5.1基因突變和其他變異高一下學(xué)期生物人教版必修二

教學(xué)設(shè)計(jì)課題基因突變課時(shí)安排2課前準(zhǔn)備教材內(nèi)容分析本課選自人教版高中生物學(xué)教材必修2《遺傳與進(jìn)化》第5章第1節(jié)“基因突變和基因重組”，參考課時(shí)為2課時(shí)。“基因突變和基因重組”不僅是“基因的本質(zhì)”、“基因的表達(dá)”相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的延伸，同時(shí)也為學(xué)生理解生物變異、育種和進(jìn)化打下基礎(chǔ)。因此本節(jié)課對(duì)新舊知識(shí)的承接具有重要作用。《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》提出本節(jié)應(yīng)掌握的4個(gè)重要概念中，3個(gè)都與“基因突變”有關(guān)，因此“基因突變”是本節(jié)課內(nèi)容的核心部分。本課題將圍繞“基因突變”的實(shí)例、概念、結(jié)果、原因、特點(diǎn)和意義進(jìn)行設(shè)計(jì)，其余知識(shí)點(diǎn)放在第2課時(shí)，不做過(guò)多描述。設(shè)計(jì)理念本課以“1942河南大饑荒”為引導(dǎo),多個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料為輔助，創(chuàng)設(shè)能夠促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的課堂情境,帶領(lǐng)學(xué)生思考“基因突變是如何發(fā)生的”，“基因突變是否一定改變生物性狀”、“基因突變是否一定能遺傳給后代”等問(wèn)題,讓學(xué)生對(duì)基因突變?cè)?、特點(diǎn)、意義有更直觀的認(rèn)識(shí)，加深了學(xué)生對(duì)基因突變的理解，最終達(dá)到將所學(xué)知識(shí)與情境建立聯(lián)系并實(shí)現(xiàn)遷移的目的。學(xué)情分析通過(guò)之前的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)“基因的本質(zhì)”、“基因的表達(dá)過(guò)程”、“基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系”已經(jīng)有了初步認(rèn)識(shí)。在初中階段，學(xué)生也簡(jiǎn)單接觸過(guò)誘變育種和基因突變。因此本課先通過(guò)誘變育種導(dǎo)入新課，再利用“基因發(fā)生突變→表達(dá)產(chǎn)物改變→生物性狀改變”的邏輯關(guān)系讓學(xué)生理解抽象的概念。教學(xué)目標(biāo)1.通過(guò)不同糧食作物的突變體形成原因進(jìn)行分析,進(jìn)一步理解結(jié)構(gòu)與功能觀，并總結(jié)出基因突變的概念；2.通過(guò)模擬活動(dòng)，嘗試了解基因突變的形成過(guò)程，推測(cè)基因突變的結(jié)果；3.通過(guò)討論結(jié)腸癌發(fā)生的原因，說(shuō)明癌變與基因突變之間的關(guān)系，遠(yuǎn)離致癌因子，選擇健康的生活方式；4.分析基因突變的原因，闡明基因突變的意義，初步形成變異與進(jìn)化觀；5.通過(guò)了解誘變育種的實(shí)例,體會(huì)科學(xué)技術(shù)在發(fā)展社會(huì)生產(chǎn)力中的巨大作用。教學(xué)重難點(diǎn)1.基因突變的概念2.基因突變的原因和意義3.基因突變對(duì)生物性狀的影響教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)（一）師生活動(dòng)【創(chuàng)設(shè)情境】1942河南大饑荒的視頻【問(wèn)題探討】1.如何在有限的土地資源中種植滿足近14億人口的糧食需求？3.雜交育種和誘變育種的原理是什么？設(shè)計(jì)意圖視頻導(dǎo)入，初步認(rèn)識(shí)基因突變及其意義，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)讓學(xué)生意識(shí)到我國(guó)糧食產(chǎn)量的提高離不開(kāi)育種工作者的努力。教學(xué)環(huán)節(jié)（二）師生活動(dòng)【實(shí)例分析】結(jié)合學(xué)習(xí)任務(wù)單中的資料①②③，說(shuō)出不同突變體形成的根本原因。①水稻斑馬葉突變體；②小麥早抽穗突變體；③擬南芥黃心突變株?！締?wèn)題引導(dǎo)】1.水稻出現(xiàn)斑馬葉的直接原因是什么？2.水稻出現(xiàn)斑馬葉的根本原因是什么？（1）絲氨酸和天冬酰胺對(duì)應(yīng)的密碼子有什么共同點(diǎn)？（2）在mRNA分子上,堿基怎樣改變會(huì)導(dǎo)致絲氨酸變?yōu)樘於０?（3）那對(duì)應(yīng)的DNA又應(yīng)該發(fā)生怎樣的改變?3.小麥提前抽穗的根本原因是什么？4.為什么插入1個(gè)堿基卻改變了84個(gè)氨基酸序列？5.擬南芥出現(xiàn)黃心的根本原因是什么？6.缺失4個(gè)堿基為什么導(dǎo)致氨基酸缺失22個(gè)？設(shè)計(jì)意圖通過(guò)對(duì)水稻、小麥、高粱這些糧食作物的突變情況進(jìn)行分析，嘗試建構(gòu)基因突變的概念，并進(jìn)一步強(qiáng)化結(jié)構(gòu)與功能觀。教學(xué)環(huán)節(jié)（三）師生活動(dòng)【模擬活動(dòng)】將學(xué)生分為5人一組，模擬DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程。在黑板上展示模板DNA堿基序列（ATGCGCTGGCTA//TACGCGACCGAT），由第1位學(xué)生記憶默寫(xiě)，第2、3位學(xué)生快速謄抄，第4位學(xué)生寫(xiě)mRNA序列，第5位學(xué)生寫(xiě)氨基酸序列。比一比哪個(gè)小組完成得又快又準(zhǔn)確?！咎骄炕顒?dòng)】根據(jù)學(xué)生出現(xiàn)的錯(cuò)誤情況，引導(dǎo)學(xué)生深入分析基因突變一定會(huì)改變氨基酸序列嗎？設(shè)計(jì)意圖提高學(xué)生課堂參與度，通過(guò)游戲的方法鞏固學(xué)生在復(fù)制、轉(zhuǎn)錄過(guò)程中堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的使用，以及密碼子表的讀取。根據(jù)學(xué)生出現(xiàn)的錯(cuò)誤情況進(jìn)行深入分析，引導(dǎo)學(xué)生思考基因突變對(duì)蛋白質(zhì)氨基酸序列的影響。如果學(xué)生的錯(cuò)誤不多，可以用事先準(zhǔn)備好的典型問(wèn)題引發(fā)學(xué)生思考，從而鞏固基因突變的概念。教學(xué)環(huán)節(jié)（四）師生活動(dòng)【實(shí)例分析】觀察“思考·討論”中解釋結(jié)腸癌發(fā)生的簡(jiǎn)化模型圖,思考結(jié)腸癌發(fā)生的原因?！締?wèn)題引導(dǎo)】1.從基因水平分析,結(jié)腸癌發(fā)生的原因是什么?2.健康人的細(xì)胞中存在原癌基因和抑癌基因嗎?3.根據(jù)圖示推測(cè),癌細(xì)胞與正常細(xì)胞相比,具有哪些明顯的特點(diǎn)?設(shè)計(jì)意圖通過(guò)對(duì)結(jié)腸癌實(shí)例的思考討論，運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀,描述基因突變可能導(dǎo)致細(xì)胞的癌變。通過(guò)對(duì)基因突變?cè)虻姆治?加深學(xué)生對(duì)基因突變概念的理解,形成珍愛(ài)生命的觀念,選擇健康的生活方式,遠(yuǎn)離致癌因子。教學(xué)環(huán)節(jié)（五）師生活動(dòng)【資料分析】④MNU誘變燕麥實(shí)驗(yàn)⑤黑色樺尺蛾的出現(xiàn)【問(wèn)題引導(dǎo)】1.樺尺蛾基因突變產(chǎn)生了什么新基因?2.這個(gè)新基因和原來(lái)的基因是什么關(guān)系?為什么?3.這個(gè)新基因是原來(lái)在自然界有嗎?4.新基因的產(chǎn)生對(duì)生物生存有什么意義?設(shè)計(jì)意圖讓學(xué)生走進(jìn)科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行分析，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)基因突變的特點(diǎn)。通過(guò)樺尺蛾的實(shí)例，化抽象為具體，幫助學(xué)生理解基因突變是產(chǎn)生新基因的途徑，是生物變異的根本來(lái)源,為生物的進(jìn)化提供了豐富的原材料。板書(shū)設(shè)計(jì)5.1基因突變和基因重組一、基因突變1.概念2.原因誘發(fā)突變:物理、化學(xué)、生物因素自發(fā)突變:DNA復(fù)制偶爾出錯(cuò)有絲分裂間期:體細(xì)胞3.時(shí)間(無(wú)性生殖遺傳給后代）減數(shù)分裂間期:生殖細(xì)胞(有性生殖遺傳給后代）低頻性4.特點(diǎn)隨機(jī)性不定向性普遍性5.意義產(chǎn)生新基因的途徑，生物變異的根本來(lái)源,為生物的進(jìn)化提供了豐富的原材料。教學(xué)反思信息技術(shù)作為教學(xué)輔助手段，可以讓教學(xué)情境更為真實(shí)，課堂效果更活躍，教學(xué)內(nèi)容更直觀，從而更好地達(dá)到教