教学设计《51基因突变和基因重组》

1、 第五章 基因突变及其他变异 第1节 基因突变和基因重组贵阳一中新世界国际学校 王艳辉1、 教材分析 第1节基因突变和基因重组从实例入手，通过对镰刀型细胞贫血症的分析，引入基因突变的概念，然后详细阐述基因突变的原因和特点。在讲述基因突变的原因和特点时，先大致归纳了引起基因突变的三类原因，然后紧扣原因分析特点。在阐述自然状态下基因突变的频率很低时，教材用实例说明在一个足够大的群体中，即使基因突变频率很低，突变个体仍然会占有一定的数量。这个实例体现了生物在进化过程中“变”与“不变”的平衡，有助于学生理解基因突变在生物进化中所占有的重要地位。在基因重组部分，教材设置了“思考与讨论”的栏目，旨在让学生

2、利用数学方法，通过计算，体会基因重组机制提供的极其多样的基因组合方式。二、学情分析 生物的变异现象对于学生而言并不陌生。通过初中生物课的学习，学生已经初步认识到生物的变异首先与遗传物质有关，其次与环境有关。本章第1节在此基础上，进一步引导学生学习遗传物质究竟是如何引起生物的变异的。 三、教学目标 1.知识与技能 （1）举例说明基因突变的特点和原因。 （2）举例说出基因重组。 （3）说出基因突变和基因重组的意义。 2.过程与方法 （1）采用镰刀型细胞贫血症的实例，从现象开始，追根溯源，让学生理解基因突变的根本原因是DNA分子的碱基对发生了变化。 （2）用类比推理的方法引导学生理解基因突变的类型。

3、 （3）通过生活中的具体事例引导学生理解抽象的概念，归纳哪些因素会导致基因突变。 （4）以设问和讨论的形式引导学生思考基因突变和基因重组的意义。 3.情感态度与价值观 （1）从镰刀型细胞贫血症的家系图中得出近亲结婚的危害，让学生了解婚姻法。 （2）引导学生从生物学角度对基因突变和基因重组作科学的了解，形成正确的科学价值观。四、教学重、难点1.教学重点（1）基因突变的概念及特点。（2）基因突变的原因。2.教学难点基因突变和基因重组的意义。 五、教学策略 本节教学可用1课时，教学重点是基因突变。基因重组的实质，即基因的自由组合定律，已经在孟德尔的豌豆杂交实验中作过详细的介绍，因此在本节教学中不再列

4、为重点内容。本节在教学上可以采取以下策略。1.从科学发现的过程切入，设置问题情境，引导学生探究。2.用类比推理的方法引导学生理解基因突变的类型。3.通过生活中的具体事例引导学生理解抽象的概念。4.以设问和讨论的形式引导学生思考基因突变和基因重组的意义。 六、教学方法 讲授演示法。7、 学法 学生预习、讨论、展示与练习相结合。8、 课型 新授课。9、 课时安排 1课时。10、 教学准备 教师准备教案、课件等，学生做好课前预习，并思考课本上的相关问题。十一、教学过程  教学内容 教师的组织和引导 学生活动 教学意图一、基因突变的实例及概念 

5、;                   二、基因突变的原因三、基因突变的特点四、基因突变有什么意义？ 5、 基因重组的概念和类型六、基因重组的意义七、总结导入：20世纪初期，人们发现了一种特殊的贫血病镰刀型细胞贫血症。医生调查患者的家族，绘制出下列家系图。由图可知，这种病的遗传方式是什么？这个家族中的8和9号是否可以结婚？用幻灯的形式展示正常红细胞和镰刀型细胞贫血症红细胞图片。我们知道，正常人的红

6、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。这样的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。这种病是怎样形成的呢？ 出示供学生阅读的材料。1928年，人们发现镰刀型细胞贫血症患者能将这种病遗传给下一代，并且发现该病是一种常染色体上的隐性遗传病。1949年，美国化学家鲍林将正常人和镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白，分别放在一定的溶液中电泳，发现正常人和患者的血红蛋白的电泳图谱明显不同，鲍林推测镰刀型细胞贫血症是由于血红蛋白分子的缺陷造成的。经过分析，鲍林认为镰刀型细胞贫血症是一种分子病。1956年，英格拉姆等人用酶将正常的血红蛋白和镰刀型细胞的血红蛋白在相同条件下切成

7、肽段，通过电泳对二者进行分析，发现有一个肽段的位置不同。这段有区别的肽段的氨基酸顺序参见教科书图5-2。 幻灯展示“问题探讨”中的事例，并提出问题。原句：THE CAT SAT ON THE MAT错句：1.THE KAT SAT ON THE MAT2.THE HAT SAT ON THE MAT3.THE CAT ON THE MAT问题：1.请比较3个句子与原句在字母上的变化差异，以及意义上的差别。2.如果将原句想像成DNA分子，将错句想像成基因突变而形成的DNA分子，请思考基因突变有哪些类型？3.请结合镰刀型细胞贫血症的实例，尝试总结基因突变的概念。根据以上实例，教师和学生一起总结基因

8、突变的概念。教师总结：基因突变如果发生在配子中，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。癌细胞就是体细胞发生基因突变的结果，那么，生活中有哪些因素容易引发癌症，引起基因突变呢？指导学生阅读教材中有关基因突变原因的内容。教师补充：理、化、生均为外因，生物体内部也会自发的产生基因突变。如细胞分裂间期DNA复制时，由于解旋状态的DNA不稳定，容易发生碱基配对出错。指导学生阅读教材中有关基因突变的特点相关内容，并进行总结。教师补充：基因突变一般对于生物本身是有害的，有时候也有利，或者既无害也无利。 基因突变是广泛存在的，在前面，我们所列举的基因突变的实例都是有害的，那么广泛存在的

9、基因突变是不是都不利于生物生存呢？基因突变有什么样的意义呢？请思考下列问题：1.基因突变能产生新的基因吗？2.这些新的基因产生的新性状对生物的生存有什么意义（有利还是有害）？3.自然环境会选择哪些个体生存下来？4.基因突变对生物的进化有何意义？教师总结：基因突变是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了原材料。指导学生回顾孟德尔自由组合定律。为帮助学生理解和记忆，可提出下列问题让学生思考：1.“基因重组”是指基因的重新组合，哪些基因可以进行重新组合呢？ 2.非等位基因为什么要重新组合呢？ 3.非同源染色体在什么时期重新组合？4.减数分裂第一次分裂后期，同源染色体和等位基因是怎样变化的？教师和学生

10、一起总结基因重组的定义：是指在减数分裂的过程中，随着同源染色体的分离，位于非同源染色体上的非等位基因进行重新组合。与基因突变相比，基因重组又有何意义呢？指导学生阅读“基因重组”中的“思考与讨论”，并回答问题。从以上计算可知，基因重组可以产生多种多样的基因组合的子代，其中有一些子代会含有适应某种环境变化的基因组合。所以说，基因重组是生物变异的来源之一，是形成生物多样性的重要原因，对生物的进化具有重要的意义。 最后，教师列表总结基因突变和基因重组的本质、发生时间及原因、条件和意义等。基因突变基因重组本质发生时间及原因条件意义发生可能      &#

11、160;   分析家系图，判断镰刀型细胞贫血症的遗传方式，推导8和9的基因型，并计算二者结婚产生的后代患该遗传病的概率。 学生观察并比较图片，从感官上认识镰刀型细胞贫血症患者的红细胞异常。 学生阅读并讨论下列问题： 1.人们是怎样理解镰刀型细胞贫血症是一种遗传病的?  2.鲍林为什么认为镰刀型细胞贫血症是一种分子病?3.根据英格拉姆等人的实验，从图中可以看出正常肽链中的哪一个氨基酸发生了什么样的突变？查阅密码子表，分别写出正常氨基酸和异常氨基酸的密码子。4.氨基酸的密码子是由DNA分子决定的，由此可以推测相应的DNA分子的碱基片段发生了什么样的变化？5.

12、想一想，一个碱基发生变化，生物的性状就一定会发生变化吗? 学生将英文句子翻译为中文。学生对比、思考和总结    学生思考、讨论，并举例说明：物理因素、化学因素、生物因素。 学生自学并总结：普遍性、随机性、不定向性、低频性。学生思考、讨论、总结、归纳。 学生思考并回答： （非等位基因）（因为非等位基因位于非同源染色体上，非同源染色体要重新组合）（减数分裂第一次分裂的后期）（分离）       学生计算回答    学生填表、总结通过分析遗传病的家系图，计算相应

13、的发病概率，了解婚姻法禁止近期结婚的规定及其原因。对学生进行法制教育。从细胞学水平上认识镰刀型细胞贫血症的病因， 通过展现科学发现的过程，引导学生从现象到本质，即从性状到遗传物质的认识过程，探寻基因突变的本质。从现象上理解遗传病。理解血红蛋白是一种大分子物质。理解蛋白质分子不同，组成蛋白质的氨基酸的种类也不同，而氨基酸的种类是由密码子来决定的。密码子的排列是由DNA分子决定的。密码子发生改变是因为DNA分子发生了改变。培养发散思维，为学习基因突变的特点做准备。   以想像和类比的形式引导学生总结基因突变的概念，并对其特点有初步的认识。     利用生活中的实例帮助学生理解基因发生突变的原因。 内容较简单，便于学生自学。有利于培养学生的总结归纳能力。  以问题的形式引起学生思考。 生物学中有很多名词可以通过“顾名思义”的方式进行理解学习，以问题的形式诱思导学，有助于避免学生死记硬背，加深对知识的理解。