基因突变和基因重组教学设计

基因突变和基因重组教学设计

基因突变和基因重组教学设计

1.教材分析

学习“基因突变和基因重组”这节内容时主要是通过基于常态下的教学教材，实现学生对基因突变的基本概念的掌握，从而加深对

基因突变的内涵和外延的理解。基因重组内容涉及减数分裂过程，

这一直是教学的难点，因此在复习过程中教师要注重对学生实际理

解能力和图形分析能力的培养，通过实践提高学生的认知能力。

2.教学目标

知识目标：掌握课程标准要求的知识，熟练掌握基因突变的本质、特点以及应用;掌握基因重组的本质和特点，会辨别不同情况下的基

因重组。

能力目标：学会用图示形式表示发生基因重组的原因，结合减数分裂过程，培养学生的作图和识图能力。借助示意图的观察和对问

题的思考，提高学生判断、推理等能力。

情感目标：通过基因突变的原因培养学生正确的生活态度，爱护生命，通过基因重组了解亲代和子代之间以及子代与子代之间的差

异性，珍惜爱护生命。

3.重点难点基因突变发生的时期及特点，基因重组发生的时期、特点以及对应的基因变化图。

4.教学方法针对教学内容和教学目标，选择的教学模式为：提

出问题——观察现象——分析探索——得出结论。

5.课时安排1课时

6.教具使用多媒体结合挂图

7.教学过程设计

本模块的第1章至第4章，从分子水平阐述了基因的本质、基因在细胞中的存在位置、基因的结构和作用等基本问题，第5章则从

生物变异入手，从基因和染色体变化的角度来认识生物发生变异的

原因，是第4章《基因的表达》的延续和拓展。本节教学可用1课时，教学重点是基因突变。基因重组的实质，即基因的自由组合定律，已经在孟德尔的豌豆杂交实验中作过详细的介绍，因此在本节

教学中不再列为重点内容,本节在教学上采取以下思路:

从科学发现的过程切入，设置问题情境，引导学生探究

关于基因突变，教材选用了镰刀型细胞贫血症的实例，从现象开始，追根溯源，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。限于

篇幅，教材没有过多地介绍镰刀型细胞贫血症的发现过程。教师给

学生适当补充一些相关材料(见后面)，并结合“思考与讨论”中的

问题，让学生讨论和探究。通过讨论，学生能够认识到基因突变的

本质是DNA分子的碱基对发生了改变，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。

用类比推理的方法引导学生理解基因突变的类型

怎样全面理解DNA分子碱基对的改变可能导致的结果呢?是不是DNA分子的碱基对发生改变就一定会导致生物性状的变化?为了说明

这个问题，教师先引导学生阅读“问题探讨”，讨论英文句子中个

别字母发生改变后，对于全句所表达的意思的影响情况。通过分析

可以看出，英语句子中一个字母的改变，可能导致句子的意思不变、变化不大和完全改变这三种情况。然后，教师再通过联想和类比的

方法，结合不同的密码子可以对应相同的氨基酸的知识，引导学生

推测基因突变与生物性状改变之间的关系，从而理解不是所有的基

因突变都会导致生物体性状的改变。所以，基因突变对于生物体来说，有的有害，有的有利，有的既无害也无利。

通过生活中的具体事例引导学生理解抽象的概念

在学习基因突变的原因时，教师引用癌症的病例，介绍癌症的形成是体细胞发生基因突变的结果，然后让学生列举生活中的事例，归纳哪些因素会导致基因突变。例如，射线(X射线、紫外线、γ射线等)容易引发癌症，在强烈的日光下暴晒，容易导致皮肤癌,(这时可以趣味设疑,为什么要用防晒霜呢?);据报道，在医院放射室工作的医生容易患癌症;前苏联的切尔诺贝利核电站发生核泄漏时，核电站周围的居民得癌症的几率大大增加。

以设问和讨论的形式引导学生思考基因突变和基因重组的'意义基因突变和基因重组的意义是教学中的难点。为了理解基因突变是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料，教师引导学生思考下列问题。基因突变能产生新的基因吗?这些新的基因产生的新性状对生物的生存有什么意义(有利还是有害)?自然环境会选择哪些个体生存下来?通过这些设问，使学生理解基因突变最重要的特点是产生了新的基因，原来的基因和新的基因所表达的性状为自然环境提供了选择的材料。基因重组尽管不能产生新的基因，但可以产生不同的生物性状组合，产生新的基因型。所以说，基因重组为生物的进化提供了可供选择的材料。

以填表的形式引导学生对比和总结

在教学结束时，可将基因突变和基因重组进行列表总结，其中的总结内容可由学生讨论回答。

基因突变

基因重组

8.引导学生讨论完成课后作业

9.由学生小组代表来再次简要总结本节知识点

10.教学反思

本节课，怎样在原来的基础上引导学生对基因突变和基因重组的理解进入一个新的平台是本次教学思考的主要问题。在对教学资源进行整合的基础上，立足课本，实现对知识的深化和拓展是主要的指导思想。在学习基因突变时，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。同样在学习基因重组的过程中采取了新的尝试，让学生根据文字，结合减数分裂的相关知识学习，在自己摸索的过程中实现外界知识的内化。

11.参考资料

镰刀型细胞贫血症

镰刀型细胞贫血症是20世纪初被人们发现的一种遗传病。1910年，一个黑人青年到医院看病，他的症状是发烧和肌肉酸痛。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。镰刀型细胞贫血症主要发生在黑色人种中，在非洲黑人中的发病率最高，在意大利、希腊等地中海沿岸国家和印度等地，发病人数也不少，在我国的南方地区也发现有这类病例。

1928年，人们就已经了解到镰刀型细胞贫血症是一种遗传病。后来证实，它是一种常染色体隐性遗传病。1949年，一位曾经两次获得诺贝尔奖的美国著名化学家鲍林(L.C.Pauling)，在美国的《科学》杂志上发表了题为《镰刀型细胞贫血症──分子病》的研究报告。他在文章中写道：“在我们的研究开始之时，有证据表明红细胞镰变的过程可能是与红细胞内血红蛋白的状态和性质密切相关的。”鲍林将正常人、镰刀型细胞贫血症患者和镰刀型细胞贫血症基因携带者的血红蛋白，分别放在一定的缓冲溶液中进行电泳，发现正常人和患者的血红蛋白的电泳图谱明显不同，而携带者的血红蛋白的电泳图谱，与由正常人的和患者的血红蛋白以1∶1的比例配成的混合物的电泳图谱非常相似。鲍林推测镰刀型细胞贫血症是由于血红蛋白分子的缺陷造成的。

正常的血红蛋白是由两条α链和两条β链构成的四聚体，其中每条肽链都以非共价键与一个血红素相连接。α链由141个氨基酸组成，β链由146个氨基酸组成。镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋