《基因突变》概念教学教学设计

第1页共4页《基因突变》概念教学教学设计一、教材分析：1、教材地位“基因突变”是现行高中《生物》（人教版）必修2第五章“基因突变及其他变异”中的第1节内容。基于前面已经学习了基因的本质和基因的表达的知识，学生们对于基因及基因的作用已经有了一定层次的了解。这节课的重点和难点集中于“基因突变”这一概念的理解的构建，通过设置问题情景，让学生观察、动手、思考和讨论，不仅可以让学生构建生物学的有关概念，而且可以激发学生学习生物科学的兴趣和发展探究学习的能力。教学中我们还需要通过多种途径来加深对基因突变的内涵和外延的理解。2、教学重点与难点及突破（1）教学重点和难点：对碱基对、替换、增添、缺失和基因结构等词组的准确理解（2）突破方法：通过学生自主探究动手操作，使学生构建基因突变的概念二、学情分析高二学生已经学过基因和染色体关系、基因的本质、基因的表达等知识，为基因突变这一新概念的建构奠定了认知基础。为创设问题情景，新旧知识融会贯通，形成完整的认知结构，开展探究性学习提供了可能。让学生观察、动手、思考和讨论，适时引导、适时启发和适时鼓励，由浅入深，建构基因突变基本概念。三、教学目标1、知识目标：（1）结合实例、模型.从分子水平（碱基对替换.增添.缺失）分析基因突变发生的时间，内因，推导出基因突变概念。（2）分析基因突变发生在体细胞和生殖细胞对性状与子代的影响。（3）学生能描述基因突变的概念，并能准确运用这些术语。2、能力目标：（1）通过游戏、模型演示推出基因突变概念的过程，锻炼学生们合作探究的能力。（2）通过对基因突变概念的分析，培养学生的分析能力、归纳综合能力和演绎思维能力。3、情感、态度和价值观目标：（1）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。第2页共4页（2）通过了解在自然或人为条件下，遗传物质发生结构的改变进而改变生物的遗传性状，树立事物是普遍联系的，外因通过内因起作用的辨证唯物主义观念。（3）通过学习基因突变在育种上的应用，体会到科学技术对推动社会进步的巨大作用。四、设计理念和思路提高生物科学素养，面向全体学生，倡导探究性学习，注重与现实生活的联系是高中生物课程改革的基本理念。按照《高中生物课程标准》的课程理念，并依据探究性学习、概念学习和建构主义学习的原理，我在课堂教学设计中采用以学生发展为本的主体性教学模式，提倡自主、探究、合作的学习方式，侧重学生的观察、对比、交流、合作、探究、归纳等学习方法的指导，创设问题情景，激活原有的知识系统，构建新的概念。五、教学方法及教学资源1、教学方法针对教学内容和教学目标，选择的教学方法为：情境教学法.问题教学法.小组讨论法.学生分析归纳法。2、教学资源（1）.文字资源——普通高中生物教科书（必修第二册）（2）.多媒体资源——多媒体课件（3）.自制教具——用磁铁、纸片制作四种游离的脱氧核糖核苷酸六、教学过程1、学生前概念的探知播放《绿巨人》电影片断师：当自然条件和人为条件发生改变时，人体内的遗传物质可以发生改变，从而引起生物性状发生改变，我们把这种现象叫做变异。在同学们的印象中生物的变异主要是什么原因引起的？生：基因突变生：小组讨论总结日常生活中对基因突变的认识，指派一名代表发言。出来的结果千奇百怪，有的同学认为“基因突变”就是发生了变异，会产生超级老鼠或是产生超人；有的认为是基因“突然地”发生了不可预料的改变；有的认为是基因在某些因素的作用下产生体内原来不具有的新基因；有的甚至会认为“基因突变”就是像正常人被病毒感染变成僵尸一样等等。当然有些预习了的同学也给出与课本一样的概念。这时教师作出引导，让学生认识到“基因突变”就是基因发生了改变，顺便引出基因结构。并进一步提问，基因内部（基因结构）究竟发生了什么变化？怎么变化？引出课本事例的学习。【设计意图】通过小组讨论，发言，暴露出学生的前概念，激发学生的学习兴趣和求学欲望，并且为后边的学习基因突变的原因和特点打下了铺垫。第3页共4页2、建构概念资料呈现：1910年，一位美国黑人青年由于发烧和肌肉疼痛到医院看病，医生检查发现，他患的是当时人们尚未认识的一种特殊的贫血病──镰刀型细胞贫血症。教师阐述:我们知道，正常人的红细胞是圆饼状的，而镰刀型细胞贫血症患者的红细胞却是弯曲镰刀状的。这样的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。这种病是怎样形成的呢？我们一起来探究。教师多媒体呈现：血红蛋白分子的部分氨基酸顺序正常……缬氨酸—组氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸—异常……缬氨酸—组氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—缬氨酸—谷氨酸—赖氨酸—学习任务：找出镰刀型细胞贫血症患者血红蛋白分子异常的原因。学生对比回答:谷氨酸被缬氨酸替换。学生借助学案和密码子表分析推测相应的DNA分子的碱基片段发生了什么变化？学生分析后回答：T//A被A//T取代。教师总结：直接原因：蛋白质中氨基酸被替换根本原因：碱基对替换师：同学们已经知道了镰刀型细胞贫血症出现的根本原因是碱基对替换，那么基因结构的改变是不是只有碱基对替换这一种情况？教师利用自制教具，让学生自主探究。利用磁条构建的脱氧核苷酸在磁性黑板上排成一个DNA片段。学生活动：以小组为单位展开活动，随机在这个基因片段中增添.缺失或替换一个碱基对，并分别记录下转录后的mRNA，推测出这三种情况下对性状的影响。得出：一般情况下，基因结构改变除了替换以外，还有增添或缺失一个碱基对也会引起的基因突变。【设计意图】通过模型的构建过程，充分发挥了直观教学的作用，学生们在亲身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，并利用了前面转录和翻译的知识来解决分析了基因突变的几种情况对性状的影响。生：小组讨论总结基因突变的概念，指派一名代表发言。学生思考回答：基因突变的概念：DNA分子中发生碱基对的替换.增添和缺失，而引起的基因结构的改变。教师点拨：基因结构改变基因突变的实质：基因的碱基对排列顺序，即基因结构的改变七、教学反思第4页共4页建构主义学习理论认为：在学习的过程中，获得知识的多少取决于学习者根据经验去建构有关知识的能力，而不取决于学习者记忆和背诵教师讲授内容的能力。对知识的真正理解只能是学习者自身基于自身的经验背景建构起来的。要想让学生获得更多.更牢固的知识，必须调动学生的积极性，让其主动探索.体验，仅仅依靠语言的传递是不够的。生物学科属于自然科学学科，在学习的过程中，根据新课标要求，要积极倡导探究式学习，从而提高学生的学习能力，培养研究精神。本节知识非常抽象，在学习时一定注意从现象开始，追根溯源，联系所学过的有关知识去理解基因突变这个概念。学习基因突变时，重点是带领学生学习基因突变的基本概念，研究内涵即基因结构的改变，外延是碱基对的增添.缺失和替换。结合基因的结构和基因对性状控制的相关知识，教师以多种多样的教学方式让学生自己研究基因突变是否一定会带来性状的改变。在学习基因突变的本质时，要联系DNA复制和基因表达的有关知识。在DNA复制过程中，DNA分子的解旋使碱基对暴露，因而使碱基对易发生替换.增添或缺失引起基因突变。突变后的基因成为一个新的基因，即原基因的等位基因。该基因在表达时，由于引起mRNA上密码子的改变使组成蛋白质的氨基酸种类和数目都可能发生变化，生物体的性状也可能发生改变。但由于一种氨基酸有多种密码子，所以基因发生突变后，所编码的氨基酸也可能不发生改变。