資源簡介

基因突變和基因重組教學(xué)設(shè)計
設(shè)計思路
1、學(xué)習(xí)內(nèi)容分析
本章內(nèi)容既是對前四章內(nèi)容合乎邏輯的連續(xù)，又是學(xué)習(xí)第六章《從雜交育種到基因工程》和第七章《現(xiàn)代生物進(jìn)化理論》的重要基礎(chǔ)。學(xué)好這節(jié)課有助于學(xué)生更好地理解“誘變育種”和“基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑,是生物變異的根本來源，是生物進(jìn)化的原始材料”。所以在知識上它起到了承上啟下的作用，這決定了本節(jié)內(nèi)容的重要性。本節(jié)內(nèi)容是第五章的第一節(jié)，教學(xué)中可以充分利用學(xué)生前幾章的已知知識基礎(chǔ)，并遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，通過適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略,使新知識有效的整合進(jìn)原有的知識網(wǎng)絡(luò)中，使學(xué)生知識體系得到豐富和發(fā)展。
學(xué)習(xí)者分析
生物的變異現(xiàn)象對于學(xué)生而言并不陌生。通過前面對基因結(jié)構(gòu)和功能的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)初步認(rèn)識到生物的變異與遺傳物質(zhì)有關(guān)，也與環(huán)境有關(guān)。基因突變和基因重組是遺傳學(xué)中重要的概念，是學(xué)生學(xué)習(xí)生物遺傳、變異和進(jìn)化的基礎(chǔ)，其中的基因突變是生物變異這部分教學(xué)內(nèi)容中的一個重點知識。由于該部分的知識比較抽象，需要學(xué)生具備相當(dāng)強的抽象、空間思維能力和豐富的想象力。雖然學(xué)生在本模塊前面的教學(xué)內(nèi)容中遇到類似的情況，通過學(xué)習(xí)提高了能力，但要達(dá)到從分子水平.上理解和掌握，仍需要教師通過采取適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略，引導(dǎo)學(xué)生在不斷地探究、思考、分析和討論的過程中實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。
教學(xué)目標(biāo)
知識與技能：（1）掌握基因突變的概念、原因、特點；
（2）會辨別不同情況下的基因重組；
（3）說出基因突變和基因重組的意義。
過程與方法：（1）學(xué)會數(shù)據(jù)處理，類比推理等科學(xué)方法；
（2）培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力、發(fā)散思維及綜合能力。
情感態(tài)度與價值觀：（1） 在基因突變的學(xué)習(xí)中懂得如何確立健康的生活方式；
（2）引導(dǎo)學(xué)生從生物學(xué)角度對基因突變和基因重組作出科學(xué)的了解形成正確的科學(xué)價值觀，激發(fā)學(xué)生的責(zé)任感。
三、教學(xué)重難點
教學(xué)重點：基因突變的概念、原因、類型、特點。
教學(xué)難點：基因突變和基因重組的意義。
四、方法和策略
1、通過生活中的具體事例引導(dǎo)學(xué)生理解抽象的概念。
2、以設(shè)問和討論的方式引導(dǎo)學(xué)生一步步深入學(xué)習(xí)新知識。
五、媒體使用
教材、投影儀、幻燈片課件、視頻、黑板
六、教學(xué)過程
教學(xué)環(huán)節(jié) 教師的組織與引導(dǎo) 學(xué)生行為 教學(xué)意圖
新課導(dǎo)入
播放電影《生化危機》的片段，提問學(xué)生喪尸怎么形成的，從而引出本章章題：變異，并展示變異的概念。 觀看視頻 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
新課講授 基因突變的實例和概念 二、基因突變的原因 基因突變的特點 基因突變的意義 四、基因重組的概念、類型、意義 生物的變異有兩種類型。可遺傳的變異、不可遺傳的變異。那什么情況下的變異不遺傳,什么情況下的變異可遺傳 我們知道生物的表現(xiàn)型與基因型和外界環(huán)境條件有關(guān)。像玉米這樣,子粒飽滿是由于水、肥和光充足引起,也就是外界環(huán)境條件引起的,這種變異是不遺傳的。而太空椒邀游過太空,宇宙輻射改變了它的遺傳物質(zhì),因此這個變異性狀就是可遺傳的。可遺傳的變異是生物變異的主要類型。它的來源主要有三方面:基因突變、基因重組和染色體變異。 那么什么是基因突變 基因突變是怎么產(chǎn)生的 又怎么導(dǎo)致生物變異呢 下面的圖片是關(guān)于正常紅細(xì)胞基因突變形成鐮刀型紅細(xì)胞的內(nèi)容,我們先來看一下。(學(xué)生閱讀教材后討論并回答鐮刀型細(xì)胞貧血癥是怎樣引起的一種遺傳病。)
問:從圖片中我們看到正常紅細(xì)胞是什么形狀 有什么功能
問:鐮刀型細(xì)胞貧血癥的紅細(xì)胞呈鐮刀狀,對功能的完成有沒有影響 講述:那么是什么原因使正常紅細(xì)胞變成鐮刀型紅細(xì)胞的呢 分子生物學(xué)研究表明是基因突變的結(jié)果。讓我們來看鐮刀型細(xì)胞貧血癥是怎末形成的，大家知道,性狀是由蛋白質(zhì)來體現(xiàn)的,我們先來看正常血紅蛋白與鐮刀型血紅蛋白的氨基酸組成。(學(xué)生看教材的思考與討論,思考并回答問題。)
問:兩者有什么區(qū)別
問:氨基酸是由什么決定的
問:構(gòu)成信使RNA上的密碼子的那些堿基又是由什么決定的呢 問:大家來比較一下正常與異常的DNA,它們的區(qū)別在哪里
問:DNA上一個堿基對發(fā)生了改變,最終導(dǎo)致了鐮刀型細(xì)胞貧血癥。我們知道性狀是由基因控制的,那么基因是怎么來決定性狀的呢
講述:我們看控制血紅蛋白的DNA上一個堿基對改變,使得該基因脫氧核苷酸的排列順序發(fā)生了改變(教師引導(dǎo)學(xué)生回答),也就是基因結(jié)構(gòu)改變了,最終控制血紅蛋白的性狀也會發(fā)生構(gòu)改變了,最終控制血紅蛋白的性狀也會發(fā)生改變,所以紅細(xì)胞就由圓餅狀變?yōu)殓牭稜盍恕；蚪Y(jié)構(gòu)的改變除了堿基對的替換,還有沒有其他可能 出示基因結(jié)構(gòu)變化示意圖,對著圖進(jìn)行講解。現(xiàn)在請大家自己來總結(jié)一下基因突變的概念。
講述:基因突變是染色體的某一個位點上基因的改變,基因突變使一個基因變成它的等位基因,并且通常會引起一定的表現(xiàn)型變化。如棉花正常枝→短果枝、普通羊→短腿羊、正常人白化病、水稻高稈→矮稈、果蠅的紅眼→白眼等。基因突變是如何產(chǎn)生的呢 學(xué)生閱讀教材,總結(jié)易誘發(fā)生物發(fā)生基因突變的因素: （1）物理因素:包括X射線、紫外線、激光等。 （2）化學(xué)因素:亞硝酸、堿基類似物等。 (3)生物因素:如病毒和某些細(xì)菌等。 生物的變異不只是由基因突變引起的,那么我們應(yīng)該怎樣去認(rèn)識由于基因突變而引起的變異呢 下面我們就來了解基因突變的特點。 出示圖片:棉花正常枝→短果枝;水稻高稈矮稈;果蠅長翅→殘翅;雞的直羽→卷羽;人正常色覺一色盲;正常人→白化病。這些圖片,有植物、動物,還有人的例子,你們認(rèn)為突變有什么特點 (可讓學(xué)生進(jìn)行討論,用具體實例來說出各特點。) 基因突變發(fā)生在什么時期 哪些細(xì)胞能發(fā)生基因突變 ) 問:如果突變發(fā)生在體細(xì)胞中,該性狀會不會遺傳給后代 既然任何生物發(fā)育的任何時期任何細(xì)胞都可能發(fā)生突變那是不是突變很容易發(fā)生呢 請大家閱讀教材。 基因突變頻率很低,高等生物中大約十萬到一億個生殖細(xì)胞中才會有一個生殖細(xì)胞發(fā)生基因突變,低等。生物、細(xì)菌、噬菌體突變頻率更低,同一種生物不同的基因突變頻率也不一樣。基因突變對生物體究竟好不好呢 大家討論一下。 教師總結(jié):基因突變絕大多數(shù)是有害的,但也有少數(shù)是有利的,為什么呢 因為任何一種生物都是長期進(jìn)化過程的產(chǎn)物,它們與環(huán)境已經(jīng)取得了高度協(xié)調(diào),如果發(fā)生基因突變就可能破壞這種協(xié)調(diào)關(guān)系。因此基因突變對于生物往往有害,但少數(shù)是有利的。我們能不能只讓它進(jìn)行有利的突變呢 這不行。因為基因突變是不定向的。一個基因可以向不同的方向發(fā)生突變,產(chǎn)生個以上的等位基因。基因突變的特點有:①普遍性;②隨機性;③低頻性(突變率低);④多數(shù)有害性;⑤不定向性。
基因突變往往產(chǎn)生一些新性狀,這對生物有什么意義呢 小組討論并回答。 基因重組其實生物變異不只是由基因突變引起的,基因重組也會造成生物變異。那么基因重組造成的生物變異又是在什么情況下的呢 又有什么特點呢 接下來我們就來學(xué)習(xí)基因重組。什么是基因重組呢 基因重組是控制不同性狀的基因重新合。我們在前面學(xué)習(xí)自由組合定律時已經(jīng)接觸過這方面的知識。大家先回憶一下,黃色圓粒與綠色皺粒作親本雜交產(chǎn)生后代的過程。P黃色圓粒×綠色皺粒F黃色圓粒↓自交F2黃色圓粒 黃色皺粒 綠色圓粒 綠色皺粒問:F2除了黃色圓粒、綠色皺粒以外,還有兩種親本所沒有的新性狀:黃色皺粒、綠色圓粒,這兩種性狀與親本相比是不是變異性狀呢 問:它們又是如何產(chǎn)生的呢
問:基因重組發(fā)生在什么情況下
其實基因重組還可以發(fā)生在減數(shù)分裂四分體時期,由于同源染色體的非姐妹染色單體之間常常發(fā)生局部互換,從而造成控制不同性狀的基因重新組合。(教師引導(dǎo)回答。)
請大家舉出基因重組的例子。 大家舉出的例子有好多,要強調(diào)的是這些基因重組的變異必須通過有性生殖過程才能實現(xiàn)。豐富多彩的變異是形成生物多樣性的重要原因之一,因此對生物進(jìn)化具有十分重要的意義。 回答：圓餅形狀、具有運輸氧氣的功能。
回答:有,運輸氧氣的能力降低,易破裂溶血造成貧血,嚴(yán)重時會導(dǎo)致死亡。 答：正常的是谷氨酸、異常的是纈氨酸。 答:由信使RNA上的密碼子決定的。
答:由DNA上的堿基決定的。 答:一個堿基對的改變。 答:基因是由脫氧核苷酸組成的,脫氧核苷酸的排列順序代表了遺傳信息,基因控制生物性狀就是要把特定的遺傳信息通過轉(zhuǎn)錄和翻譯反映到具體的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。 答:DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失,而引起的
基因結(jié)構(gòu)的改變,叫基因突變。) 答:植物、動物和人都可能發(fā)生基因突變。 答:基因突變可以發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期和生物體的任何細(xì)胞中。 答:不會,只有生殖細(xì)胞的突變才會遺傳給后代。 答:有的不好,如白化病、色盲;有的好,如小麥矮稈能抗倒伏,微生物抗藥性突變等。 答：基因突變的意義： 是產(chǎn)生新基因的唯一途徑 是生物變異大的根本來源 是生物進(jìn)化的原材料 答:是。在F1減數(shù)分裂形成配子時,控制不同性狀的基因自由。 答:減數(shù)分裂形成配子時,非同源染色體上的非等位基因自由組合。 學(xué)生舉例 鍛煉學(xué)生的觀察與思考能力，以實例創(chuàng)設(shè)問題情景，引導(dǎo)學(xué)生思考 利用生活中的實例，幫助學(xué)生理解基因發(fā)生突變的原因。 鍛煉學(xué)生的合作交流能力 通過前面的知識講述新知識，幫助學(xué)生對新知識進(jìn)行更好的理解。
課堂總結(jié) 這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了可遺傳變異中的基因突變和基因重組。了解了基因突變的概念、類型、特點和意義以及基因重組的概念、類型、意義。那我們一起來將基因突變和基因重組進(jìn)行一下比較。 學(xué)習(xí)填表、總結(jié) 通過對比，給學(xué)生以系統(tǒng)和相對完整的知識，并學(xué)習(xí)用表格的方式進(jìn)行總結(jié)。
作業(yè)、遷移、評價 教材后面的基礎(chǔ)判斷、選擇題 鞏固課堂知識
拓展 癌細(xì)胞的特點之一是能進(jìn)行無限增值，醫(yī)學(xué)上通常用一定量的輻射或化學(xué)藥劑對癌癥病人進(jìn)行放療或化療。請分析這種療法的原理以及可能產(chǎn)生的副作用。課下同學(xué)們進(jìn)行搜集資料并討論，下節(jié)課我們一起來交流。 下課搜集資料并討論 加深學(xué)生對于新知識的理解，開拓學(xué)生的思維，將課本知識與實際聯(lián)系起來。
板書提綱
第五章第一節(jié) 基因突變和基因重組
一、變異的類型
不可遺傳的變異：
表現(xiàn)型=基因型+環(huán)境條件
可遺傳的變異的類型:
可遺傳的變異有三種來源:基因突變、基因重組和染色體變異
二、基因突變
1、實例:鐮刀型細(xì)胞貧血癥概念圖
2、基因突變的概念
3、基因突變的特點:普遍性、隨機性、不定向性、低頻性、少利多害性
基因突變的原因
5、基因突變的意義
基因重組
基因重組的概念
基因重組的類型：自由組合和交叉互換
3、基因重組的意義
八、教學(xué)反思
《基因突變和基因重組》是高中生物教材的重點和難點，在教學(xué)過程中學(xué)生已有的認(rèn)知基礎(chǔ)較薄弱，教學(xué)時應(yīng)注意由淺入深，降低學(xué)生的認(rèn)知難度。本堂課整體思路明確，教學(xué)設(shè)計合理；重難點突出，時間分配合理。講解過程中，將本節(jié)課內(nèi)容以探究活動的方式分成五部分，以小組合作的形式完成，充分發(fā)揮了學(xué)生在課堂上的主體地位，同時有助于培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、合作探究以及表達(dá)能力的培養(yǎng)。
不足之處：由于本節(jié)課的課容量較大，在時間安排上稍有緊湊，尤其基因突變講解有些快，最好之后再安排半節(jié)課對本節(jié)知識點進(jìn)行補充講解。《基因突變和基因重組》是高中生物教材的重點和難點，在教學(xué)過程中學(xué)生已有的認(rèn)知基礎(chǔ)較薄弱，教學(xué)時應(yīng)注意由淺入深，降低學(xué)生的認(rèn)知難度。本堂課整體思路明確，教學(xué)設(shè)計合理；重難點突出，時間分配合理。講解過程中，將本節(jié)課內(nèi)容以探究活動的方式分成五部分，以小組合作的形式完成，充分發(fā)揮了學(xué)生在課堂上的主體地位，同時有助于培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、合作探究以及表達(dá)能力的培養(yǎng)。
不足之處：由于本節(jié)課的課容量較大，在時間安排上稍有緊湊，尤其基因突變講解有些快，最好之后再安排半節(jié)課對本節(jié)知識點進(jìn)行補充講解。

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