《基因突变》教学设计(部级优课)x-高中生物教案

《基因突变》一节教学设计上海师范大学附属外国语中学张丽敏【教学分析】本节内容要落实的是高中生物课程内容标准“生命延续”主题下的二级主题“遗传和变异”，学习要求为B：解释基因突变的概念和生物学意义。也就是通过本节课的学习，学生不仅要掌握“基因突变”这个核心概念，还要把“基因突变”与之前所学的知识“DNA的复制”、“遗传信息的表达”等建立联系。教材当中是通过对羊群、小麦、大肠杆菌中出现的变异现象介绍，引入基因突变的概念，然后详细阐述了基因突变发生的原因、场所、特点、影响因素、意义。而本节课的教学做了如下改变，以第二册教材“探究DNA改变对蛋白质组成影响”这一活动为抓手，组织基因突变本质的教学，这部分内容是教学的重点。基因突变是产生新基因的主要来源，是生物变异的主要原因，对生物的进化有重要作用，所以本节课又是学习遗传育种和生物进化的重要基础。通过过往的学习，学生对“DNA的复制”以及“遗传信息的表达”等问题有了基本的认识。对于生物的变异现象，通过初中生物课的学习以及日常生活的体验，学生也有了初步的认识，因此本节课的内容对学生来讲并不陌生。但关于基因突变的本质，则需要更进一步的学习。本节内容抽象，需要学生具备抽象思维能力，空间思维能力以及丰富的想象力，高一（2）班除去个别男生的思维比较活跃外，其他大部分的学生属于“安静”型，如何引导学生去深度思考、准确表达是本节课教学策略中需重点关注的地方。【教学目标】，1、知识与技能（1）概述基因突变的实质（2）解释基因突变的概念、意义和特点（3）通过具体实例，列举人工诱变在生产实践中的应用2、过程与方法通过模型构建推出基因突变的过程3、情感态度与价值观通过基因突变概念、意义的构建，初步建立生命世界永恒变化与发展的观点【教学重点与难点】1、重点：基因突变的概念和原因2、难点：从分子水平上理解基因突变的原因【教学策略与手段】基因突变这部分知识比较抽象，学生头脑中并没有同化新知识的“支架”。因此本节课以镰刀型贫血症作为线索贯穿始终，提供研究该病的生物史，让学生从实例分析入手，按照认知规律从现象到概念，从宏观到微观来归纳总结出基因突变的概念。提出有层次环环相扣的问题，引导学生去不断思考分析，提升学生的思维水平，培养他们的表达能力，从而理解基因突变的概念和生物学意义。最后通过概念图将所学内容进行整合。【教学过程】教学内容教师行为学生行为设计意图导入给出一张1910年医生为患病黑人镜检的红细胞图片，并附上正常人红细胞的图片患者红细胞出现了什么问题？正常的红细胞应该是什么形状？推测变形红细胞对人体的害处？红细胞的形状改变与什么物质有关？思考回答猜测蛋白质通过图片对比，引起学生了解该病的兴趣。学以致用基因突变的本质提供科学家研究结果探究：到底哪个碱基对的替换导致了疾病的发生？黑板板书探究过程表述训练：镰刀型贫血症的发病原因发生碱基对的替换一定会导致血红蛋白发生异常变化吗？除了碱基对的替换会导致基因特定核苷酸序列发生改变，碱基对的缺失/增加也会导致系列改变。那么和替换相比，何者对血红蛋白的影响最小呢？共同总结出基因突变的概念总结概念，强化关键词学生跟随老师一起探究过程学生表达构建模型学生讨论学生尝试表达学生思考回答学生记录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，探索基因突变的本质着重训练学生整段表达的能力和逻辑思维能力既复习中心法则的内容也拓宽了思路基因突变的时间DNA发生突变的时期？体细胞的基因突变发生在有丝分裂间期。性原细胞的基因突变，发生在减数分裂间期，能遗传给下一代。思考：1910年的患者，他的基因突变来源有哪些可能呢？该青年细胞内的镰刀型贫血症致病基因一定会传递给子代吗？提供镰刀型贫血症某家族遗传系谱图，请学生判断是何种遗传病说明基因突变的结果：产生新的基因，导致基因型和表现型的变化。意义：为生物进化提供了原材料细胞分裂的间期学生思考回答学生思考常染色体隐性遗传病引导学生学会知识迁移，活学活用基因突变的特点资料镰刀型贫血症患者（hh）除了表现出贫血的症状外，早期患者会营养不良，不能受累，严重则会导致死亡。非洲疟疾猖獗，镰刀型贫血症基因携带者(Hh）能同时合成正常和异常的血红蛋白，使红细胞轻微缺氧，能中断疟原虫形成分生孢子。这个材料说明什么问题？资料血红蛋白异常的疾病除了镰刀型贫血症以外还有地中海贫血症，迄今人类发现异常血红蛋白多达500种。基因突变的多方向性有什么意义呢？果蝇红眼基因突变的图片资料1935年，美国科学家联合英国科学家在非洲大陆对11270种植物进行了检查，结果发现在过去7年间，98.7%的植物都曾发生过突变；但就其中一种植物而言，在自然状态下，发生一次变异的几率为1/1988基因的普遍性和低频性有矛盾吗？控制镰刀型贫血症的一对基因同时发生相同突变的可能性几乎为0学生思考表达基因突变的中性基因突变的多方向性让生物界变得丰富多彩基因突变的可逆性基因突变的普遍性和低频性思考回答培养学生处理信息、分析信息的能力。同时锻炼表达能力。用小资料实施教学，学生对资料的图片和内容很感兴趣，既课堂气氛活跃又加强学生继续学习的动力。诱变育种以太空育种为例介绍诱变育种提供我国太空诱变育种的事迹太空育种的原理？太空育种与杂交育种相比有何优势？有何劣势？介绍此次天空二号里面的“秋丰白玉”请同学预测归来后的蚕宝宝会有哪些改变？推荐《中国航天育种》一书学生小组讨论回答学生预测结合现阶段我国航天事业发展的热度，介绍太空育种。引导学生透过事物的现象看本质，培养爱国主义精神结语自1910年第一例镰刀型贫血症患者被报道至2017年，这个突变的h基因就一直在人类的基因库中流传。2006年NBA黑人球员布泽尔的两个孩子相继被查