《基因突變和基因重組（第1課時(shí)）》公開課教案

1/6《基因突變》教學(xué)設(shè)計(jì)北京市第五十七中學(xué)鄭冬琪（一）教材地位與分析教材地位：基因突變”是人教版教材《必修2·遺傳和進(jìn)化》第五章第一節(jié)“基因突變和基因重組”中第1課時(shí)的內(nèi)容教材分析：教材通過對(duì)鐮刀型細(xì)胞貧血癥的實(shí)例分析，引入基因突變的概念，然后詳細(xì)闡述了基因突變的原因、特點(diǎn)和意義。學(xué)生能否掌握基因突變的特點(diǎn)、實(shí)例和意義，對(duì)以后理解生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)和育種原理至關(guān)重要。學(xué)習(xí)內(nèi)容分析：學(xué)生能否掌握基因突變的特點(diǎn)、實(shí)例和意義，對(duì)以后理解生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)和育種原理至關(guān)重要。（二）學(xué)情分析1.本班學(xué)生屬于高二年級(jí)第二梯隊(duì)班級(jí)，學(xué)生有較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)能力，并積累了一定的關(guān)于DNA的生物學(xué)知識(shí)。學(xué)生樂于采用自主探究的學(xué)習(xí)方法改變了原有的傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式和地位。2.通過對(duì)親身設(shè)計(jì)實(shí)施的實(shí)驗(yàn)的介紹和分析，讓學(xué)生親身體驗(yàn)科學(xué)的研究思路和方法；通過親自對(duì)探究問題的素材分析和梳理，并展示給全班同學(xué)，都極大的調(diào)動(dòng)了高二學(xué)生的探究興趣。綜上所述，所以教師在課堂過程中只充當(dāng)引導(dǎo)者和材料提供者，由學(xué)生完成全部探究過程和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程。（三）教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)知識(shí)目標(biāo)：1、概述基因突變的概念含義2、舉例說明基因突變的特征3、概述基因突變的意義能力目標(biāo)：在設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，提出有價(jià)值探究問題的過程中，提高設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，操作實(shí)驗(yàn)的能力。2、在自主構(gòu)建基因突變概念過程中，提高歸納總結(jié)的能力。3、在探究基因突變對(duì)生物性狀影響過程中，提高分析問題和解決問題的能力。4、在解決探究問題，推敲結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)性的過程中提高思辨能力。情感目標(biāo)：1、通過基因突變的誘發(fā)因素的學(xué)習(xí)，建立起健康的生活方式。2、通過基因突變的本質(zhì)的特點(diǎn)的分析，形成結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀用生命觀念認(rèn)識(shí)生命世界、解釋生命現(xiàn)象。（四）教學(xué)過程課堂設(shè)計(jì)構(gòu)想：1本節(jié)課首先對(duì)教材進(jìn)行的整合與拓展結(jié)合教材對(duì)現(xiàn)代生物學(xué)研究熱點(diǎn)“竹黃菌的誘變育種“”科學(xué)資料加以整合簡化梳理，使其適應(yīng)高中生學(xué)習(xí)階段，作為學(xué)習(xí)素材和課堂線索輔助分析基因突變的原因、特點(diǎn)，對(duì)教材內(nèi)容印證學(xué)習(xí)。2通過對(duì)一個(gè)完整實(shí)驗(yàn)的綜合分析，涵蓋基因突變的知識(shí)目標(biāo)從完整的科學(xué)實(shí)驗(yàn)角度出發(fā)，涵蓋基因突變的原因和各個(gè)特點(diǎn)，特點(diǎn)幫助學(xué)生了解基因突變特點(diǎn)的本質(zhì)，同時(shí)理解生物性狀的改變其根本原因是基因結(jié)構(gòu)的改變這一教學(xué)難點(diǎn)。在能力上通過學(xué)生對(duì)素材的分析鍛煉學(xué)生獲取信息，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的學(xué)科能力。3注重對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)同時(shí)通過根據(jù)素材的深入探討在較好地理解了生物學(xué)概念性知識(shí)的基礎(chǔ)上形成生命觀念——結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀。教學(xué)過程教學(xué)過程教師活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入學(xué)生課外實(shí)驗(yàn)：以三次諧波、X射線、化學(xué)誘變劑誘變萌發(fā)中的黃豆種子萌發(fā)率影響的結(jié)果匯報(bào)1以學(xué)生親歷的實(shí)驗(yàn)引發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后本質(zhì)原因的思考。2培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)操作的能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)學(xué)思維。3向?qū)W生滲透對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組，自變量無關(guān)變量的實(shí)驗(yàn)基本技能4引導(dǎo)學(xué)生在科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究中通過對(duì)結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn)值得探討的學(xué)科問題主體過程1基因突變的概念闖關(guān)1：分析鐮刀型貧血癥實(shí)例，合作探究，構(gòu)建概念教學(xué)方法：以教材中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)基因突變的概念自我建構(gòu)列舉基因突變的實(shí)例1引導(dǎo)學(xué)生分析原因，感知概念的形成過程。2鞏固基因控制蛋白質(zhì)合成的具體過程，以實(shí)際案例讓學(xué)生體會(huì)鐮刀型細(xì)胞貧血癥發(fā)病的“直接原因”和“根本原因”。2完善基因突變的概念闖關(guān)2：結(jié)合學(xué)生自主搜集“果蠅黑條體成因”和“豌豆皺粒成因文獻(xiàn)及所構(gòu)建原理圖”完善基因突變的概念1以學(xué)生學(xué)過的案例和新材料結(jié)合，在復(fù)習(xí)舊知的基礎(chǔ)上，完善學(xué)生構(gòu)建基因突變的概念2通過學(xué)生自主搜索材料，并對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行梳理，繪制原理圖，培養(yǎng)學(xué)生閱讀資料獲取信息的能力，同時(shí)提高運(yùn)用歸納與概括方法對(duì)問題分析的能力3探究基因突變的誘變方法闖關(guān)3：以青蒿素的發(fā)現(xiàn)及意義為契機(jī)，通過提供“竹紅菌誘變育種的方法”，還原科研過程中對(duì)竹黃菌的形態(tài)學(xué)分析并呈現(xiàn)照片資料，學(xué)生合作討論探究基因突變的誘變方法1在預(yù)設(shè)學(xué)生回答有困難的地方，通過對(duì)資料的信息獲取，分析概括基因突變的誘變方法，闖關(guān)中準(zhǔn)備密信，以此激發(fā)生的學(xué)習(xí)熱情；2材料就是“高產(chǎn)竹黃菌”的培育，為回答導(dǎo)入探究問題做鋪墊，并且該材料可形成后面探究基因突變特征的主線3基因突變中的“基因突變的誘變方法”和“基因突變的特征”中兩大問題的探討全部圍繞這一大材料展開，形成特征鮮明的課堂主線4突出學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)讓學(xué)生既能夠能夠運(yùn)用歸納概括方法探討生命現(xiàn)象及規(guī)律同時(shí)鍛煉學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，并在后續(xù)課程中加以運(yùn)用4基因突變的特點(diǎn)闖關(guān)活動(dòng)4：通過對(duì)“竹紅菌誘變育種”進(jìn)行進(jìn)一步的分子生物分析資料的分析，結(jié)合形態(tài)學(xué)分析進(jìn)一步概括基因突變的特點(diǎn)，并領(lǐng)會(huì)基因突變的本質(zhì)是基因結(jié)構(gòu)的改變，而不單純停留于形態(tài)功能的改變1通過“竹黃菌誘變育種”的形態(tài)學(xué)和分子學(xué)研究材料的信息或許，通過運(yùn)用歸納與概括方法探討基因突變的特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)2通過對(duì)材料的進(jìn)一步剖析解讀，使學(xué)生真正理解基因突變的本質(zhì)在于基因結(jié)構(gòu)的改變，即不是停留于通過物理化學(xué)的方法進(jìn)行誘導(dǎo)后生物形態(tài)學(xué)發(fā)生了改變，為后期區(qū)別于染色體變異做鋪墊3培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)，樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)纳^，對(duì)觀察到的生命現(xiàn)象及特征進(jìn)行科學(xué)的實(shí)驗(yàn)探究，獲得確鑿的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，并加以用，幫助理解和解釋其他范圍內(nèi)的相關(guān)事件5完成基因突變知識(shí)梳理圖闖關(guān)活動(dòng)五：完成基因突變知識(shí)梳理圖回歸課本知識(shí)幫助學(xué)生總結(jié)知識(shí)和對(duì)學(xué)習(xí)效果進(jìn)行反饋6回歸導(dǎo)入問題，深化基因突變實(shí)質(zhì)，完善設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)闖關(guān)活動(dòng)6：回答導(dǎo)入問題“經(jīng)過物理和化學(xué)方法處理過的黃豆萌發(fā)率明顯低于對(duì)照組的原因”，以及如何驗(yàn)證你的想法？（回歸于鑒定基因結(jié)構(gòu)是否改變）設(shè)計(jì)意圖：1反饋學(xué)生本堂課程學(xué)習(xí)情況2樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)纳^，，對(duì)觀察到的生命現(xiàn)象及特征進(jìn)行科學(xué)的實(shí)驗(yàn)探究，獲得確鑿的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)并加以用幫助理解和解釋其他范圍內(nèi)的相關(guān)事件知識(shí)梳理（五）學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)本節(jié)課教師僅僅教師在課堂過程中只充當(dāng)引導(dǎo)者和材料提供者，由學(xué)生完成全部探究過程和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程，課堂過程氣氛好學(xué)生思維活躍。（六）教學(xué)設(shè)計(jì)特色說明與教學(xué)反思教學(xué)設(shè)計(jì)特色說明：特色1：本節(jié)課堂以在課堂開始提出學(xué)生在完成課外實(shí)驗(yàn)后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并提出質(zhì)疑。并以此為目標(biāo)，以闖關(guān)形式完成整堂課程，在探究闖關(guān)的過程中以密信的形式提供科學(xué)資料，通過對(duì)資料的綜合分析解讀，深刻理解基因突變的概念、原因、特點(diǎn)和意義。特色2：本堂課程，并未沿襲常規(guī)資料，傳統(tǒng)資料通常是一個(gè)一個(gè)單獨(dú)的實(shí)例實(shí)證，通過一個(gè)實(shí)例分析基因突變的一個(gè)特點(diǎn)或者原因，是單獨(dú)呈現(xiàn)的，雖然看上去也資料豐富，但是不利于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)生物實(shí)驗(yàn)的整體意識(shí)，也不利于學(xué)生培養(yǎng)從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果出發(fā)分析實(shí)驗(yàn)，探究問題的學(xué)科能力。而本堂課程的資料“以培育竹紅菌素高產(chǎn)菌株“”一個(gè)大實(shí)驗(yàn)為資料依托，其中涉及：1物理和化學(xué)的方法對(duì)菌株的誘變2菌株誘變后的形態(tài)學(xué)分析3對(duì)突變菌株的分子生物學(xué)分析。通過教師對(duì)資料的簡化整合梳理，并配以實(shí)驗(yàn)真實(shí)照片不但使其很好適應(yīng)這一節(jié)教學(xué)深度的要求，同時(shí)讓學(xué)生從本質(zhì)上理解導(dǎo)致生物性狀的根本原因是由于基因結(jié)構(gòu)的改變，再次深入理解鐮刀型貧血癥實(shí)例中要探究的問題本。特色3：結(jié)尾呼應(yīng)導(dǎo)入中學(xué)生實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，更重要的是引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生批判思維，不局限于與對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的想當(dāng)然，而是引導(dǎo)學(xué)生理解要深入分析其學(xué)科本質(zhì)。學(xué)生通過本堂課程的知識(shí)的梳理后回歸對(duì)導(dǎo)入問題的理性分析，推測(cè)其實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象出現(xiàn)背后的原因可能是基因突變，但是也提出質(zhì)疑，明確必須通過分子生物學(xué)的測(cè)序分