《基因突變和基因重組》教學(xué)設(shè)計(jì)1

學(xué)而優(yōu)·教有方PAGEPAGE1《基因突變和基因重組》教學(xué)設(shè)計(jì)1教學(xué)目標(biāo)1.能夠根據(jù)基因突變的不同類型，分析和比較基因突變對(duì)生物性狀造成的影響。2.能夠根據(jù)基因突變的原因提出生活中避免基因突變的可行方式，并從對(duì)基因突變?cè)谏镞M(jìn)化中的作用進(jìn)行評(píng)價(jià)。3.根據(jù)基因突變的原理，提出人類遺傳病預(yù)防和治療的可行途徑。學(xué)習(xí)目標(biāo)1．基于證據(jù)，論證可遺傳的變異的來源之一是基因突變（生命觀念、科學(xué)思維）。2．基于給定的事實(shí)，采用歸納與概括的方法，運(yùn)用科學(xué)思維探討基因突變的實(shí)質(zhì)、對(duì)生物性狀的影響、對(duì)子代的影響，審視或論證基因突變與健康生活關(guān)系（科學(xué)思維）。3．運(yùn)用遺傳和變異的觀點(diǎn)，制定并踐行健康生活計(jì)劃（社會(huì)責(zé)任）。重點(diǎn)：建構(gòu)基因突變的概念；理解基因突變的原因和意義難點(diǎn)：基因突變的意義教學(xué)方法：學(xué)案式教學(xué)+探究式教學(xué)+多媒體輔助教學(xué)教學(xué)用具：Flash視頻、PPT、白板、基因片段模型教學(xué)過程：觀看視頻導(dǎo)入課題講授：同學(xué)們，大家好！首先，我們先一起來欣賞一段短片。（觀看短片）。想不想變得像短片中小男孩那么強(qiáng)壯？想不想變得更聰明？基因突變可以幫你實(shí)現(xiàn)這些愿望。那么，今天我們就一起來學(xué)習(xí)一下什么是基因突變，它是如何發(fā)生的，又會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響。一、探究·實(shí)踐“基因突變”概念的建模（一）基因突變的概念過渡：基因是看不見摸不著的，很抽象。但是我們可以從宏觀上模擬一下。引導(dǎo)學(xué)生觀看大屏幕上展示的英文句子。學(xué)生：翻譯句子的含義。教師：展示學(xué)生抄寫句子發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，句子的含義改變。教師引導(dǎo)：如果把原句想像成親代DNA分子，抄寫句子的過程想象成DNA復(fù)制將遺傳信息從親代傳遞給子代的過程，請(qǐng)思考此過程中堿基對(duì)可能會(huì)發(fā)生哪些變化，導(dǎo)致基因的含義改變？學(xué)生思考并回答：堿基對(duì)的增添、缺失、替換。師生總結(jié)：堿基對(duì)增添、缺失、替換均會(huì)引起基因堿基排列順序的改變，從而推導(dǎo)出基因突變的概念。進(jìn)行類比推出概念（二）基因突變的實(shí)質(zhì)過渡：發(fā)生了基因突變后的基因，就是一個(gè)新的基因。比較一下新基因和原基因的本質(zhì)區(qū)別是什么？學(xué)生：堿基排列順序改變。教師引導(dǎo)：特定的堿基排列順序蘊(yùn)含著特定的遺傳信息。師生總結(jié)：得出基因突變的實(shí)質(zhì)：基因攜帶遺傳信息的改變。（三）基因突變的結(jié)果教師引導(dǎo)：如果一個(gè)基因發(fā)生了基因突變，對(duì)合成肽鏈有什么影響，對(duì)生物性狀什么影響？下面我們通過一個(gè)小組活動(dòng)來探究一下。（多媒體展示小組活動(dòng)的任務(wù)）學(xué)生進(jìn)行小組活動(dòng)，教師進(jìn)行引導(dǎo)。活動(dòng)一：基因突變對(duì)肽鏈中氨基酸序列的影響材料：白板、黑色記號(hào)筆、紅色記號(hào)筆、正常血紅蛋白基因片段模型、游離堿基對(duì)要求：1-3組：堿基對(duì)替換4-6組：堿基對(duì)增添7-9組：堿基對(duì)缺失（1）小組合作利用所給材料對(duì)正?；蚱蔚膲A基序列進(jìn)行改變。（2）寫出突變后的基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA堿基序列，查閱密碼子表，寫出相應(yīng)的氨基酸序列。（3）總結(jié)基因中堿基對(duì)的改變，對(duì)肽鏈中氨基酸的序列影響。小組展示：各小組分別派代表展示替換、增添、缺失模型，并總結(jié)不同類型基因突變對(duì)合成肽鏈中氨基酸序列的影響，其他小組找不同并補(bǔ)充，加深印象。教師引導(dǎo)：將正?；?、發(fā)生了堿基對(duì)替換的的基因、發(fā)生了堿基對(duì)增添的基因、發(fā)生了堿基對(duì)缺失的基因進(jìn)行對(duì)照分析，總結(jié)基因突變對(duì)肽鏈中氨基酸序列的影響是什么？學(xué)生思考并總結(jié)：基因突變對(duì)肽鏈中氨基酸序列的影響有不改變、改變了肽鏈中氨基酸的種類或數(shù)量或排列順序。教師引導(dǎo)：肽鏈盤曲折疊形成有空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生物性狀的體現(xiàn)者。如果發(fā)生了基因突變，生物性狀是否一定改變？基因突變是否一定會(huì)遺傳給后代？學(xué)生討論，得出基因突變的結(jié)果。教師小結(jié)：我們通過模型構(gòu)建，學(xué)習(xí)了基因突變的概念、本質(zhì)和結(jié)果。請(qǐng)大家總結(jié)一下這部分內(nèi)容，完成學(xué)案上的歸納概括。學(xué)生完成歸納概括并訂正答案。二、基因突變與人類疾病過渡：基因突變可以改變生物性狀，現(xiàn)實(shí)生活中更多的例子是基因突變導(dǎo)致的人類遺傳病。下面就以鐮狀細(xì)胞貧血為例來分析遺傳病的發(fā)病原因。教師引導(dǎo)，學(xué)生總結(jié)：（展示圖片）從紅細(xì)胞形態(tài)不一樣，推出應(yīng)該從生物性狀的體現(xiàn)者“蛋白質(zhì)”入手分析，異常血紅蛋白中發(fā)生了一個(gè)氨基酸的替換，根據(jù)剛才學(xué)到的知識(shí)，從而找到鐮狀細(xì)胞貧血發(fā)病的根本原因：基因中一個(gè)堿基對(duì)的替換。教師引導(dǎo)：分析出鐮狀細(xì)胞貧血發(fā)病原因，才能進(jìn)行對(duì)癥治療。下面我們就來聽一聽中科院吳立剛教授告訴我們現(xiàn)在鐮狀細(xì)胞貧血是如何治療的。（播放視頻）設(shè)計(jì)意圖：教師結(jié)合真實(shí)的案例設(shè)置情景，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已經(jīng)學(xué)習(xí)過的知識(shí)探究病因。從現(xiàn)象到原理、從細(xì)胞水平到分子水平、由易入難，更符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律。三、基因突變的原因過渡：基因突變導(dǎo)致的遺傳病很多，并且發(fā)病率逐年升高，基因如此穩(wěn)定，為什么還會(huì)發(fā)生突變？教師引導(dǎo)：基因突變的原因是什么？生活中有哪些因素可以誘發(fā)基因突變？學(xué)生1：射線學(xué)生2：食品添加劑學(xué)生3：病毒師生總結(jié)：物理因素、化學(xué)因素、生物因素。設(shè)計(jì)意圖：聯(lián)系生活中的例子，暢所欲言，促進(jìn)學(xué)生在討論過程中實(shí)現(xiàn)次級(jí)概念的形成（描述細(xì)胞在某些化學(xué)物質(zhì)、射線以及病毒的作用下，基因突變概率可能提高，某些基因突變導(dǎo)致細(xì)胞分裂失控，甚至發(fā)生癌變）。教師引導(dǎo)：在我們的生活中有這么多誘變因素，怎么避免這些因素呢？學(xué)生1：多吃新鮮蔬菜學(xué)生2：注意衛(wèi)生，勤洗手師生總結(jié)：討論生活中避免這些因素的具體做法，養(yǎng)成良好的生活習(xí)慣。設(shè)計(jì)意圖：將課堂所學(xué)帶入生活，解決生活中的實(shí)際問題，學(xué)以致用，實(shí)現(xiàn)學(xué)生情感態(tài)度的升華。四、基因突變的特點(diǎn)過渡：基因突變會(huì)導(dǎo)致遺傳病，基因突變都是不利的么？教師引導(dǎo)：請(qǐng)同學(xué)們閱讀導(dǎo)學(xué)案中的資料，歸納基因突變的特點(diǎn)。學(xué)生進(jìn)行小組活動(dòng)活動(dòng)二：閱讀資料，歸納基因突變的特點(diǎn)【資料1】棉花的短果枝、水稻的矮稈、果蠅的白眼、雞的卷羽、人類的血友病都是從無到有，都是由于基因突變而引起的新的性狀的出現(xiàn)。【資料2】基因突變可以發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期，可以發(fā)生在體細(xì)胞中，也可以發(fā)生在生殖細(xì)胞中，可以發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)不同的DNA上，也可以發(fā)生在同一DNA不同的部位上?！举Y料3】據(jù)科學(xué)家研究，控制小鼠毛色的灰色基因可以突變成黃色基因，也可以突變成黑色基因，而且這種突變的方向和環(huán)境沒有明確的因果關(guān)系?！举Y料4】四種基因突變率（表1）【資料5】鐮狀細(xì)胞貧血和瘧疾的地理分布高度一致，主要流行于非洲的瘧疾高發(fā)地區(qū)。流行病學(xué)調(diào)查也證實(shí)了兩者之間的相關(guān)性，瘧疾地區(qū)鐮狀細(xì)胞貧血較多是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果。小組展示：學(xué)生根據(jù)給出的資料，整合信息，歸納基因突變的特點(diǎn)。五、基因突變的意義教師引導(dǎo)：基因突變會(huì)產(chǎn)生新基因，可以產(chǎn)生新性狀，這些對(duì)生物的變異和進(jìn)化有什么意義呢？學(xué)生1：多種性狀可以為進(jìn)化提供原材料。學(xué)生2：產(chǎn)生新基因，是變異的根本來源。師生總結(jié)：基因突變的意義。設(shè)計(jì)意圖：建立基因突變新基因豐富的基因型不同性狀自然選擇的邏輯關(guān)系，進(jìn)而理解基因突變的意義的3個(gè)維度