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基因突变和基因重组教学设计


第五章 第一节 基因突变与基因重组 教学设计 清华中学 刘玉梅
一、教材分析 本节内容选自人教版高中生物必修二第五章 《基因突变及其他变异》 第一节, 本节主要包括基因突变和基因重组两部分内容, 从基因变化的角度说明了生物变 异的来源之一,是第四章《基因的表达》的延伸和拓展,同时也是后续内容的基 础,因此,本节内容起着承前启后的作用。 二、学情分析 本节内容的教学对象为高二学生,学生已经具备简单的分析事实、归纳总结 的能力。 知识层面上学生已经了解基因的复制以及基因表达等相关知识,在此基 础上学习本节内容并不会有太大难度, 而基因重组是发生在有性生殖生物进行减 数分裂时,而减数分裂是学生学习遗传学知识的一大难点,因此,在学习基因重 组相关内容上会有一定难度。 三、教学目标 1、知识与技能 学生举例说明基因突变的概念; 学生阐述基因突变的原因及特点; 学生说出基因重组的类型; 学生阐述基因突变和基因重组对生物进化的意义。 2、过程与方法 通过对镰刀型细胞贫血症病例的分析,培养学生发现问题、分析问题的能力; 阅读大量事例,培养学生学会推理、总结归纳能力; 通过学生之间相互启发、相互补充、激发灵感,提高学生合作—探究的能力。 3、情感态度价值观 培养学生正确的生活态度,珍爱生命; 认同生物界丰富多彩的本质,从而进行辩证唯物主义的思想教育; 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,激发学生的责任感。 四、教学重点难点

重点:1.基因突变的概念及特点。 2.基因突变的原因。 难点: 基因突变和基因重组的意义。 五、教学方法 教师为主导,学生为主体的自主探究学习法,基于本节课的教学目标,教学 模式为:观察现象—提出问题——分析推理——得出结论 六、课时安排:一课时 七、教学流程 创设情境, 课堂导入———从镰刀型细胞贫血症的发现过程切入,设置问题 情境, 引导学生分析发病原因———用类比推理的方法引导学生说出基因突变的 类型———通过生活中的具体事例引导学生分析基因突变的原因及特点——— 分析基因突变的意义————分析基因重组的类型及意义 八、教学过程: 教师活动 一、创设情境,引入新课 学生活动 设计意图

学生讨论,组织语言,分 通过问题激发学生学习 兴趣,激活学生思维, 激发学生用所学知识解 决实际问题的热情,并 引入变异的类型,导入 新课。

展示姚明和他父母的照片, 析可能原因。 提问: 分析姚明身高比较高 的原因?姚明身高跟父母 比是高了还是矮了?你分 析可能原因是什么? 教师根据学生回答归纳总 结: 生物性状受遗传物质影 响, 但也会发生变异, 有的 学生小组合作讨论,分析 变异可以遗传, 有的变异不 资料,说出什么是镰刀型 可遗传。 可遗传变异的来源 细胞贫血症,并完成镰刀 有: 基因突变、 基因重组和 型贫血症病因的图解,并 染色体变异。 这节课我们一 讨论其能否遗传?尝试总 起来学习基因突变和基因 结基因突变的概念。 重组。 学生得出结论

二、基因突变的概念

1. 控制血红蛋白的基因中

用多媒体展示镰刀型贫血 的一个碱基对的改变造成 症发现过程的相关文字资 了血红蛋白的一个氨基酸 料。 提出问题: 的改变从而引起了血红蛋 白结构的改变并最终导致 创设情境,让学生进行 问题的探究、创造讨论 与交流机会。

1.请根据资料说出什么是 镰刀型贫血症的发生。 镰刀型细胞贫血症?

2.DNA 分子中发生碱基对 给科学的发现过程,培

2.镰刀型细胞贫血症患者 的替换、增添或缺失,而 养学生通过阅读获取信 红细胞的血红蛋白与正常 引起基因结构的改变叫做 息的能力,并分析问题 人的相比有何异常? 3.根据基因控制蛋白质合 基因突变。 3.如果这种变化发生在 引导学生归纳和概括, 掌握基因突变的实质。

成的有关知识分析完成教 体细胞一般不会遗传给后 材 81 页镰刀型贫血症病因 代,如果发生在生殖细胞 的图解。讨论该病能否遗 则可能遗传给后代。故基 传? 因突变是可遗传的变异,

碱基对的替换可导致基 但不一定都能遗传给后 因结构的改变, 从而引起所 代。 编码的蛋白质的改变, 基因 结构改变除了碱基对的替 换, 还会不会有其它可能? 教师总结基因突变的概念: DNA 分子中碱基对的替换、 通过查阅密码子表得出: 增添和缺失, 而引起的基因 由于密码子的兼并性, DNA 结构的改变,叫做基因突 中第三个碱基对由 T-A 替 变。 换成 C-G 后,得到的密码

提问:当教材 81 页思考与 子 还 是 编 码 同 样 的 氨 基 讨论中 DNA 的第三个碱基 酸,因此不会患镰刀型细 对由 T-A 替换成 C-G, 是否 胞贫血症。所以基因发生 会患镰刀型细胞贫血症? 突变不一定会引起形状的

是不是所有的基因突变都 改变。 会改变生物的形状呢?

引导学生多角度分析问 题, 养成发散思维习惯, 领悟辨证唯物主义的思

补充隐性突变: 当生物的基 因型由 AA 突变成 Aa 也不会 学生思考、讨论,并举例 引起性状改变。 过渡: 当人体某些体细胞基 说明基因突变的原因: 1、物理因素:包括 X

想。

因发生突变时, 有可能发展 射线、紫外线、激光等; 为癌细胞。 导致基因突变的 原因有哪些呢? 2、 化学因素: 有亚硝酸、 碱基类似物等。 3、生物因素:如病毒和 某些细菌等

三、基因突变的原因 阅读教材 81 页基因突变相 关内容, 举例说出基因突变 的原因。

青少年不宜长时间使用 手机,防止手机辐射对大

针对这些原因谈谈我们在 脑等器官发育的影响。 日常生活中应该怎样做, 降 不要在强日光下暴晒,防 低癌症发生率呢? 止得皮肤癌。 尽量少食用咸菜等腌制食 教师补充: 在没有这些外来 品,吃过多可能会致癌。 因素的影响时, 基因突变也 培养学生的列举事实和 归纳能力利用生活中的 实例帮助学生理解基因 发生突变的原因。给予 学生在健康保健方面的

会由于 DNA 复制偶尔发生 学生自主学习归纳总结出 一些指导建议,引导学 普遍性、 生形成热爱生命珍爱生 错误, DNA 的碱基组成会发 基因突变的特点: 生改变等原因自发产生。 随机性、不定向性、低频 命的价值观。 性、多害少利性。 四、基因突变的特点 那 基 因 突 变 有 什 么 特 点 基因突变发生的时期: 呢 ? 请 自 主 阅 读 教 材 82 细胞分裂间期

页,完成以下问题:

基因突变的结果:产生了

问题 1. 基因突变有何 新的基因。 特点? 问题 2. 基因突变什么 学生自主学习总结归纳: 基因突变是新基因产

时候容易发生?基因突变 生的途径,是生物变异的 的结果是什么? 五、基因突变的意义 请阅读教材 82 页,说 出基因突变的意义。 根本来源,是生物进化的 原始材料。 培养学生自主学习,归 学生按照老师要求自主学 纳概括能力。通过问题 引领,加深对知识的理

过渡:俗话说一母生九子, 习总结归纳:

连母十个样, 导致这样现象 基因重组是指在生物体进 解,加强前后知识之间 的原因是因为控制不同性 行有性生殖的过程中,控 的联系,提高学生发散 状的基因发生了重组。 六、基因重组 制不同性状的基因的重新 思维能力。 组合。

自主学习教材 83 页, 基因重组的对象:进行有 说出基因重组的概念、 基因 性生殖的生物 重组的对象、类型。 提高学生绘图,识图能

学生绘图,教师纠正,引 力;加深对基因重组的

教师引导学生绘制减 导学生理解基因重组的概 理解。 数分裂四分体时期同源染 念和类型。 色体的非姐妹染色单体的 培养学生自主学习能

交叉互换图解和减数第一 学生自学总结基因重组的 力。 次分裂后期同源染色体分 意义。 裂非同源染色体的自由组 基因重组产生了新的基因 课堂效果反馈,巩固知 合图解 型,是生物变异的来源之 识。

基因重组的意义是什 一,对生物进化具有重要 么? 七、课堂练习 教师指导学生完成课 后练习题。 意义。

八、板书设计 第一节 基因突变和基因重组 一、基因突变 1、概念:DNA 分子中发生碱基对的替换、增添和缺失 2、原因:外因:物理因素、化学因素、生物因素 内因:复制偶发错误、碱基组成改变 3、特点:普遍性、随机性、不定向性、低频性、多害少利性 4、意义:产生新基因、生物变异的根本来源 二、基因重组 1、概念 2、类型 (1)非等位基因自由组合 (2)非姐妹染色单体交叉互换 3、意义 九、教学反思 本节根据学生的认知特点,给出具体的事例及已掌握的知识来提出问题, 充分调动了学生学习的积极性,提高学生发现问题、解决问题的能力。同时 将重难点分解成一系列问题串,讲解时深入浅出,基本达到教学目标。

附:镰刀型细胞贫血症发现过程 1910 年,一个黑人青年到医院看病,他的症状是发烧和肌肉疼痛,经过检 查发现, 他患的是当时人们尚未认识的一种特殊的贫血症,他的红细胞不是正常 的圆饼状,而是弯曲的镰刀状。后来,人们就把这种病称为镰刀型细胞贫血症。 镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白的分子结构与正常人的血红蛋白的分子 结构不同。1956 年,英格拉姆(Ingram)等人用胰蛋白酶把正常的血红蛋白(HbA) 和镰形细胞的血红蛋白(HbS)在相同条件下切成肽段,通过对比二者的滤纸电泳 双向层析谱,发现有一个肽段的位置不同。 这是β 链 N 末端的一段肽链。也就 是说, HbS 和 HbA 的α 链是完全相同的,所不同的只是"链上从 N 末端开始的第 6

位的氨基酸残基, 在正常的 HbA 分子中是谷氨酸,在病态的 HbS 分子中却被缬氨 酸所代替。


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