高中生物-第四章第一節(jié) 《基因突變》教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

《基因突變》教學(xué)設(shè)計(jì)教材依據(jù)：

中國青島版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)教科書生物《必修2》第四章第1節(jié)。

2.設(shè)計(jì)思想

教學(xué)活動圍繞著對基因突變的實(shí)例展開，理解基因突變的內(nèi)涵，把握基因突變的外延、特點(diǎn)以及與生物變異和進(jìn)化的關(guān)系；強(qiáng)化核心概念的教學(xué)，注重知識與生活、實(shí)踐應(yīng)用的聯(lián)系。

3.目標(biāo)聚焦1.闡明基因突變的機(jī)理、特點(diǎn)和應(yīng)用

2.關(guān)愛生命，選擇健康的生活方式

4.學(xué)法指導(dǎo)

從實(shí)例分析入手，按照認(rèn)知的規(guī)律從現(xiàn)象到概念，從宏觀（鐮刀型貧血癥）到微觀（鐮刀型貧血癥的發(fā)病機(jī)理）來歸納總結(jié)出基因突變的概念和特點(diǎn)；利用圖示、加強(qiáng)知識的前后聯(lián)系等方法引導(dǎo)學(xué)生不斷地探究、思考、分析和討論，幫助學(xué)生理解基因突變概念、結(jié)果以及與性狀的關(guān)系。最后將所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合。

5教學(xué)過程

導(dǎo)入：（通過PPT上的兩個實(shí)例，引出可遺傳變異和不可遺傳變異的兩種類型）

學(xué)生活動：學(xué)生觀察PPT并分析討論。

提問：實(shí)例一：在北京培育的優(yōu)質(zhì)甘藍(lán)品種，葉球最大的有3.5KG，當(dāng)引種到拉薩后，由于晝夜溫差大、日照時間長、光照強(qiáng)，葉球可重達(dá)7KG左右。但再引回北京后，葉球又只有3.5KG。實(shí)例二：太空椒（普通青椒種子遨游過太空后培育而成）與普通青椒對比，果實(shí)明顯增大，將太空椒的種子種植下去，仍然是肥大果實(shí)。

實(shí)例一、二描述的變異類型是否屬于同一種變異？若不是，二者不同的原因是什么？

（學(xué)生思考）――不是，前者不可以遺傳，后者可以遺傳。

教師總結(jié)并展示PPT：變異分為不可遺傳的變異（僅由環(huán)境因素引起的性狀改變）和可遺傳的變異，包括基因突變、基因重組和染色體變異。

這節(jié)課我們來探討學(xué)習(xí)可遺傳變異中的基因突變。

板書：第四章生物的變異第1節(jié)基因突變

教師通過PPT展示教材P69基因突變的意義：新基因產(chǎn)生的途徑、生物變異的根本來源、為生物進(jìn)化提供了原始材料，提高同學(xué)們學(xué)習(xí)《基因突變》的興趣。教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)知識的復(fù)習(xí)（通過PPT）：1.什么是基因？2.基因與性狀的關(guān)系？3.基因與遺傳信息的關(guān)系？4.遺傳信息是如何傳遞的？教師介紹鐮刀型細(xì)胞貧血癥的發(fā)現(xiàn)過程，聯(lián)系到細(xì)胞呼吸探討貧血的原因，再展示正常紅細(xì)胞與鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的紅細(xì)胞圖片，證實(shí)鐮刀型紅細(xì)胞攜帶氧氣的能力不足，聯(lián)系血紅蛋白的作用進(jìn)一步推測血紅蛋白結(jié)構(gòu)可能不同。

1956年，英格拉姆等人分析，發(fā)現(xiàn)正常的血紅蛋白和鐮刀型細(xì)胞的血紅蛋白有一個肽段的位置不同?；脽粽故菊：彤惓Ｑt蛋白分子的部分氨基酸順序。

正?！i氨酸―組氨酸―亮氨酸―蘇氨酸―脯氨酸―谷氨酸―谷氨酸―賴氨酸―

異?！i氨酸―組氨酸―亮氨酸―蘇氨酸―脯氨酸―纈氨酸―谷氨酸―賴氨酸―

設(shè)疑：

1、哪個氨基酸發(fā)生了改變？氨基酸的種類和排列順序由什么來決定？

2、密碼子的堿基排列順序又由什么決定？

3、鐮刀型細(xì)胞貧血癥的直接原因是？根本原因是？

教師總結(jié)：鐮刀型細(xì)胞貧血癥直接原因是血紅蛋白的一個氨基酸發(fā)生了替換，根本原因是基因中一個堿基對的替換導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變。

設(shè)疑：聯(lián)系DNA的結(jié)構(gòu)思考除了堿基對的替換外，還有哪些變化會引起基因結(jié)構(gòu)的改變？基因結(jié)構(gòu)改變一定會導(dǎo)致性狀改變嗎？

（學(xué)生思考討論并回答）――堿基對的增添或缺失

通過PPT的展示，比較堿基對的替換、缺失和插入等造成的基因結(jié)構(gòu)的改變有何不同，體會基因突變的方式和根本原因。

練習(xí)：以PPT圖片的突變3為例，寫出突變3對應(yīng)的mRNA的堿基序列和氨基酸序列（提醒學(xué)生參照P15密碼子表），觀察氨基酸序列的改變，思考這種變化對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化的影響。學(xué)生理解：（1）DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、插入或缺失，都能引起基因結(jié)構(gòu)的改變。

（2）堿基對的替換不一定會引起氨基酸排列順序的改變。

（3）缺失或增加1個堿基或2個堿基比缺失3個堿基的影響大。

師生共同總結(jié)：

由于DNA分子中堿基對的增添、缺失或插入而引起的基因序列的的改變。因此，基因突變的實(shí)質(zhì)就是基因結(jié)構(gòu)的改變。

引入下一知識內(nèi)容：DNA的結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定性，復(fù)制會解旋為單鏈，那么什么時候容易發(fā)生基因突變呢？

2、時期：有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期（主要時期）

癌癥就是原癌基因與抑癌基因的發(fā)生突變逐漸的結(jié)果，在生活中有什么因素容易引發(fā)發(fā)生基因突變呢？

物理因素：在強(qiáng)日光照射下容易得皮膚癌；在醫(yī)院放射室工作的醫(yī)生容易得癌癥等；

化學(xué)因素：咸菜等腌制食品必須檢測亞硝酸鹽的含量，亞硝酸鹽含量過多可能會致癌等）

教師總結(jié)誘發(fā)基因突變的因素：

3、引起基因突變的因素

外因（誘發(fā)突變）：

（1）物理因素：紫外線、X射線、中子流、激光等；

（2）化學(xué)因素：亞硝酸鹽、堿基類似物等；

（3）生物因素：某些病毒、細(xì)菌的代謝產(chǎn)物等。

內(nèi)因（自發(fā)突變）：DNA復(fù)制過程中出錯。

4、基因突變的結(jié)果：

（1）產(chǎn)生新基因?；虻慕Y(jié)構(gòu)改變，基因的數(shù)目沒有改變

（2）總是突變?yōu)樵虻牡任换颍ㄔ谌旧w上的位置和控制對象沒變）。

（3）基因突變生物性狀不一定改變（密碼子的簡并性等，進(jìn)行簡單的分析和總結(jié)）。

5、基因突變的特點(diǎn)：

自然界中，肝炎病毒會突變；動物、植物、真核、原核等都能突變。說明基因突變在生物界中是廣泛存在的。

（1）普遍性

資料：幾種生物不同基因的自然突變率（P68表4-1）?；蛲蛔儚V泛的存在于所有的生物類群中，包括原核生物、病毒等。

學(xué)生分析：各種生物的突變頻率的數(shù)量級別在10―8到10―5，說明突變頻率極低。

（2）基因突變的低頻性（3）基因突變的隨機(jī)性

基因突變可以發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期；可以發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)不同的DNA分子上；同一DNA分子的不同部位。

（4）基因突變的不定向性和可逆性。

以基因A為例，它不但可以突變成為a1，而且還可能突變?yōu)閍2、a3等一系列的等位基因。如：控制果蠅野生型紅眼的基因（w+）可以突變成白眼（w），也可以突變成杏色眼（wa）、淺黃色眼（wb）、櫻紅色眼（wc）。

（5）基因突變有的有利，有的有害。有的不影響。

引導(dǎo)學(xué)生思考分析：生物發(fā)生的基因突變一般是利少害多不是絕對的，取決于環(huán)境。

教師說明：一個物種在漫長的進(jìn)化歷程中，由許多個體構(gòu)成物種，生物發(fā)生的基因突變是不少的，其中也有不少的有利變異，所以可以促進(jìn)生物的進(jìn)化是很有意義的。

6人工誘變育種的應(yīng)用

應(yīng)用一：在培育農(nóng)作物新品種方面的應(yīng)用。

舉例：我國培育的太空椒、“黑農(nóng)五號”大豆等。

學(xué)生思考：（1）為什么選擇萌發(fā)的種子或幼苗（分裂旺盛）

（2）太空遨游后的種子是否都發(fā)生了突變？是否都變得更好了？是否按人們希望的方向在變？已變好的又是否會變回去呢？

應(yīng)用二：在為生物育種方面的應(yīng)用。

（播放青霉素高產(chǎn)菌株的培育過程與現(xiàn)代醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展的資料及圖片，并對學(xué)生進(jìn)行愛科學(xué)的思想教育）

課堂小結(jié)：本節(jié)課學(xué)習(xí)了遺傳信息的改變中的基因突變，明確了基因突變的概念、原因、結(jié)果、特點(diǎn)、意義及在實(shí)踐中的應(yīng)用。《基因突變》學(xué)情分析

學(xué)生通過有絲分裂、減數(shù)分裂、遺傳的細(xì)胞基礎(chǔ)、遺傳的細(xì)胞基礎(chǔ)、和遺傳的基本規(guī)律的學(xué)習(xí)，對生物的遺傳有了較深入的理解，對于生物的變異現(xiàn)象在生活中也有一定了解。但是對于基因突變發(fā)生的機(jī)理、基因突變的特點(diǎn)、基因突變?nèi)绾芜z傳給后代、基因突變對生物產(chǎn)生的影響、基因突變?nèi)绾畏?wù)無生活生產(chǎn)等等，還有大量的未知區(qū)域，還有強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)的欲望。因此，根據(jù)班級學(xué)生的實(shí)際情況，在教學(xué)過程中需要聯(lián)系生活經(jīng)驗(yàn)，聯(lián)系前面已有知識基礎(chǔ)，適時復(fù)習(xí)與本節(jié)課相關(guān)的知識，適當(dāng)設(shè)疑，經(jīng)過分析、歸納總結(jié)，力爭讓學(xué)生自己得出結(jié)論并答疑解惑。

《基因突變》效果分析一、教學(xué)成功之處：通過對相關(guān)知識的復(fù)習(xí)，在授課過程中突出了本節(jié)課在高考中的地位，突出了基因突變與基因、遺傳信息、細(xì)胞分裂、進(jìn)化等知識的相關(guān)聯(lián)系，明確了知識框架。通過層層遞進(jìn)、循循誘導(dǎo)的方式，使得學(xué)生的認(rèn)知從宏觀到微觀，從未知到已知，形成完善的知識體系。雙邊活動豐富，學(xué)生積極參與課堂，踴躍回答問題，教學(xué)效果顯著。二、存在的問題：基因突變是分子水平的變化，盡管從鐮刀型貧血癥的宏觀實(shí)例入手，大部分學(xué)生能理解分子水平的變化，但是對轉(zhuǎn)錄、翻譯的知識有所遺忘，故DNA分子的變化--mRNA堿基排列順序的變化--氨基酸排列順序的變化--蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)是性狀的體現(xiàn)者，生命活動的承擔(dān)者，導(dǎo)致了性狀的改變，部分學(xué)生接受起來有些困難。采取的對策加強(qiáng)知識的前后聯(lián)系，形成完整的知識體系。督促學(xué)生完成課后練習(xí)題?！痘蛲蛔儭方滩姆治?/p>

《基因突變》是高中生物學(xué)課程內(nèi)容是青島出版社必修2“遺傳與進(jìn)化”模塊第四章“生物的變異”第1節(jié)內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容介紹了基因突變的概念、特點(diǎn)、意義、基因突變發(fā)生的原因及人工誘變在育種上的應(yīng)用。教材鐮刀型細(xì)胞貧血癥為實(shí)例實(shí)例引出基因突變現(xiàn)象，既便于學(xué)生理解，又從不同的角度分析了基因突變的概念、原因及基因突變的特點(diǎn)。

重點(diǎn)：基因突變的概念、產(chǎn)生原因、結(jié)果和基因突變的特點(diǎn)。

難點(diǎn)：歸納總結(jié)基因突變的概念和原因；基因突變與性狀的關(guān)系；變異的不定向性與總是突變?yōu)樵虻牡任换虻年P(guān)系。

前后知識的聯(lián)系：與前面DNA的結(jié)構(gòu)和堿基對的排列順序代表了遺傳信息，基因的概念、基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯、DNA的復(fù)制、基因與性狀的關(guān)系等相聯(lián)系；與后面生物進(jìn)化和育種聯(lián)系。

《基因突變》評測練習(xí)1.若某基因原為303對堿基，現(xiàn)經(jīng)過突變，成為300個堿基對，它合成的蛋白質(zhì)分子與原來基因合成的蛋白質(zhì)分子相比較，差異可能為（D）A．只相差一個氨基酸，其他順序不變B．長度相差一個氨基酸外，其他順序也有改變C．長度不變，但順序改變D．A、B都有可能2.如果將一個鐮刀型細(xì)胞貧血癥的患者血液,輸給一個血型相同的正常人,將使正常人（B）A.基因產(chǎn)生突變,使此人患病B.無基因突變,性狀不遺傳給此人C.基因重組,將病遺傳給此人D.無基因突變,此人無病,其后代患病3.基因突變從根本上改變了生物的（C）A.遺傳密碼B.遺傳性狀C.遺傳信息D.遺傳規(guī)律4.基因A與a1、a2、a3的關(guān)系如圖,該圖不能表明的是（D）A.基因突變是不定向的B.等位基因的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果C.正?；蚺c致病基因可以通過突變而轉(zhuǎn)化D.這些基因的轉(zhuǎn)化遵循自由組合定律《基因突變》課后反思《基因突變》這節(jié)課在充分備課的前提下，取得了令自己滿意的效果，對于取得的成功，主要有以下幾個方面的體會。1、有效課堂教學(xué)需要現(xiàn)代教育理論的科學(xué)指導(dǎo)。

在新課程改革背景下,從老的教學(xué)思路、模式中跳出來，把握好課程改革的精神、理念使常態(tài)課堂真正成為有效課堂、高效課堂，深入學(xué)習(xí)《課程標(biāo)準(zhǔn)》、依據(jù)《課標(biāo)》來指導(dǎo)平時的教學(xué)是非常重要的前提。2、這節(jié)課中通過正常人與鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者在紅細(xì)胞、蛋白質(zhì)和基因不同層次上進(jìn)行比較、歸納，在學(xué)生思考、討論分析中理解基因突變的內(nèi)涵和外延，即基因突變的本質(zhì)屬性是基因結(jié)構(gòu)的變化，而它的外延包括堿基對的插入、缺失或替換。在對這些教學(xué)問題處理時，我先組織引導(dǎo)分析教材中的“積極思維”，在這個基礎(chǔ)上，再引導(dǎo)學(xué)生分析其他兩個方面的例證，這樣就可以涵蓋概念的外延，從而達(dá)到揭示概念內(nèi)涵的目的，從而取得了較好的教學(xué)效果。3、基因突變的其他內(nèi)容（原因、特點(diǎn)、意義等）教學(xué)上要達(dá)到目標(biāo)的有效性，就必須讓學(xué)生積極地參加認(rèn)知活動，主動地建構(gòu)信息的意義，進(jìn)行有意義的學(xué)習(xí)而不是被動地接受現(xiàn)成結(jié)論。我又讓學(xué)生以自己的生活經(jīng)驗(yàn)來舉出與基因突變的原因、特點(diǎn)的實(shí)例，來引導(dǎo)他們進(jìn)行分析、比較、歸納等思維活動，將上述內(nèi)容在師生的對話互動中順利地完成了課前所預(yù)定的目標(biāo)，進(jìn)一步提高學(xué)生自己的學(xué)習(xí)能力。4、教學(xué)目標(biāo)達(dá)成更需要注重學(xué)生自主發(fā)展。

新的《課程標(biāo)準(zhǔn)》不僅倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，還注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系。在完成本節(jié)課制定的各項(xiàng)目標(biāo)要求的基礎(chǔ)上，布置了學(xué)生在課后繼續(xù)調(diào)查和收集資料來了解人們又是如何利用基因突變的原理為生產(chǎn)生活服務(wù)的探究活動。這樣可以使學(xué)生加深有關(guān)基因突變知識的理解，對于一節(jié)課而言不僅是完成課堂45分鐘的教學(xué)任務(wù)，還要具有生成性，即重在思維的拓展、方法的習(xí)得、規(guī)律的把握、素養(yǎng)的提升?！痘蛲蛔儭氛n標(biāo)分析

知識目標(biāo)：