基因突变公开课参赛课教案

基因突变和基因重组教学设计（第1课时）

一、

教学目标

1．举例说明基因突变的特点和原因。

2．说出基因突变的意义。

二、重点和难点

1．重点：基因突变的概念及特点；基因突变的原因。

2．难点：基因突变的意义。

三、教学过程

1.导入新课

投影展示《爸爸去哪儿》节目中林永健和其儿子林大竣合照，并提问，他们长得像吗？引导学生回顾初中学习过的遗传与变异的知识，然后让学生分析以下两个资料，并思考问题，让学生归纳出变异的两种类型，即可遗传变异和不可遗传变异。

资料一：

"带字苹果"由于创意新颖，寓意吉祥，这些苹果身价比普通苹果高出不少。记者采访种植户了解到，苹果上的字是通过贴胶带遮挡光照形成的，这种苹果价格主要高在人工费上。

想一想：上述“带字苹果”所产生的变异能遗传给子代吗？

为什么? 资料二：1966年，加拿大多伦多的一只家猫产下一只没有毛的小猫。从此，欧洲和北美爱猫人士开始将加拿大无毛猫同正常猫咪交配进行繁殖，但繁殖成功率较低，所以，无毛猫的数量较少。

想一想：上述无毛猫这样的变异能遗传给子代吗？

为什么? 师：可遗传变异有三个来源：基因突变、基因重组和染色体变异，今天我们首先来学习基因突变。

2.新课研学

（1）基因突变的实例

通过视频资料和文字资料向学生简要介绍镰刀型细胞贫血症的相关信息。结合史料并通过问题串引导学生逐步深入分析该病的成因：

1949年，Li.C.Pauling——血红蛋白分子的缺陷

1956年，Ingram——单个氨基酸替换

接着让学生结合中心法则的相关知识，思考：为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？完成探究活第1页

动1，分析该病的直接原因和根本原因。让学生认识到像这样由于碱基对的替换引起的基因结构的改变就属于基因突变。探究活动1内容如下：

查阅65页密码子表，完成镰刀型细胞贫血的病因图解，并尝试找出其直接原因与根本原因。

（2）基因突变概念的构建

除了碱基对的替换，还有哪些变化会导致基因突变呢？投影展示基因突变的各种情况，让学生尝试用语言去描述，进而自主构建出基因突变的概念。

为了让学生对“基因突变对于蛋白质中氨基酸的影响”有全面的认识，设计了两个探究活动，即探究2和探究3，如下。

探究2：由于碱基对的替换，是否一定会引起蛋白质中氨基酸的改变？为什么？

通过探究2让学生认识到，碱基对替换后蛋白质中的氨基酸可能改变，也可能不改变，或者肽链的合成会提前终止等多种后果。

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探究3：找出突变基因与正常基因的碱基差异，分析其导致蛋白质中氨基酸发生了什么变化？

肺癌EGFR基因

碱基对变化：_______________________________________________ 正常基因

密码子

氨基酸

突变基因

密码子

氨基酸

CTA GAT CUA 亮氨酸

TCA AGT UCA 丝氨酸

AGG TCC AGG 精氨酸

AAT TTA AAU 天冬

酰胺

AAA TTT AAA 赖氨酸

GAG CTC GAG 谷氨酸

AAG TTC AAG 赖氨酸

CAA GTT CAA 谷氨

酰胺

CAT GTA CAU 组氨酸

CTC GAG CUC 亮氨酸

CTA GAT

TCA AGT

AGG TCC

CAT GTA

CTC GAG

珠蛋白基因

碱基对变化：

_______________________________________________ 正常基因

密码子

氨基酸

突变基因

密码子

氨基酸

ACC TGG ACC 苏氨酸

TCC AGG UCC 丝氨酸

AAA TTT AAA 赖氨酸

TAC ATG UAC 酪氨酸

CGT GCA CGU 精氨酸

TAA ATT UAA 终止

ACC TGG

TCA AGT

AAT TTA

ACC TGG

GTT CAA

AAG TTC

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探究3通过两个真实的基因突变的实例（分别缺失15个碱基对和1个碱基对），让学生认识到基因中碱基对的缺失对蛋白质中的氨基酸产生的影响。让学生初步认识到，缺失的碱基对数是3的倍数时影响相对较小，碱基对的增添也是同样的道理。再进一步通过典例让学生探究。

（3）基因突变的特点

本部分首先让学生通过所给资料自主分析出基因突变的的特点，再通过连线任务让学生对基因突变的特点形成整体认识。

通过让学生思考基因突变是否都能遗传给后代，可以然学生深入理解所学概念，避免产生认知误区。

（4）基因突变的原因

基因突变具有低频性的特点，为什么现在癌症的发病率如此之高呢？通过这样一个看似矛盾的问题，引出基因突变原因的话题。本部分教学通过学生自主阅读并完成概念图的形式进行，教师进行归纳小结，并借此对学生进行情感教育，引导学生养成健康的生活习惯。为了进一步让学生分清楚导致基因突变的三种外因，并能将所学知识与实际生活联系起来，选取生活中常见的防癌措施让学生进行分析。

（5）基因突变的意义

投影展示基因突变实例的图片，让学生认识到基因突变有些有害（如白化苗、白化病、多指、并指等），有些有利（如抗倒伏、抗锈病、降血脂基因等）。再让学生分析资料，并思考问题，进而归纳出基因突变的意义。

某种长翅昆虫有时会出现残翅的突变类型，残翅昆虫在大陆上难以生存，但在常刮大风的海岛上，这类昆虫却因为不能飞行而避免被风吹到海里淹死。思考： (1)基因突变产生新的基因吗？ (2)这些新的基因产生的新性状对生物的生存有利还是有害？

(3)自然环境会选择哪些个体生存下来？

3.归纳小结

借助概念图对本节所学内容进行归纳小结，并布置课后作业及预习任务。

四、创新点分析

1.材料力求新颖，贴近学生生活

从学生感兴趣的话题入手，寻找贴近学生生活又能激发学生学习兴趣的材料。如可遗传变异的事例从生活中比较常见的宠物猫入手，结合图片向学生介绍了加拿大无毛猫的故事。不可遗传变异同样从学生平安夜送的“带字苹果”入手，让学生思考“字”是如何形成的，能否遗传给后代。以上两个事例均贴紧学生生活，同时又能激发学生的好奇心和求知欲，不仅极大的调动了学第4页

生的学习兴趣，也使得课堂氛围异常活跃。

2.过度力求自然，切忌生硬死板

本节内容属概念教学，包含基因突变的概念、特点、原因、意义等内容。把握好各部分之间的过度就显得尤为重要。本节课重点从各部分之间的内在联系入手，注重过度的连贯性，让学生对本节内容形成一个整体的认识。如在基因突变特点后，我从“低频性”这个特点入手，结合当下热点问题“癌症”让学生思考，为什么自然条件下基因突变频率很低，但现在癌症发病率却如此之高，是什么因素导致细胞癌变的呢？自然而然地过渡到基因突变原因的教学。

3.注重知识，更注重科学与生活

在基因突变对蛋白质中氨基酸影响探究中，大多教师是采用一个模拟的基因片段，让学生去探究基因突变的影响。生物学是一门自然科学，现实生活中有很多真实的基因突变，何不拿来服务于教学呢？于是我通过翻阅高校教材寻找到了肺癌相关的EGFR基因突变和地中海贫血症相关的珠蛋白基因的突变。通过这样两个鲜活的例子，不仅让学生加深了对所学知识的理解，同时也让他们知道学习是服务于生活实践的。为了更加凸显教学的这个功能，在讲完基因突变的原因之后我还让学生自由发挥，谈谈生活中有哪些预防癌症的措施，并思考它们是防止哪种因素所引发的细胞癌变。让学生在轻松自由的氛围中联系生活常识，并能将所学知识应用于于生活实践。

4.深度思维，概念辨析

本节是典型的概念教学，学生对概念深层次的理解尤为重要，否则学生容易以偏概全，从而形成错误的观点。例如在讲解基因突变是否都能遗传给后代时，学生通常认为体细胞的基因突变一般不能遗传，发生在配子中的基因突变，有可能在子代中表现出新性状。为了防止学生对概念的误解，让学生进一步思考：发生在体细胞中的基因突变一定不能遗传给后代吗？发生在配子中的基因突变一定能在子代中表现出新性状吗？通过这样两个问题，不仅有助于学生对概念的正确理解，而且可以提高学生的辩证思维能力和语言表述能力。

扬州大学附属中学 李小刚

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