基因突变和基因重组教学设计

1、基因突变和基因重组的教学设计一、教材和学情分析本节课内容包含了两种可遗传变异基因突变和基因重组，而基于前面已经学习了自由组合定律和减数分裂学问，同学们对于基因重组已经有了肯定的了解，在这个学问点处理上应留意对同学实际理解力量和图形分析力量的培育，通过实践提高同学的认知力量。这节课的重点和难点就集中于基因突变这个学问点，要通过多种途径来加深对基因突变的内涵和外延的理解。二、教学目标及重难点学问目标1.结合实例.模型.玩耍等方法从分子水平（碱基对替换.增加.缺失）分析基因突变发生的时间，内因，推导出基因突变概念。2. 分析基因突变发生在体细胞和生殖细胞时对其把握合成的蛋白质.对性状与子代的影响。3

2、.基因突变的产生外在缘由.特点及意义。4.把握基因重组的概念.来源.意义，会辨别不同状况下的基因重组。 力量目标1.结合减数分裂过程，学会用图示形式表示发生基因重组的缘由，培育同学的作图和识图力量。2.借助示意图的观看和对问题的思考，提高同学推断.推理等力量。3.通过玩耍、模型演示推出基因突变概念的过程，熬炼同学们合作探究的力量。 情感态度价值观目标1.通过分析引起基因突变的外部缘由培育同学正确的生活态度，珍惜疼惜生命。2.认同基因简并性保持生物性状稳定性的意义，以及基因突变.基因重组对生物多样性形成的乐观意义。重点 1.基因突变发生的概念.缘由及特点。2.基因重组的来源以及减数第一次分裂后期

3、和交叉互换后对应的的基因变化图。 难点基因突变及基因重组的意义。三、教学方法及教具针对教学内容和教学目标，选择的教学方法为：情境教学法.问题教学法.小组争辩法.同学分析归纳法。教学流程大体为：提出问题观看现象分析探究得出结论。 针对同学的认知规律，由生疏到生疏，我对教材做了调整，先学习基因重组，再进行基因突变的学习。教具：多媒体.玩耍纸条.磁条（制成基因碱基对）四、课时支配 1课时五、教学过程导入：（呈现水毛茛图片），为什么在水中和空气中，叶片的外形差距这么大呢？这种变异可以遗传么？假如是遗传物质转变，会不会遗传给后代呢？同学活动：同学观看分析，说出环境引起的是不行以遗传的变异，而遗传物质的转

4、变一般可以遗传的变异。老师点拨总结：变异分为不行遗传的变异和可遗传的变异，（老师点拨）：可遗传的变异包括基因重组.基因突变和染色体变异。这节课我们来探讨基因突变和基因重组这两种变异。（一）基因重组老师活动：多媒体呈现多幅图片图片1：“一母生九子，连母十个样”图片2： 美国一对夫妇和6个孩子的照片图片3：我们一家三口（丈夫.儿子和我）的照片同学观看，争辩老师问：生物子代与亲代之间.子代与子代之间的个体差异又称为什么现象？同学回答：父母的遗传物质的重新组合。老师导出基因重组概念1.基因重组：是指在生物体进行有性生殖的过程中，把握不同性状的基因的重新组合。图片4：本班中的两个双胞胎（王晶和王莹）的照

5、片同学们很感爱好，老师顺势指出同卵双胞胎性状格外相像，基本相同。老师问：那么，基因重组是如何实现的呢？（出示减数分裂的图片和学案上设计的交叉互换图）同学任务：重温基因的自由组合定律及减数分裂的学问，完成学案上交叉互换后的基因重新组合状况，归纳产生基因重组缘由。2.基因重组的来源（1）减数第一次分裂时非同源染色体上的非等位基因的自由组合（2）减数第一次分裂时非姐妹染色单体上等位基因的交叉互换设置问题情景：如何理解人群中个体性状是多种多样的？（多媒体出示拥挤的人群）人的体细胞中有23对染色体，请你依据自由组合定律计算，一位父亲可能产生多少种染色体组成不同的精子，一位母亲可能产生多少子种染色体组成不

6、同的卵细胞？同学任务：计算.分析后得到都是2 23 种。指导同学通过计算总结：3.基因重组的意义：可以产生多种多样的基因组合的子代，其中有一些子代有含有适应某种环境变化的基因组合。因此，基因重组是形成生物多样性的来源之一，对生物进化具有重要意义。【设计意图】通过生动的图片和身边的人（我和本班同学的照片）的真实照片来导入新课的学习，同学们格外感爱好。并且我做了大胆地内容调整，把同学们已经有肯定学问基础的可遗传变异基因重组放到基因突变这个学问点之前进行学习，同学们由自由组合定律和减数分裂的生疏的学问入手，可以快速地理解把握基因重组这个学问，然后就可以集中花大部分时间在基因突变这个学问的学习上了。（

7、二）基因突变玩耍导入基因突变学习：老师带领同学做了一个玩耍，把同学分成5排，给每排第一个同学发一个纸条，上面都写了一句英文句子THE CAT SAT ON THE MAT。由每排第一个同学看完句子记住后口头往后传，每次只说一遍，每排最终一个同学回报结果，出来的结果千奇百怪，有的同学丢了一个单词或一个字母，有的增加了字母，我又让同学来当评委给这几个句子找毛病，同学们利用了英语上学的学问找出了错误。顺势，老师导出：字母好比是碱基对，句子好比是DNA片段，那么碱基对的增加.缺少或替换会不会影响句子原来的意思呀？同学异口同声的说：会。老师又问：那么刚才我们传递句子的过程是指什么过程呀？同学思考回答：D

8、NA复制过程。老师又问：那么碱基对的增加.缺少或替换从根本上转变了什么呀？同学思考回答：基因的碱基对排列挨次。（老师点拨：基因结构转变。）1.基因突变的概念：DNA分子中发生碱基对的替换.增加和缺失，而引起的基因结构的转变。2.实质：基因结构的转变3.发生时期：细胞分裂间期（有丝分裂.减数第一次分裂前的间期）【设计意图】通过玩耍来导入，充分发挥了直观教学的作用，同学们在亲身实践中发觉了基因突变这个抽象的概念就类似英语学习中句子中单词的拼写出了问题，并能发觉基因突变发生的时期是DNA复制过程，也就是分裂间期。老师发问过渡：那么基因突变又分为什么样的类型呢？肯定可以遗传给后代么？突变后肯定会引起生

9、物性状的转变么？资料呈现：1910年，一位美国黑人青年由于发烧和肌肉苦痛到医院看病，医生检查发觉，他患的是当时人们尚未生疏的一种特殊的贫血病镰刀型细胞贫血症。（附正常红细胞和特别红细胞的图片）老师阐述:我们知道，正常人的红细胞是圆饼状的，而镰刀型细胞贫血症患者的红细胞却是弯曲镰刀状的。这样的红细胞简洁裂开，使人患溶血性贫血，严峻时会导致死亡。这种病是怎样形成的呢？我们一起来探究。老师多媒体呈现：血红蛋白分子的部分氨基酸挨次正常缬氨酸组氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸特别缬氨酸组氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸缬氨酸谷氨酸赖氨酸学习任务：找出镰刀型细胞贫血症患者血红蛋白分子特别的缘由。同学对比回答

10、:谷氨酸被缬氨酸替换。同学借助学案和密码子表分析推想相应的DNA分子的碱基片段发生了什么变化？同学分析后回答：T/A 被 A/T取代。老师总结： 直接缘由：蛋白质中氨基酸被替换 根本缘由：碱基对替换老师设计模型，利用磁条构建的脱氧核苷酸在磁性黑板上排成一个含有8个碱基对的DNA片段。同学活动：以小组为单位开放活动，随机在这个基因片段中增加.缺失或替换一个碱基对，并分别记录下转录后的mRNA，推想出这三种状况下对性状的影响状况并对比影响程度的大小。得出：一般状况下，增加或缺失一个碱基对引起的基因突变影响大于替换引起的基因突变。老师布置课下进一步探究任务：是不是增加或缺失的碱基对越多对性状影响越大

11、呢？【设计意图】通过模型的构建过程，充分发挥了直观教学的作用，同学们在亲身实践中发觉了基因突变发生的几种状况，突破了这个抽象的概念，并利用了前面转录和翻译的学问来解决分析了基因突变的几种状况对性状的影响。思考：基因突变肯定可以遗传给后代么？同学结合有性生殖学问总结出：基因突变若发生在配子中，将会遗传给后代，发生在体细胞中的基因突变，一般是不能够遗传的。（老师补充：发生在植物体细胞中的基因突变，如何能够遗传？-无性繁殖.养分繁殖）老师引出：突变后肯定会引起生物性状的转变么？同学分析学案中发生以下状况是否还有引起镰刀型细胞贫血症呢？ 同学合作:转录写出密码子并查密码子表得出两种密码子打算的都是谷氨

12、酸，不会引起性状转变。老师点拨：由于一种氨基酸可能有几种密码子，这一现象称做密码子简并，以致DNA分子碱基对的替换不肯定会导致生物性状的变化。【设计意图】通过小组争辩和分析，让同学们发觉问题并结合以前的学问来解决现在的问题，提高了同学分析解决问题的力量和自我猎取学问的力量。引入下一学问内容：假如人体某些细胞基因突变，有可能进展为癌细胞。癌症就是原癌基因与抑癌基因的突变渐渐积累的结果。设置问题情境：在生活中有什么因素简洁引发癌症，从而发生基因突变呢？同学思考.争辩.举例说明：物理因素：在强日光照射下简洁得皮肤癌；在医院放射室工作的医生简洁得癌症等化学因素：咸菜等腌制食品必需检测亚硝酸盐的含量，亚

13、硝酸盐含量过多可能会致癌等)老师总结诱发基因突变的因素：4.外因： 物理因素：紫外线.X射线.激光等化学因素：亚硝酸盐.碱基类似物等生物因素：某些病毒.细菌的代谢产物等内因： DNA复制过程中出错。【设计意图】通过分析引起基因突变的外部缘由培育同学正确的生活态度，珍惜疼惜生命。老师提问：基因突变的特点有哪些？同学阅读学案上资料：资料1：自然界中，流感病毒可分为甲.乙.丙三型；肺炎双球菌的种类有有荚膜和无荚膜类型；豌豆种子的圆滑和皱缩；番茄的红果和黄果；小麦的高杆和矮杆；果蝇的白眼和红眼；鸡的玫瑰冠和单冠；兔的白毛和黑毛；正常绵羊和短腿安康羊；正常人和白化病病人等。用幻灯片呈现10幅各种生物相对

14、性状的图片老师提示：留意观看以上呈现的相对性状发生在什么生物上？例子中列举了病毒.细菌.动植物和人的一些相对性状，说明以上的生物体都有可能发生基因突变，基因突变在生物界中是广泛存在的。师生共同总结：基因突变的第一个特征：普遍性资料2：基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期；可以发生在细胞内不同的DNA分子上；同一DNA分子的不同部位。同学阅读材料，总结出基因突变的其次个特征：随机性资料3： 以基因A为例，它不但可以突变成为a1，而且还可能突变为a2.a3等一系列的等位基因。如:把握小鼠毛色的基因可以突变成黄色基因，也可以突变成黑色基因。同学分析.争辩，老师总结.拓展：基因的突变方向并不确定，

15、基因与其一系列的等位基因之间的关系，是可以相互转化的。老师画出黑板图：师生共同小结基因突变的其次个特点：不定向性资料4：几种生物不同基因的自然突变率生物名称突变类型突变频率单 位大肠杆菌组氨酸缺陷型2×10 6每个配子的突变频率玉米皱缩种子1×10 5 每个配子的突变频率果蝇白眼4×10 5每个配子的突变频率小鼠粉红色眼35×10 6每个配子的突变频率人软骨发育不全5×10 5每个配子的突变频率老师提示：以上表格中各种生物的突变频率的数量级在什么范围？同学分析：各种生物的突变频率的数量级别在105到106，说明频率极低。师生共同归纳：基因突变的

16、第三个特征：低频性设置问题情景，引导同学思考.分析：生物发生基因突变以后的性状对生物的生存有何影响？呈现4个幻灯片，引导探究：残翅果蝇 .短腿安康羊.白化病病人.镰刀型细胞贫血症的患者图片。老师提示：任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们与环境条件之间已经取得了高度的协调。假如发生基因突变，就有可能破坏这种协调关系，所以基因突变一般是对生物的生存是有害的。师生共同归纳：基因突变多害少利性。设置问题情景，引导同学思考.分析：生物发生的基因突变一般是利少害多，这是确定的吗？同学拓展思维训练，阅读资料，分析问题：材料5：非洲是疟疾猖獗的地区。疟疾是一种经按蚊传播而引起的寄生虫病，恶性疟疾发病常侵害

17、内脏，严峻者或医治不准时会引起病人的死亡。镰刀型贫血症是一种溶血性贫血症，严峻时会导致死亡，在非洲黑人中发病率最高，是一种在20世纪才被人们发觉的常染色体隐性遗传病。在非洲具有镰刀型细胞贫血症突变基因的个体（即杂合体）不表现镰刀型贫血症的症状，由于该个体能同时合成正常和特别的血红蛋白，但却对疟疾具有较强的抵制力。师生共同总结归纳：基因突变而产生的性状对生物生存的有害或有利是相对而言的，应视环境条件而定。提出思考题：既然突变一般利少害多，自然条件下基因突变的频率很低，基因突变能否成为生物的进化供应原材料呢？资料6：在适宜的条件下，生长12天的大肠杆菌培育物的浓度约为每毫升10 9个细胞，DNA复

18、制的错误率约为10 9，也就是每连接10 9 个核苷酸才可能发生一个错误。在含有10 9 个细胞的培育物中，由于DNA的差错就可能发生几百万个突变，可能包含大肠杆菌基因的上千种变异形式。同学分析：基因突变频率低是针对个体水平而言，但在进化时，并不是考虑生物个体。老师总结：一个物种在漫长的进化历程中，由很多个体构成物种，在物种这个水平上，生物发生的基因突变是不少的，其中也有不少的有利变异，这对于生物的进化是很有意义的。老师提问：普遍发生的基因突变有何意义？引导同学思考.分析：基因突变能产生新基因吗?新基因的产生对生物生存有意义吗？自然环境会选择哪个个体留存下来？基因突变对生物进化有何意义？同学思

19、考回答：6.基因突变的意义：基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根原来源，是生物进化的原始材料。老师点拨：基因突变是新基因产生的途径这个意义。【设计意图】通过阅读资料猎取有用的信息，创设问题情境引导同学通过自主学习和小组合作来总结归纳出基因突变的特点和意义。课堂总结：我们学习了两种可遗传变异，它们有何异同呢？列表对比：基因突变和基因重组的比较项目基因突变基因重组本质发生时期发生缘由意义六.板书设计51基因突变和基因重组一.基因重组1.概念：在生物体进行有性生殖的过程中，把握不同性状的基因的重新组合2.产生的缘由（1）减数第一次分裂时非同源染色体上的非等位基因的自由组合（2）减数第一次分裂时

20、非姐妹染色单体上等位基因的交叉互换3.基因重组的意义基因重组是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要的意义。二、基因突变1.基因突变的概念DNA分子中发生碱基对的替换.增加.缺失，而引起的基因结构的转变，叫做基因突变2.实质：基因结构的转变3.发生时期：细胞分裂间期（有丝分裂.减数第一次分裂前的间期）4.基因突变的缘由 诱变因素的种类物理因素：紫外线、X射线、激光等化学因素：亚硝酸盐、碱基类似物等生物因素：某些病毒、细菌的代谢产物等5.基因突变的特点普遍性、随机性、不定向性自然状态下基因突变的频率很低多害少利性6.基因突变的意义基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根原来源，是生物进化的原始材料。七、教学反思建构主义学习理论认为：在学习的过程中，获得学问的多少取决于学习者依据阅历去建构有关学问的力量，而不取决于学习者记忆和背诵老师讲授内容的力量。对学问的真正理解只能