制，在這個過程中我們出現(xiàn)的錯誤叫做基因突變。進行游戲。將游戲中信息傳遞的錯誤遷移到遺傳信息發(fā)生錯誤。通過游戲激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，引導(dǎo)學(xué)生類比思考。講述鐮刀型細胞貧血癥介紹鐮刀型細胞貧血癥的癥狀，通過PPT展示正常細胞與鐮刀型細胞的圖片，講述鐮刀型細胞貧血癥研究的科學(xué)史并展示研究結(jié)果。提出問題：這個氨基酸的改變是由什么引起的呢？教師引導(dǎo)學(xué)生利用之前所學(xué)的中心法則來回答這個問題。小結(jié)：鐮刀型細胞貧血癥是由于血紅蛋白基因中一個堿基對的替換導(dǎo)致。基因結(jié)構(gòu)的改變，引起了性狀的改變。進一步說明基因?qū)π誀畹目刂剖峭ㄟ^控制蛋白質(zhì)合成來實現(xiàn)的。學(xué)生思考討論，聯(lián)系轉(zhuǎn)錄、翻譯的知識，得出：鐮刀型細胞的血紅蛋白產(chǎn)生的根本原因是編輯正常血紅蛋白基因中的一個堿基對發(fā)生替換。將本節(jié)課的知識與之前的知識聯(lián)系起來。利用鐮刀型細胞貧血癥研究的科學(xué)史的教學(xué)，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)?；蛲蛔兊母拍钯|(zhì)疑:除了堿基對的替換外，還有哪些變化會引起基因結(jié)構(gòu)的改變?基因結(jié)構(gòu)改變一定會導(dǎo)致性狀改變嗎？教師不點評學(xué)生回答，幻燈展示練習：下面已經(jīng)給出正常的DNA分子的堿基序列，當堿基分別發(fā)生如下變化時，翻譯成的氨基酸序列將如何變化?從中能得到哪些結(jié)論呢？第6個位點上的堿基G被堿基A或堿基C所代替；第13個微店上的C發(fā)生了缺失；第14、15兩個堿基發(fā)生缺失；第14、15、16三個堿基都發(fā)生缺失；第14個位點和第15個位點之間插入一個堿基G；插入兩個堿基G、A；插入三個堿基G、A、C。小結(jié):基因中堿基對的替換、增添和缺失都會引起基因結(jié)構(gòu)改變?；蛲蛔兊膶嵸|(zhì)就是基因結(jié)構(gòu)的改變。學(xué)生完成PPT上展示的聯(lián)系題并得出：DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添或缺失，都能引起基因結(jié)構(gòu)的改變；堿基對的替換不一定會引起氨基酸排列順序的改變；缺失或增加1個堿基或2個堿基比缺失3個堿基的影響大。學(xué)生自己通過檢驗和概括，領(lǐng)悟基因突變的內(nèi)涵基因突變的原因提出質(zhì)疑:基因是有遺傳效應(yīng)的DNA分子片段，其結(jié)構(gòu)應(yīng)具有相對穩(wěn)定性，為什么會發(fā)生突變呢?在什么時候容易發(fā)生突變呢?提示學(xué)生可結(jié)合細胞癌變的原因去考慮。指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P81相關(guān)內(nèi)容，列出基因突變的原因并思考誘發(fā)突變和自發(fā)突變有何異同。討論：在我們的生活當中，有哪些因素會提高基因突變的發(fā)生率從而導(dǎo)致癌癥呢？學(xué)生思考、討論。DNA在復(fù)制時，由于解旋而使DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)變得不穩(wěn)定，易受外界各種因素的影響而出現(xiàn)差錯。學(xué)生閱讀分析:誘發(fā)突變提高了突變頻率;但二者并無本質(zhì)上的區(qū)別。學(xué)生根據(jù)自己生活常識討論。先提出問題，讓學(xué)生在閱讀書本材料的時候有更有目的性。提高學(xué)生閱讀和提取信息的能力。培養(yǎng)學(xué)生的表達能力，并在這個過程了解誘發(fā)癌癥的因素，形成一個良好的生活習慣的觀念?；蛑亟M指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P84面，老師引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系之前所學(xué)過的自由組合定律、基因在染色體上、減數(shù)分裂等知識認識基因重組。提出問題：基因重組的姐妹染色單體交叉互換與基因突變當中堿基對的替換有什么差別？PPT展示減數(shù)分裂第Ⅰ次分裂前期姐妹染色單體交叉互換和減數(shù)分裂第Ⅰ次分裂后期非同源染色體自由組合。小結(jié)：像這樣，在減數(shù)分裂的過程中，控制不同性狀的基因重新組合的現(xiàn)象。學(xué)生閱讀分析，思考基因重組與基因突變的區(qū)別。先讓學(xué)生通過閱讀課本，而后復(fù)習之前所學(xué)過的自由組合定律和減數(shù)分裂，先進行概念的自我構(gòu)建，再點出基因重組的特點，師生一起對基因重組進行定義。基因突變和基因重組的意義引導(dǎo)學(xué)生思考：基因突變一定是有害的嗎？基因產(chǎn)生的新性狀對生物的生存有什么意義？哪些個體更能適應(yīng)環(huán)境？通過PPT設(shè)置情境小結(jié)：原來的基因和新的基因所表達的性狀為自然環(huán)境提供了選擇的材料?；蛑亟M盡管不能產(chǎn)生新的基因，但可以產(chǎn)生不同的生物性狀組合，產(chǎn)生新的基因型。所以說，基因重組是生物變異的來源之一，是形成生物多樣性的重要原因。學(xué)生進入PPT設(shè)置的情境當中，在情境中思考教師所提出的問題，并以小組為單位討論。學(xué)生從情境中體會基因突變與基因重組的意義。由感性到理性，由現(xiàn)象到抽象。課堂總結(jié)PPT放映表格，用啟發(fā)式的語言引導(dǎo)學(xué)生完成表格。學(xué)生討論完成表格?？偨Y(jié)這堂課的內(nèi)容，讓學(xué)生形成一個整體的認知。八、板書設(shè)計（選填）九、測試題目一、我國早在1987年就利用返回式衛(wèi)星進行航天育種研究：將作物種子帶入太空，利用太空中的特殊環(huán)境誘導(dǎo)基因發(fā)生突變，然后在地面選擇優(yōu)良的品種進行培育。通過航天育種，我國已在水稻、小麥、棉花、番茄、南瓜和青椒等作物上培育出一系列優(yōu)質(zhì)品種，取得了極大的經(jīng)濟效益。討論：（1）航天育種的生物學(xué)原理是什么？（2）如何看待基因突變所造成的結(jié)果？【答案】1.通過太空高輻射、微重力（或無重力）的特殊環(huán)境提高作物基因突變的頻率，從而篩選出人們需要的品種。具體而言，在太空的特殊環(huán)境中，細胞分裂進行DNA復(fù)制時，由于受到高輻射或微重力（或無重力）的影響，配對的堿基容易出現(xiàn)差錯而發(fā)生基因突變。2.基因突變的本質(zhì)是基因的堿基序列發(fā)生改變，這種改變可以直接表現(xiàn)在性狀上，改變的性狀對生物的生存可能有害，可能有利，也可能既無害也無益。二、鐮狀細胞貧血主要流行于非洲的瘧疾高發(fā)地區(qū)。具有一個鐮狀細胞貧血突變基因的個體（即雜合子）在氧含量正常的情況下，并不表現(xiàn)出鐮狀細胞貧血的癥狀，因為該個體能同時合成正常和異常的血紅蛋白，并對瘧疾具有較強的抵抗力。問題：（1）這些地區(qū)具有鐮狀細胞貧血突變基因的人占總?cè)丝诘谋壤^其他地區(qū)的高，為什么？（2）為什么某些看起來對生物生存不利的基因，歷經(jīng)漫長的進化歷程依然“頑固”地存在？請結(jié)合這個例子闡明原因，并分析如何辯證地認識基因突變與生物的利害關(guān)系?！敬鸢浮?.雜合子能同時合成正常和異常的血紅蛋白，相比只能合成正常血紅蛋白的純合子，雜合子對瘧疾