基因突变教学设计(教案)

《基因突变》教学设计

授课人：樊莉莉

一、教材分析

本节内容是苏教版高中生物必修2第4章第4节的内容，从基因变化的角度来认识生物发生变异的原因，是基因表达的延续和拓展，也是学习进化的基础。本节从实例入手，通过对镰刀型细胞贫血症的分析，引入基因突变的概念，然后具体分析基因突变的原因和特点。让学生理解基因突变的根本原因是DNA分子的碱基对发生了变化，这种变化可能会导致生物体的性状发生改变，并且能够进一步理解“基因对性状的控制是通过控制蛋白质合成来实现的”这一基本的生物学原理。

二、学情分析

生物的变异现象对于学生而言并不陌生。通过前面对基因结构和功能的学习，学生已经初步认识到生物的变异与遗传物质有关，也与环境有关。基因突变是遗传学中重要的概念，是学生学习生物的遗传、变异和进化的基础，其中基因突变是生物变异这部分教学内容中的一个重要知识。由于该部分的知识比较抽象，学生需要具备相当强的抽象、空间思维能力和丰富的想象力。但要达到从分子水平上理解和掌握，仍需要教师采取适当的教学策略，引导学生在不断探究、思考、分析和讨论的过程中实现教学目标。

三、教学目标

知识目标：1、概述基因突变的实质是基因结构的改变

2、阐明增添、缺失或替换DNA分子中的碱基对都会改变基因的结构

3、理解基因突变的特点及意义

能力目标：1、通过对资料的探究讨论，实现学习中概念的自我建构和自我生成

2、通过前后知识的联系，拓展学生思维的广阔性，构建知识的系统性

情感态度与价值观：1、探究诱发生物发生基因突变的因素，积极预防遗传病的发生

2、通过理解基因突变与生物多样性的关系，培养学生的科学世界观

四、教学重难点

1、基因突变的概念、特点及原因（重点）

2、基因突变的概念及意义（难点）

五、教学方法

1、利用多媒体课件，创设形象生动的教学氛围。

2、通过问题引导学生探究和自主合作学习。

六、课时安排

1课时

七、教学过程

【复习回顾】

1、什么是性状？性状是由什么决定的？

2、性状的表现除与基因有关外，还与什么有关？

【导入新课】

教师：ppt展示水毛茛图片。

1、水毛茛裸露在空气中和浸在水中的叶为什么表现出两种不同的形态？这种变异能遗传吗？

2、如果是遗传物质改变，会不会遗传给后代呢？

学生活动：学生观察分析回答以上问题。

教师点拨总结：变异分为不可遗传变异和可遗传变异。可遗传变异包括基因突变、基因重组和染色体变异。这节课我们一起来学习基因突变。（板书：基因突变）

探究一、基因突变

下面我们以镰刀型细胞贫血症为例，来分析什么是基因突变？为什么会发生基因突变？基因突变有何影响？

ppt展示：正常红细胞和镰刀型红细胞贫血症患者的红细胞图片。

1、层层设疑，分析病因

提问（1）从图片中可以看出正常红细胞是什么形状？有什么功能？

（2）镰刀型细胞贫血症的红细胞是什么形状？对功能的完成有没有影响？

学生活动:回答上述两个问题

【师】那么，为什么会出现这种性状呢？大家知道，性状是由蛋白质来体现的。科学家研究发现，在镰刀型细胞贫血症患者的红细胞中，血红蛋白的一条肽链的氨基酸组成发生了变化。

学生活动：速读P87《积极思维》，思考以下三个问题

（1）正常血红蛋白和镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白的氨基酸组成有何区别？（生：正常是谷氨酸，异常时缬氨酸）

（2）氨基酸是由什么决定的？构成mRNA上的密码子的那些碱基又是由什么决定的？（生：mRNA上的密码子决定的；由DNA上的碱基决定的）

（3）比较正常和异常DNA他们的区别在哪里？（生：一个碱基改变）

小组任务：深入分析镰刀型细胞贫血症的病因，小组展示

蛋白质 正 常 异 常 【病因分析】

氨基酸 谷氨酸 缬氨酸 直接原因：

mRNA G A G A

DNA C T T （ ） C T 根本原因：

G A A G A 【师】控制血红蛋白的DNA上一个碱基对改变使得该基因上脱氧核苷酸的排列顺序发生了改变（教师引导学生回答），也就是基因结构改变，最终控制合成的血红蛋白也会发生改变，所以红细胞就由圆饼状变为镰刀状。

【师】基因结构的改变除碱基对的替换，还会不会有其他可能？

【生】碱基对数目的改变，也会导致基因结构的改变

师生共同总结：基因突变的概念、实质及时间。

（设计意图：从科学发现的历程切入，设置问题情境，引导学生探究。通过讨论学生能够认识到基因突变的本质是DNA中碱基对发生了变化，进而归纳出基因突变的概念，并能进一步理解“基因对性状的控制是通过控制蛋白质的合成来实现的”这一基本的生物学原理。）

【师】基因发生突变了，那遗传信息改变吗？（生：会）

那么基因突变一定会导致生物性状的改变吗？（生：不一定）

【师】那么我们来做一个深入的探讨：要想知道基因突变是否引起了性状的改变，我们得先研究是否对蛋白质的结构产生了影响，因为蛋白质是生命的承担者、体现者。所以你有什么思路吗？我们之前学过基因指导蛋白质的合成需要什么过程？（生：转录和翻译）那么以学案上的模型为例，写出正常基因控制蛋白质合成的过程。

2、合作探究：以小组为单位活动，在这个DNA片段中随机增添、缺失或替换一个碱基，并分别记录下转录后的mRNA及翻译后的蛋白质，推测出这三种情况下对生物性状的影响及影响大小。 （教师要求小组展示他们的成果，其他成员可以补充。) 学生通过活动，得出结论：一般情况下增添或缺失一个碱基对引起的基因突变影响大于替换引起的基因突变。

（设计意图：通过模型构建过程，充分发挥直观教学的作用，学生们在实践中发现了基因突变发生的几种情况，突破了这个抽象的概念，并利用前面转录和翻译的知识来解决分析了几种情况对性状的影响。）

问题思考：（1）基因突变一定会引起生物性状的改变吗？为什么？

（2）基因突变发生在什么时期？

（3）基因突变一定会遗传给后代吗？ 学生讨论：（1）不一定，密码子的简并性。（教师点拨：由于一种氨基酸可能有几种密码子，这一现象称作密码子的简并性，以致 DNA碱基对替换不一定导致生物性状改变。）

（2）主要是有丝分裂间期和减数第一次分裂间期

（3）学生结合有性生殖知识总结出，基因突变若发生在配子中，将可能遗传给后代；若发生在体细胞中，一般是不能遗传的。（教师补充：发生在体细胞中的基因突变如果可以遗传？----无性繁殖。）

（设计意图：通过小组讨论和分析，让学生发现问题，并结合以前的知识来解决现在的问题，提高了学生分析解决问题和自我获取知识的能力）

3、自主学习：基因突变的原因

【自学指南】如果人体某些细胞基因突变，有可能发展为癌细胞。癌症就是原癌基因和抑癌基因的突变逐渐积累的结果。在生活中哪些因素容易引发癌症？在我们周围却存在这样的情况，有的人生活方式很健康，基本远离了以上诱发基因突变的因素，最后却死于癌症。这又是什么原因造成的呢？

阅读教材p87内容，找出下列问题的答案

（1）哪些因素会导致基因突变？

（2）基因突变的类型？

学生自学并总结，不完整可有其他同学补充

【师】所以，我们预防癌症不仅要做到远离诱发癌症的这些因素，更要注意定期进行体检。

（设计意图：通过分析引起基因突变的外部原因培养学生正确的生活态度，珍惜爱护生命）

探究二、基因突变的特点

【自学指南】阅读课本87-88页有关基因突变特点的内容，做好知识储备，根据所给材料，总结出基因突变的特点。

【师】Ppt展示所给资料。

【生】总结基因突变的五个特点：普遍性、随机性、低频性、不定向性、多害少利性。

（教师点拨：在非洲疟疾猖獗的地区，那些具有一个镰刀型细胞贫血症突变基因的个体不表现相应贫血症状反而对疟疾有较强的抵抗力。所以说基因突变是有利还是有害，要是具体环境而言。）

（设计意图：学生通过对资料的分析，归纳总结出基因突变的五个特点，可以培养学生的归纳总结能力，在汇报过程中教师进行有效点拨，既能加深学生对这五个特点的理解，又能导出基因突变的主要时期、结果等知识）

三、基因突变的意义

学生思考：（1）基因突变能产生新的基因吗？

（2）新基因的产生对生物生存有意义吗？

（3）自然环境会选择哪个个体留下来？

（4）基因突变对生物进化有何意义？

师生共同总结：

基因突变是新基因产生的途径，的是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料。

【课堂小结】利用多媒体课件引导学生概括，总结本节课的知识要点，巩固基础知识。

【课堂练习】见ppt

【板书设计】

基因突变

一、概念：DNA分子中碱基对的替换、增添、缺失导致基因结构的改变

二、时间：间期（主要）

三、特点：普遍性、低频性、不定向性、随机性、多害少利性

四、意义

【课后反思】

在教学过程中，根据新课标要求，积极倡导探究式学习，从而提高学生的学习能力，培养学生的探究精神。对基因突变的概念的理解和把握，采用图片资料，结合学生生活中常见的实例，层层设疑，让学生不断探索总结概括出基因突变的定义。采用资料分析的方法突破“基因突变的特点”，调动学生积极参与课堂的热情，让他们能够通过分析得出结论，教师再予以肯定或纠正，从而达到“老师教的轻松，学生学的愉快”的教学效果。