“基因突变和基因重组”教学设计

“基因突变”教学设计 西安市第十九中学 王静华

1 教学设计思路

本节在引言部分指出生物的变异具有普遍性，变异可以分为可遗传的变异和不遗传的变异，可遗传的变异有三种来源，即基因突变、基因重组和染色体变异。

本小节介绍了基因突变的概念、意义和特点，人工诱变在育种上的应用，以及基因重组的概念和意义，教材从实例引入基因突变的概念，是为了学生便于理解抽象的概念。在介绍基因突变的普遍性、随机性、自然突变率低、有害性和不定向性时，教材也举了具体的实例。设计的旁栏思考题和小资料，也有利于学生加深对基因突变特点的理解。人工诱变在育种上有重要用途，可通过教材介绍的我国在诱变育种方面所取得的成就，对学生进行爱国主义教育。

本小节内容与其他章节的联系：（1）基因突变与DNA的复制有关；（2）基因重组与《生物的生殖和发育》中的减数分裂有关。 2 教学目标的确定 1知识目标

基因突变的概念、特点和意义；

2 能力目标

通过对课本引言的学习使学生学会由“总”到“分”的分析问题的方法；通过实例的分析，培养学生归纳总结的逻辑推理能力。 2．3 情感目标

（1）初步学会用辩证唯物主义观点 来认识生物体和生物界的多样性。 （2）通过教材介绍的我国在诱变

育种方面所取得的成就，对学生进行爱国主义教育。 3 教学重点及落实方案 3．1 教学重点

（1）基因突变的概念和特点 （2）基因重组的概念 3．2 落实方案

（1）使用ppt进行直观教学。

（2）图文对照阅读，加深对知识的理解 4 教学难点

基因突变的概念 5 教学方法

教授法、讨论法、 PPT 6 课时安排 1课时 7 教学过程（见下表

教学环节 复习 教师活动 PPT展示图片，什么是性状？性状是由什么决定的？ 学生活动 学生回答 设计意图 复习巩固 性状表现除与遗传物质有关外，还与什么有关？性状由亲代学生思考后回答： 问题探究，激发传递到子代时，会不会一成不变呢？当然不会，或多或少都引入 会存在差异，这又为什么呢？那么生物的变异又是如 何产生的呢？又有什么特点呢？ 学生积极思维和求知欲望 1．变异的类型 基因突变 进入新课 运用多媒体（幻灯片）展示让一个图片。上图是一个普通的 玉米种子在萌发长成植株的过程中，水、肥、光特别充足，所结种子大而饱满，但这样的种子种下去，结出的却是普通学生思考后回答 种子；下图是太空椒（普通青椒种子邀游过太空后培育而成） 与普通青椒对比，果实明显增大，种植下去， 仍然是肥大果实。 以学生身边的生产实例和熟悉的事例，创设问题情景，引导学生提问：籽粒饱满的种子与普通种子相比，太空椒与普通青椒学生反思 相比，形状有明显的差异，这是为什么？ 提问：把子粒饱满的种子种下去，长出的种子是 不是粒大饱满？ 提问：把肥大的青椒种下去，长出的是不是肥大青椒？ 思考 教学环节 教师活动 提问：这两个问题说明了什么？ 学生活动 设计意图 可见生物的变异有这样两种类型。那什么情况下的变异不遗学生对应教材作 传，什么情况下的变异可遗传？我们知道生物的表现型与基记号 因型和外界环境条件有关。像玉米这样，子粒饱满是由于水、肥和光充足引起，也就是外界环境条件引起的，这种变异是 不遗传的。而太空椒邀游过太空，宇宙辐射改 变了遗传物质，因此这个变异性状就是可遗传的。 可遗传的变异是生物变异的主要类型。它的来源主要有三方面：基因突变、基因重组和染色体变异。 设问：那么，什么是基因突变？基因突变是怎么产生的？又 设置悬念 学生观看 承接下一知识 提问：镰刀型细胞贫血症的红细胞呈镰刀状，对功能的 创设问题情景，完成有没有影响？是什么原因使正常红细胞变成镰刀型红学生对应教材 引导学生思考 新课 怎么导致生物变异呢？ 2．基因突变 下面一段图片是关于正常的红细胞基因突变形成镰刀型 细胞贫血症的内容，我们先来看一下 提问：从片子中我们看到正常红细胞是什么形状？有什么功能？ 细胞？ 讲述：分子生物学研究表明：是基因突变的结果让我们来看镰刀型细胞贫血症病因的图解 大家知道，性状是由蛋白质来体现的，我们先来看正常 学生看作书回答 教学环节 教师活动 血红蛋白与镰刀型血红蛋白的氨基酸的组成。 提问：两者有什么区别？ （回答：正常的是谷氨酸，异常的是缬氨酸） 提问：氨基酸是由什么决定的？ （回答：由信使RNA上的密码子决定的。） 提问：构成信使RNA上的密码子的那些碱基又是由什么决定的呢？ （回答：由DNA上的碱基决定的。） 学生活动 设计意图 落实教材分析 对照课件做好笔 记完善图解 联系前面所学知识构建完善体系 引导学生观察、分析，培养归纳能力 提问：大家来比较一下正常与异常的DNA， 它们的区别在哪里？ （回答：一个碱基对的改变。） 提问： DNA上一个碱基对发生了改变，最终导致了镰刀型 （回答：基因是由脱氧核苷酸组成的，脱氧核苷酸的排列顺 讲述：我们看控制血红蛋白的DNA上一个碱基对改变，使得 该基因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了，最终控制血红蛋白的性状也会发生改变，所以红细胞就由圆饼状变为镰刀状了。 设问：基因结构改变除了碱基对的替换，还会不会有其它可能？ 学生分析后答出DNA分子中碱基对数目的改变也会导致基因结构的改变。当DNA中碱基对增加或减少时，对性状的表现有没有影响。要求学生写出此过程。 现在大家来总结基因结构的改变包括哪些变化？ 学生练习，要求学 生自己写一段DNA片段加以考虑 序代表了遗传信息，基因控制生物性状就是要把特定的遗传信息通过转录和翻译反映到具体的蛋自质结构上。） 细胞贫血症。我们知道性状是由基因控制的，基因是怎么来决定性状的？ 教学环节 新课 教师活动 （回答：DNA碱基对替换、增添和缺失。） 学生活动 设计意图 教师作总结：基因脱氧核苷酸顺序代表了遗传信息，顺序变学生活动：给特定设置问题，引导了，遗传信息也变了，通过转录、翻译形成的蛋白质也就发的DNA片段，学生思考 生了改变，性状自然会发生改变。可见，基因结构改 自己根据可能性使之发生基因突 变会使生物发生变异。 现在请大家自己来总结出基因突变的概念。 讲述：基因突变是染色体的某一个位点上基因的改变 变并投影展示讲解 基因突变使一个基因变成它的等位基因，并且不一定会引起 学生总结：基因培养学生的动手表现型变化。 突变不一定会引能力和归纳总结起生物性状的改能力 下面让我们来看几个基因突变的图片（ppt展示）。 玉米高茎→矮茎、普通羊→短腿羊、正常人→白化病 变 提问：基因突变往往产生了一些新性状，这对生物有什么意 义？ 由于基因突变产生的新性状是生物从未有过的性状，因此它 学生观察、思考 先来看几幅图片（ppt展示）：（正常棉花→短果枝；水稻高杆→矮杆；果蝇长翅→残翅；家鸽羽毛白色→灰红色；人 正常色觉→色盲；正常人→白化病），这些图片，有植物， 学生总结基因动物，还有人的例子，你们认为突变有什么特点？ 突变的特点 讲述：植物、动物和人都可能发生基因突变。这也说明基因突变在生物界是普遍存在的。无论是低等生物，还是高等动 植物以及人，都可以发生基因突变。这种突变 在自然条件下发生的叫自然突变，在人为条件下诱发产生的 创设问题情景引导学生思考 是生物变异的根本来源，也为生物进化提供了最初的原材 料。但生物的变异不只是由基因突变引起的，我们怎样去认识由于基因突变而引起的变异？下面我们就来了解基因突 变的特点。 形成概念 叫诱发突变。 基因突变是发生在什么时期？哪些细胞能发生基因突变？ 其实基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期和生物体的任何细胞。我们以植物个体发育过程为例（展示ppt），教学环节 教师活动 个体发育的起点是受精卵，经过分裂形成胚，种子萌发长成 一个新个体，其间任何时期任何细胞都可能发生突变，大家特别注意 学生活动 设计意图 看，叶芽和花芽部位突变以及引起突变性状的表现部位。 提问：基因突变发生的时期与突变性状的表现 有什么关系？ （回答：突变发生的时期越早，表现突变的部分越多，突变发生的时期越晚，表现突变的部分越少。） 学生观看、思考并讨论 具体事例归纳特点 引导学生联系已学过的知识，分析理解，创设问题情景 提问：如果突变发生在体细胞，该性状会不会遗传给后代？ 讲述：既然任何生物发育的任何时期任何细胞都可能发生突 设问：基因突变对生物体究竟好不好呢？ 教师总结：绝大多数是有害的，但也有少数有利，为什么呢？ （以上五点是基因突变的特点，在进行讨论时，教师要适时根据具体情况引导，正确了解基因突变的特点，就能正确地因为任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们与环境已经取得了高度协调。如果发生基因突变就可能破坏这种协调 关系。因此基因突变对于生物往往有害，但少数是有利的。 我们能不能只让它进行有利的突变呢？ 学生分析、比较回这不行。因为基因突变是不定向的。一个基因可以向不同的答 方向发生突变，产生一个以上的等位基因。例如（ppt展示）， ＋Y控制小鼠毛色的灰色基因（A）可以突变成黄色基因（A），也可以突变成黑色基因（a)。但是，每一个基因的突变，都不是没有任何限制的。例如，小鼠毛色基因的突变能不能突 学生分析 变，那是不是突变很容易发生也会很 多呢？请大家阅读教材内容。 讲述：基因突变率很低，高等生物中大约有十万个到一亿个 生殖细胞中才会有一个生殖细胞发生基因突变，低等生物，细菌、噬菌体突变频率更低，同一种生物不同的基因突变率也不一样。 变成毛的长短呢？不能（回答），只限定在色素的范围内， 不会超出这个范围。 教学环节 教师活动 认识基因突变引起的变异） 学生活动 学生阅读教材 设计意图 学生讨论，思考后 回答 参阅教材，引导 学生思考 新课 学生认真观看、分 析 学生讨论、正确理解 创设情景引导学生归纳 课堂练习 Ppt展示课堂练习，要求学生当堂完成 师生共同总结：这节课我们主要掌握的内容有基因突变的概结课 念和基因突变的特点。基因突变是由于DNA分子中发生碱基形成知识网络 对的增添，缺失或改变而引 知识总结 学生课堂练习 知识理解运用 教学环节 教师活动 起的基因结构改变。基因突变的特点有： ①普遍性、②随机性、③突变率低、④多数有害、⑤不定向性 学生活动 设计意图 布置 作业 课后完成 教学目标巩固 8、板书设计

变异：不遗传变异、可遗传变异

可遗传变异来源：基因突变、基因重组、染色体变异

基因突变

1．基因突变：

（1）概念：由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变而引起的基因结构的改变。

（2） 时期： 细胞分裂的间期 （3）结果和意义

（4）特点：①普遍性、②随机性、③突变率低、④多数有害、⑤不定向性