基因突变和基因重组教学设计

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时，而减数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 学生活动 设计意图 一、创设情境，引入新课 学生讨论，组织语言，分通过问题激发学生学习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？ 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。 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 创设情境，让学生进行问题的探究、创造讨论与交流机会。 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？ 基因突变。 引导学生归纳和概括，掌握基因突变的实质。 3．根据基因控制蛋白质合 3．如果这种变化发生在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想。 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。 说明基因突变的原因： 过渡：当人体某些体细胞基 1、物理因素：包括X为癌细胞。导致基因突变的原因有哪些呢？ 三、基因突变的原因 阅读教材81页基因突变相3、生物因素：如病毒和某些细菌等 因发生突变时，有可能发展射线、紫外线、激光等； 2、化学因素：有亚、碱基类似物等。 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。 发生突变的原因。给予因素的影响时，基因突变也 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。 四、基因突变的特点 性、多害少利性。 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 根本来源，是生物进化的 原始材料。 培养学生自主学习，归请阅读教材82页，说 出基因突变的意义。 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 意义。 教师指导学生完成课 后练习题。

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。