5.1基因突变和基因重组　教学设计案例李俊标

基因突变和基因重组教学设计案例一、教学目标的确定课程标准中与本节内容相对应的具体内容标准是：举例说出基因重组及其意义，举例说明基因突变的特征和原因。这是确定本节教学目标的主要依据。考虑到基因突变在生物进化中的重要意义，本节还将说出基因突变的意义列为教学目标，以便为第7章的学习打基础。二、教学设计思路三、教学实施的程序 教学内容 教师的组织和引导 学生活动 教学意图一、基因突变的实例 二、基因突变的原因 三、基因突变的特点四、基因重组 五、基因突变和基因重组的意义 导入：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。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？用幻灯的形式展示正常红细胞和镰刀型细胞贫血症红细胞图片。出示供学生阅读的材料。1928年，人们发现镰刀型细胞贫血症患者能将这种病遗传给下一代，并且发现该病是一种常染色体上的隐性遗传病。1949年，美国化学家鲍林将正常人和镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白，分别放在一定的溶液中电泳，发现正常人和患者的血红蛋白的电泳图谱明显不同，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。经过分析，鲍林认为镰刀型细胞贫血症是一种分子病。1956年，英格拉姆等人用酶将正常的血红蛋白和镰刀型细胞的血红蛋白在相同条件下切成肽段，通过电泳对二者进行分析，发现有一个肽段的位置不同。这段有区别的肽段的氨基酸顺序参见教科书图52。问题探讨幻灯展示“问题探讨”中的事例，并提出问题。原句：THE CAT SAT ON THE MAT错句：1.THE KAT SAT ON THE MAT2.THE HAT SAT ON THE MAT3.THE CAT ON THE MAT问题：1.请比较3个句子与原句在字母上的变化差异，以及意义上的差别。2.如果将原句想像成DNA分子，将错句想像成基因突变而形成的DNA分子，请思考基因突变有哪些类型？3.请结合镰刀型细胞贫血症的实例，尝试总结基因突变的概念。根据以上实例，教师和学生一起总结基因突变的概念。教师总结：基因突变如果发生在配子中，将会遗传给后代，发生在体细胞中的基因突变，一般是不能够遗传的。癌细胞就是体细胞发生基因突变的结果，那么，生活中有哪些因素容易引发癌症，引起基因突变呢？指导学生阅读教材中有关基因突变原因的内容。指导学生自学教材，并进行总结。指导学生回顾孟德尔自由组合定律。为帮助学生理解和记忆，可提出下列问题让学生思考：1.“基因重组”是指基因的重新组合，哪些基因可以进行重新组合呢？ 2.非等位基因为什么要重新组合呢？ 3.非同源染色体在什么时期重新组合？4.减数分裂第一次分裂后期，同源染色体和等位基因是怎样变化的？教师和学生一起总结基因重组的定义：是指在减数分裂的过程中，随着同源染色体的分离，位于非同源染色体上的非等位基因进行重新组合。引言：基因突变是广泛存在的，在前面，我们所列举的基因突变的实例都是有害的，那么广泛存在的基因突变是不是都不利于生物生存呢？基因突变有什么样的意义呢？请思考下列问题：1.基因突变能产生新的基因吗？2.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）？3.自然环境会选择哪些个体生存下来？4.基因突变对生物的进化有何意义？教师总结：基因突变是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了原材料。与基因突变相比，基因重组又有何意义呢？指导学生阅读“基因重组”中的“思考与讨论”，并回答问题。从以上计算可知，基因重组可以产生多种多样的基因组合的子代，其中有一些子代会含有适应某种环境变化的基因组合。所以说，基因重组是生物变异的来源之一，是形成生物多样性的重要原因，对生物的进化具有重要的意义。最后，教师列表总结基因突变和基因重组的本质、发生时间及原因、条件和意义等。表格见“教学策略”。 学生阅读并讨论下列问题： 1.人们是怎样理解镰刀型细胞贫血症是一种遗传病的? 2.鲍林为什么认为镰刀型细胞贫血症是一种分子病?3.根据英格拉姆等人的实验，从图中可以看出正常肽链中的哪一个氨基酸发生了什么样的突变？查阅密码子表，分别写出正常氨基酸和异常氨基酸的密码子。4.氨基酸的密码子是由DNA分子决定的，由此可以推测相应的DNA分子的碱基片段发生了什么样的变化？5.想一想，一个碱基发生变化，生物的性状就一定会发生变化吗?学生将英文句子翻译为中文。学生对比、思考和总结 学生思考、讨论，并举例说明：物理因素，在强日光下暴晒容易得皮肤癌；在医院放射室工作的医生容易得癌症，等等。 化学因素，咸菜等腌制食品必须检测亚硝酸盐的含量，亚硝酸盐含量过多可能会致癌，等等。学生自学并总结学生思考回答：（非等位基因）（因为非等位基因位于非同源染色体上，非同源染色体要重新组合）（减数分裂第一次分裂的后期）（分离） 学生思考回答 学生计算回答 学生填表、总结通过展现科学发现的过程，引导学生从现象到本质，即从性状到遗传物质的认识过程，探寻基因突变的本质。 从现象上理解遗传病。理解血红蛋白是一种大分子物质。理解蛋白质分子不同，组成蛋白质的氨基酸的种类也不同，而氨基酸的种类是由密码子来决定的。密码子的排列是由DNA分子决定的。密码子发生改变是因为DNA分子发生了改变。培养发散思维，为学习基因突变的特点做准备。 以想像和类比的形式引导学生总结基因突变的概念，并对其特点有初步的认识。 利用生活中的实例帮助学生理解基因发生突变的原因。 内容较简单，便于学生自学。 生物学中有很多名词可以通过“顾名思义”的方式进行理解学习，以问题的形式诱思导学，有助于避免学生死记硬背，加深对知识的理解。 以问题的形式引起学生思考。 通过对比，给学生以系统和相对完整的知识，并学习用表格的方式进行总结。