_基因突变_一节的教学设计_王国荣

“基因突变”一节的教学设计
王国荣（江苏省常州市北郊高级中学213031）
摘要以图片等材料创设情境组织教学，尝试引导学生形成基本的生物学探究方法和思想；通过基因结构片段的分析及相关基因片段的表达，引导学生形成并理解基因突变的概念。

关键词基因突变基因片段教学设计
1教材分析
人教版高中生物学教材《遗传与进化》第5章第1节“基因突变和基因重组”中的“基因突变”，是继2、3、4章中关于基因和染色体的关系、基因本质、基因的表达等内容后，对基因突变的实例分析、概念、原因和特点等提供的知识支持，是遗传学的核心概念之一。

由于基因突变与生物变异、生物进化密切相关，也是学习“从杂交育种到基因工程”和“现代生物进化理论”的重要基础。

其中，基因突变发生的概念、原因及特点是教学重点；阐明基因突变的概念和意义涉及微观水平上DNA分子结构的改变，比较抽象，是教学难点。

教学中可遵循学生的认知规律，选用实例镰刀形贫血症，由现象到本质，追本溯源，引导学生理解基因突变的根本原因；尝试基于学生已有的经验，设计问题冲突，引导学生分析和归纳，形成概念。

2教学目标
2．1知识目标概述基因突变概念；分析基因突变发生对遗传信息及其控制的蛋白质合成（性状）的影响；说出诱发基因突变的原因、特点及意义。

2．2能力目标基于图片信息用文字相对严密的描述基因突变的发生机理。

借助对问题的思考和示意图的观察分析，学会判断和推理。

2．3情感态度价值观目标通过引起基因突变的外部原因和实例的分析，学会选择正确的生活态度，认同正确的行为习惯；认同基因突变对生物多样性形成的积极意义。

3教学过程
3．1实例分析，构建相关背景知识网络利用亲子图片创设问题情境，引导学生分析遗传发生的根本原因及其机理（遗传信息的传递和表达）。

创设认知冲突性问题，提问：你与父母是不是很相像？如果不像，其中原因是什么？引导学生从亲缘关系和变异两个角度加以分析，并给出变异概念。

就亲子鉴定而言，提问：亲子鉴定为什么查DNA？引导学生总结：DNA的结构本质主要指它的特定的碱基排列顺序。

即使是亲子关系，有很多性状不同（原因是什么？）引导学生联系遗传物质DNA，包括基因、基因型以及基因的载体染色体等多方面，阐述自己观点（假说）：基因（DNA）本身改变、基因型等改变，可以改变生物性状。

教师结合学生回答情况加以汇总或者再提供一些已知实例。

设计意图：通过实例引导学生分析遗传发生的机理，即亲子性状相似的背后是由于DNA（基因）的复制和表达。

利用亲子鉴定问题，帮助学生回忆DNA的结构，揭示其结构本质。

即DNA的结构本质就是一段特定的碱基排列顺序，为学生理解基因突变是基因结构改变做铺垫。

利用遗传的分析方法和基本思想，帮助和引导学生对变异原因提出观点，形成假说。

3．2问题引领，揭示基因突变本质DNA（基因）自身改变可导致性状改变，有没有相关研究佐证？展示基因突变的实例———镰刀形贫血症的研究历史。

提问：从镰刀形贫血症的形态，到血红蛋白，进而到氨基酸，为什么会最终追踪到基因？什么是基因突变呢？（展示镰刀形贫血症相关图片）
设计意图：让学生形成两个基本认识：第一，生物学现象都有其物质基础；第二，性状改变，直接原因是蛋白质问题，根本原因是由DNA（基因）决定。

通过问题驱动学生逐步形成基因突变概念。

3．3机理分析，促进基因突变概念形成由镰刀型细胞贫血症的科学史引导学生发现该病探究历程：红细胞的形态→血红蛋白→氨基酸→基因。

通过镰刀形贫血症的图解，揭示基因突变本质。

同时，引导学生猜想间期容易发生基因突变的原因。

进一步提出，是不是所有的突变类型都与镰刀形贫血症一样，由碱基改变导致？教师展示基因突变的碱基缺失和增添情况。

引导学生得出基因突变概念，并提出基因突变是一种基因的结构改变。

提问：基因的碱基改变、缺失和增添为什么会导致基因的结构改变？基因突变会不会引起遗传信息、蛋白质合成也改变？教师展示几个序列片段（包括氨基酸改变和不变的），让学生查找密码子表，得出相应结论，继而要求学生给基因突变下个相对完整的概念。

尝试提问：如果发生了基因突变，生物个体性状一定会发生改变吗？由基因突变产生的变异能不能传给自己后代？
设计意图：由特殊到一般，根据特例的分析引导学生回忆基因指导蛋白质合成有关知识，帮助学生形成基本的生物学思想。

将抽象的概念，通过图片使之显
利用讲台上的物品讲解高中生物学难点知识
余幼芳（浙江省宁波市余姚第二中学315400）
在高中生物学的教学中，学生对某些抽象概念、微观的生理活动的理解是一个难点所在。

教学中利用讲台上的物品来演示某些抽象微观的知识，对此学生喜闻乐见，达到了较好的预期教学效果。

1氨基酸、肽链、肽键间的数量关系
假设一支粉笔为一个氨基酸，一支粉笔一头和另一支粉笔一头接触点代表肽键。

教师拿起一支粉笔问，一个氨基酸能形成肽链吗？学生回答不能形成肽链，因为没有肽键。

两个氨基酸呢？三个氨基酸呢？当教师拿起四支粉笔时，学生很容易就想到有两种情况：一种是四支粉笔连成一条肽链，形成三个肽键；另一种是两两连接形成两条肽链，两个肽键。

这样学生就能理解氨基酸数=肽链数+肽键数。

2噬菌体侵染细菌的过程
假设一支水笔为噬菌体，粉笔盒（内有长长短短的粉笔代表细菌内的物质）代表细菌。

水笔笔套代表噬菌体的蛋白质外壳，吸附在粉笔盒表面，水笔笔芯代表噬菌体的DNA。

DNA进入到粉笔盒内后作为模板，利用细菌内的物质来合成新的子代噬菌体，一段时间后细菌破裂释放出多个一模一样的代表子代噬菌体的水笔。

通过这种“直接粗暴”的动态模拟演示，学生很容易就能理解这个微观静态的难点知识，而且后面讲到为什么离心前要进行搅拌以及细菌培养的时间不能过长等内容时，学生就很容易理解了。

3蛙坐骨神经腓肠肌标本
假设鼠标代表腓肠肌，电源线代表蛙的坐骨神经。

神经是由许多神经纤维被结缔组织包围而成的，相当于电源线是由许多的小电线被绝缘材料包围而成。

在蛙的坐骨神经上给一个适当强度的电刺激，腓肠肌便会产生收缩。

这说明，在刺激部位产生了神经冲动，冲动是可以传播的，当神经冲动传播到神经末梢后，再从末梢传到肌肉，才能引起肌肉的收缩。

通过这样的演示，学生既能通过类比理解神经和神经纤维的关系；也能直观形象的理解冲动是可以传播的；理解神经和肌肉是两种不同的组织，为后面讲解神经肌肉接点即突触埋下伏笔。

4细胞系、细胞株、克隆培养法
假设不同颜色、长短不一的粉笔为各种不同的细胞，粉笔盒则为培养瓶。

那么取几根不同颜色、长短不一的粉笔可代表原代培养物，则粉笔盒内各种颜色、不同长度的所有粉笔则可看成是细胞系。

细胞株是通过一定的选择或纯化方法，从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞，一般具有恒定的染色体组型、同工酶类型、病毒敏感性和生化特性等。

根据概念，则可以将所有同一颜色或所有相同长度的粉笔看成是细胞株。

而克隆培养法是指把一个单细胞从群体中分离出来单独培养，使之繁衍成一个新的细胞群体的技术。

可把颜色相同、长短一致的所有粉笔看成是由克隆培养法获得的，所以克隆培养法获得的细胞形成了细胞株。

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性化，帮助学生形成概念。

结合基因突变的结构、遗传信息、蛋白质的氨基酸序列等变化分析，帮助学生理解基因突变的内涵。

3．4热点关注，就诱因和突变方式形成个人判断联系关于癌变的已学知识，展示某地丢失放射源事件、某报对“中国东部滨海经济带癌症村现象调查”和切尔诺贝利生物变异现象等相关材料，归纳突变的诱因和常见方式。

设计意图：关注生活，帮助学生形成科学的生活习惯和一定的价值取向，具备基本的科学素养及价值观。

3．5材料展示，引导学生归纳突变特点提供白化苗、白化龟和多指几种突变生物图片；展示基因突变有关材料：可发生在生物个体发育任何时期；可以发生在不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位上；控制小鼠毛色的灰色基因（A+）可以突变成黄色基因（A Y），可以突变成黑色基因（a）。

课件展示几种常见生物的基因突变率、玉米子粒基因的自然突变率，由学生总结并说出基因突变的特点。

设计意图：应用图表训练利用材料、解读材料形成概念的基本能力，帮助学生解读文本，内化知识。

3．6基因突变的意义和应用解读教材中涉及的新基因、根本来源和进化的最初原材料等知识内容。

提出：只有出现新性状的个体才能适应不断变化的环境，而新性状的出现由新基因决定。

此外，对诱变育种过程和实例略作补充介绍，要求学生就人工诱变育种或太空育种常用萌发的种子做出解释。

设计意图：从新性状与环境的关系以及诱变育种等知识加以补充性阐述，对教材进行整合，并对突变原因和相关知识加以整合运用，提升学生对基因突变的意义和应用的认识。

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