資源簡介

“基因突變和基因重組”教學設計
設計思路
學習內容分析：
《基因突變和基因重組》是人教版高中生物學必修二《遺傳與進化》第5章“基因突變及其他變異”第1節的內容。該內容是在學習完基因的表達之后進行的。本節課主要講解了可遺傳變異中的基因突變和基因重組。關于基因突變，教材選用了鐮刀型細胞貧血癥的實例，從現象開始，追根溯源， 讓學生理解基因突變的根本原因是DNA分子的堿基對發生了變化。這種變化可能會導致生物體的性狀發生改變。又從多個角度分析了基因突變的影響因素，進而分析了基因突變的特點以及意義。關于基因重組，教材簡單的解釋了兩種類型，這與減數分裂有一定聯系，較為簡單，而基于前面已經學習了自由組合定律和減數分裂知識，學生們對于基因重組已經有了一定的了解，在這個知識點處理上應注重對學生實際理解能力和圖形分析能力的培養，通過實踐提高學生的認知能力。對于基因重組的意義，可以通過舉例子讓學生體會并掌握。
本節與其他章節有密切的聯系，具有承上啟下的重要作用，通過本節的學習，可以對前面基因重組進行復習，也可以對第六章《生物的進化》起一個鋪墊作用。
學習者分析：
《基因突變和基因重組》是人教版高中生物學必修二《遺傳與進化》第5章“基因突變及其他變異”第1節的內容，是學生在學習了生物遺傳之后從分子水平(基因變化的角度)來理解生物變異的原因，也是學生對《基因表達》的延續和延伸。基因突變是遺傳學中重要的概念，是學生學習變異和進化的基礎。教材在設計本節課內容上，通過以鐮刀型貧血癥為例，對血紅蛋白分子結構進行分析，從宏觀到微觀，逐漸推導出基因結構的改變講述了基因突變。
該部分內容的學習者為高一年級的學生，以下將從其一般特征、學習風格以及學習起點三方面對其進行分析。
1.一般特征分析
根據皮亞杰的認知發階段理論,高一階段的學生正處于形式運算階段，具備較強的邏輯思維能力，能通過觀察、比較、分析等方法解決問題；理解能力較強，一定程度上能獨立進行自我思考與拓展。
2.學習風格分析
高中階段的學生普遍對新知識的學習興趣很強，對未知的內容充滿好奇心，但也容易出現理解的偏差，在學習過程中需要加強對探索能力的培養，注重直觀教學。此外,大部分學生仍缺乏探究精神，普遍習慣于對事物的直觀描述，容易忽視細節，且習慣于教師的講授而不愿意深入思考，在教學中要注意激發學生的探究興趣和欲望，有意識地轉換教學方式。同時學生對與生活聯系密切的實際問題有著濃厚興趣，本節課可以通過對生活實際中問題分析，進一步激發學生學習生物的興趣。
3.學習起點分析
在知識方面，生物的變異現象對于學生而言并不陌生。通過前面章節的學習，學生已經初步認識到生物的性狀不僅由基因控制而且受環境影響。本節在此基礎上，進一步引導學生學習遺傳物質究竟是如何引起生物的變異的，這些變異的特點和對生物個體和進化的意義。在能力方面, 學生經過近一學期的學習，已經初步掌握了科學探究的一般方法，具備了一定通過資料獲取信息的能力，因此本節可完全可以通過問題引領學生自主學習基因突變的概念和特點，基因重組的類型和意義。
教學目標
生命觀念：通過基因突變和基因重組的基本原理，建立起結構與功能，進化與適應的觀點。
科學思維：通過基因突變與生物性狀的關系、基因突變和基因重組的比較，提高歸納與概括能力。
科學探究：舉例說明基因突變和基因重組在育種，人類遺傳等方面的應用。
通過引導學生對鐮刀型細胞貧血癥病因的分析，讓學生體驗基因突變概念的形成過程。
社會責任：挖掘引發基因突變的因素有哪些，在生活中更好的做到自我保護。
教學重難點
1、重點：
　　(1)基因突變的概念及特點；
　　(2)基因突變的原因。
2、難點：
基因突變和基因重組的意義。
方法和策略
本節課教學策略為:
從科學發現切入，設置問題情境，引導學生探究。
用類比推理的方法引導學生理解基因突變的類型。
通過生活中的具體事例理解抽象的概念。
以設問和討論的方式引導學生思考基因突變和基因重組的意義。
以填表的形式引導學生對比和總結。
教學方法：利用多媒體課件，創設形象生動的教學氛圍，同時應用講述法、談話法、比較法、發現法、演示法、指導讀書法等，發揮學生的主觀能動性。配合知識內容，用投影打出資料或電腦演示相應軟件，解決知識上的難點，激發學生學習興趣、增加課容量。
媒體使用
用多媒體展示教學過程中的圖片，視頻與課件。
教學過程
教學環節 教師的組織與引導 學生行為 教學意圖
（課前準備） 準備好圖片與教學課件，引導學生預習課本 預習本節課內容 培養學生提取重要信息的能力
導入 導入：DNA的準確復制保證了遺傳信息的穩定遺傳，而在代代相傳的過程中會不會發生變化呢？會的，發生的這種變化就是變異，生活中存在著很多變異現象： 思考并回答問題，回顧之前學習的關于遺傳的知識，并與本節課聯系起來。 引導學生思考，回顧之前的知識。
發展: 講授“變異的類型” （圖片展示） 1、整修過的眉毛可不可遺傳 2、水毛茛水上和水中葉片的形狀不同？為什么？3、一母生九子，連母十個樣 這些實例中，哪些可遺傳，哪些不可遺傳？ 總結變異的類型：可遺傳變異和不可遺傳變異。 分類依據：遺傳物質是否發生改變。可遺傳變異分成三大類：基因突變、基因重組和染色體變異。 邊看圖片邊聽老師描述，并討論 引導學生練習實際生活并總結變異的類型
講授基因突變的實例 同學們在感冒發燒的時候，你怎么做？ 如果持續發燒呢，醫生會建議查血。1910年，一位美國黑人青年由于發燒和肌肉疼痛到醫院看病，醫生檢查發現，他的紅細胞不正常。正常人的紅細胞是什么樣的？ （圖片展示：正常的紅細胞）， 可這位青年的紅細胞卻是鐮刀型的，運輸氧氣的能力下降而患貧血。于是給他的病起了個名字——鐮刀型細胞貧血癥。 （圖片展示：異常的紅細胞） 后來，人們慢慢認識到鐮刀型細胞貧血癥是可以遺傳的，是一種分子病（血紅蛋白結構異常），最終發現了它的病因。我們也來探究探究它的病因 （圖片展示：氨基酸的排序） 蛋白質是由氨基酸構成的這是正常血紅蛋白的氨基酸排序，下面這是異常血紅蛋白的氨基酸排序，請同學們觀察有什么不同 這是直接原因，那根本是什么呢？根據我們所學的 :基因怎樣控制蛋白質合成往上追溯它的源頭。 生回答問題： 回答：圓餅型 回答:氨基酸變了 以學生身邊的生產實例和熟悉的事例，創設問題情景，引導學生思考 引導學生觀察、分析，培養歸納能力
總結鐮刀型細胞貧血癥的原因 總結：這是根本原因 鐮刀型細胞貧血癥可以表達基因對性狀控制的哪條途徑呢？ 學生思考與討論 （查閱密碼子表，后完成DNA序列，而后自己找出鐮刀型細胞貧血癥的原因——堿基對發生了替換 回答以下問題 鍛煉學生的合作能力
開始講授基因突變的概念 師：這是一種基因突變，堿基對除了替換還會發生什么樣的變化？ 我們來做個游戲，我手里的紙上有一句話，我只給第一個同學看，讓他往后傳，傳的過程中只能說一遍（找一句話讓學生傳遞，只說一遍，組織學生活動） 學生游戲：充當傳話筒，最后一位同學將結果說出來，與第一位同學看到的做個比較 通過游戲引發學生的學習興趣，從而可以理解基因突變的原因
引出基因突變的概念 我們把這句話比作DNA片段，一個字看做一個堿基對，傳話過程看做DNA復制過程，最后意思變了——DNA（基因）結構變了，變成幾種意思了？ 基因在傳遞信息的過程中也會出現這些情況，以堿基對為單位，多了，少了，換了，而引起基因結構改變，這就是基因突變。 找同學起來復述，讓同學看課本。 思考并回答問題，查閱課本并復述基因突變的概念 加強課本知識的印象
引導學生思考基因突變對生物體的影響 突變后對生物體的性狀有什么影響 學生通過閱讀課本回答相關問題 鍛煉學生的自習能力
引入基因突變的原因 生活中有哪些因素容易引起基因突變，引發癌癥呢？ 指導學生閱讀教材中有關基因突變原因的內容 學生思考、討論，并舉例說明 利用生活中的實例幫助學生理解基因發生突變的原因
講授基因突變的特點 指導學生自學教材，并進行總結 基因突變是廣泛存在的，但不是所有的基因突變都是不利的，有什么意義呢？我們來思考問題 1、基因突變能產生新基因么？ 2、新基因的產生對生物的生存有意義么？ 3、環境會選擇哪些個體生存？ 這就是基因突變的意義。（圖片展示） 學生自學并總結 學生回答問題 內容較簡單，便于學生自學
講授基因重組 基因重組的概念 基因重組的來源 3.基因重組的意義 展示同卵雙生和龍鳳胎的照片，你知道為什么么？我們來看一下： （圖片展示：減Ⅰ后期圖像） 這一時期的主要特點是什么？這一時期可表達出孟德爾遺傳定律的本質所在。 展示基因、和產生的配子后問：基因A-a與B-b什么關系？所在的染色體什么關系？ 就實現了一個基因重組，使非同源染色體上的非等位基因重新組合。 一個精原細胞可不可以產生更多種的配子呢？ 對了。我們來看看（圖片展示：交叉互換圖）。基因重組還有一個來源，仍是在減數分裂過程中，這實現了同源染色體上的非等位基因的重組，基因重組有兩個來源 展示幻燈——基因重組的來源 不管是哪種來源，基因重組都發生于減數分裂過程中，通過受精作用表現出來，也就是說通過有性生殖去實現 那同學們能不能對基因重組的概念描述一下呢？ 這是傳統意義上的基因重組。社會在進步，科學在發展，基因重組的來源也增多了，例如抗蟲棉的出現、胰島素的大量生產，利用了基因重組的原理，使基因重組不僅限于能進行有性生殖的生物之間，實現了真原核生物之間的基因重組。 來源會不會再增加呢，希望寄托在你們身上了，有信心么？老師很期待。在此之前我們要用足夠的知識把自己武裝起來。 我們說基因突變可以產生新基因，那基因重組可不可以呢？ 這是二者的區別之一。 由于基因重組產生了多種多樣的配子，雌雄配子的隨機結合就使“一母生九子，連母十個樣”， 你如何理解人群中個體性狀如此多樣化呢？ 我們來看（圖片展示：配子多種組合）正由于配子的種類與配子的組合方式如此之多，成就了如此多樣的人，在這么多的基因組合中，總有適應某種變化環境的，有助于物種在一個無法預測的變化環境中生存。所以說它為生物變異提供了極其豐富的來源，對生物的進化具有重要意義，這就是基因重組的意義。（圖片展示：意義） 學生思考并回答 師生共同總結 觀察圖片并思考后回答：交叉互換 思考討論并結合課本回答 思考，查閱課本并回答 學生通過閱讀課本，計算來回答以下問題 觀察圖片并思考 用已有知識對基因重組理解學習，加深對知識的理解。 鍛煉學生的總結能力 以問題的形式引起學生的思考
總結 我們這節課就基因突變和基因重組進行了探究 同學們回顧一下，把二者做一下比較，從這幾個方向進行 學習填表、總結 通過對比，給學生以系統和相對完整的知識，并學習用表格的方式進行總結。
作業 組織同學們下課復習本節課的內容，并完成課后習題。 復習并完成作業 及時鞏固所學內容
板書提綱
基因突變和基因重組
1、基因突變
概念：DNA分子中發生堿基對的替換，增添，缺失而引起的基因結構的改變，叫做基因突變。
實質:基因結構的改變
發生時期:細胞分裂間期(有絲分裂、減數第一次分裂前的間期)
基因突變的原因：
基因突變的特點：普遍性、隨機性、不定向性、自然狀態下基因突變的頻率很低、多害少利性
基因突變的意義：
基因突變是新基因產生的途徑，是生物變異的根本來源，是生物進化的原始材料。
2、基因重組
（1）概念:在生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合
（2）產生的原因
①減數第一次分裂時非同源染色體上的非等位基因的自由組合
②減數第一次分裂時非姐妹染色單體上等位基因的交叉互換
（3）基因重組的意義
基因重組是生物變異的來源之一，對生物的進化具有重要的意義
教學反思
在新課程改革背景下，在教學中需要教師引導學生形成概念，幫助他們構建關于基因突變概念的本質和外延的關系，通過對問題的探究和思維過程來發展學生的能力，形成科學的情感態度和價值觀。在基因突變的其他內容(原因、特點、意義等)教學上要達到目標的有效性，在質疑、討論、交流中培養學生形成良好的思維方式，也進一步提高學生自己的學習能力。引導他們畫關系圖、概念圖，使我看到了學生在畫概念圖中表達了對基因突變概念正確或錯誤的理解，學生洞悉概念要素之間的內在聯系使他們整合起來后，課堂教學效率得到明顯地提升。從在本節課結束后，學生又給我提出了許多值得討論探究的新問題，如基因突變為什么只變成它的等位基因而不是其他的非等位基因？為什么在生物進化中只有基因突變才能提供最初的原材料？等等。課上完后，使我對了人本主義強調學生為“中心”的教育理念有了更深入的理解。

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