20072007 年课程改革生物教学优秀教案年课程改革生物教学优秀教案评比评比课题课题 基因突基因突变变 南京市雨花台中学南京市雨花台中学蒋勇蒋勇2007-11-30苏教版苏教版必修必修 2 22基因突变和基因重组基因突变和基因重组第一课时的教案第一课时的教案一、教学目标一、教学目标 知识方面知识方面 1.举例说明基因突变的特征和原因（B：理解） 2.说出基因突变的意义（A：了解） 能力方面能力方面 1通过观察正常红细胞与镰刀型红细胞的结构特点，训练学生的观察和比较能力。通过发 挥媒体的直观功效，培养学生的观察、探究能力。 2通过利用学生生活经验的创设，结合新知识培养学生的类比迁移能力。 3通过对镰刀型细胞贫血症病因的讨论分析，使学生通过“材料比较归纳”的方式来 获得基因突变的概念并培养学生的合作交流能力。 情感态度与价值观方面情感态度与价值观方面 1 通过引导学生对镰刀型细胞贫血症病因的分析，让学生体验基因突变概念的形成过程。2 通过对基因突变原因及特点的逻辑论证过程，不但可以使学生懂得生物界丰富多彩的 本质，还可以对学生进行辩证唯物主义的思想教育。 3 通过基因突变与生活的联系，使学生能形成关爱生命，热爱生命的态度。 二、教学重难点分析二、教学重难点分析 1 1、教学重点：、教学重点： （1）基因突变的概念及特点 （2）基因突变的原因 2 2、教学难点、教学难点 基因突变的概念和意义 三、教学设计思路三、教学设计思路 1.1.理论依据 （1） 奥苏伯尔关于概念形成的学习理论 生物概念是人们对生物及生理现象本质特征的认识。正确的生物概念,既是生物学知识 的组成部分,又为获得更系统的生物学知识奠定基础。奥苏伯尔认为学生获得概念主要有两 条途径:概念形成和概念同化。概念形成:由学生从大量的同类事物或现象的不同例证中独 立发现共同的本质特征,用归纳的方式抽取出一类事物的共同属性，从而获得某些概念。 是获得概念的初级形式。概念同化:学生利用认知结构中原有的有关概念学习新概念的方式,是 获得概念的主要形式。 生物学概念是生物学科思维的基本单位，是组成生物学学科知识的基本单位，概念教 学 是中学生物教学的主要内容。 基因突变和基因重组这节课中的基因突变和基因重组就 是遗传学中的两个重要概念，概念的形成是从感性认识上升到理性知识，将外部言语转化 成内部言语的思维过程，所以在教学过程中要给学生提供丰富的感性材料，以进行观察、 比较以及联系实际唤起学生原有的知识经验和生活体验学习，为进一步对原型的抽象和概 括提供条件。由于学生头脑中没有用以同化基因突变这个新概念的相关知识，所以本节课 关于基因突变的概念教学采用以概念形成方式进行教学。 （2 2）建构主义学习理论）建构主义学习理论3建构主义认为：在教学中应是以学生为中心，在整个教学过程中由教师起组织者、指 导者、帮助者和促进者的作用，利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主 动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。 在教学活动中，教材所提供的知识不再是教师传授的内容，而是学生主动建构意义的对象； 媒体也不再是帮助教师传授知识的手段、方法，而是用来创设情境、进行协作学习和会话 交流，即作为学生主动学习、协作式探索的认知工具。因此在本节课中要利用好学生身边 的事或学生的生活经验为学生创设情境，通过比较、推理和归纳的方法来理解基因突变的 概念，结合生活实例，再经过学生对问题的探究、讨论、比较归纳，总结来说明基因突变 的特征和引起的遗传效应从而构建出自己的知识结构。 （3 3）新课程标准下倡导的学习新理念）新课程标准下倡导的学习新理念 高中生物课程标准一个核心理念是倡导探究性学习，力图改变学生的学习方式， 引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、获 取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力等，突出创新精神和实践 能力的培养。生物课程中的科学探究是学生积极主动地获取生物科学知识、领悟科学研究 方法而进行的各种活动。因此学习中的探究活动不仅可以是实验活动，也可以利用生物科 学史、教材的资料、提出的问题、创建学习模型等进行探究。这些活动不一定具备实验探 究活动的全部环节，但只要促进学生思维活动，那么这些学习过程就具有探究性。在本节 课中，教材不仅提供了“积极思维”这样的能引导学生探究的好素材，同时也给学生提供 了如解读图表、分析数据、举例描述等多种的探究活动，使学生能够形成对基因突变问题 的解释或结论，并通过讨论和交流，进一步澄清事实、发现新的问题，对问题进行更深入 的研究。 2.2.教学程序设计教学程序设计 首先用一个学生学习中会出现的一个实际问题创设境来引入新课，然后从实例入手， 通过设计积极思维活动，来引导学生对镰刀型细胞贫血症的分析，让学生归纳基因突变的 概念。然后在教师的引导下，不断地提出新问题让学生讨论、质疑，在师生的对话中让学 生理解基因突变的原因和类型。接着通过由学生举例并自学教材内容来归纳基因突变的特 点和重要意义。最后，通过引导学生以概念图的方式对本节课中的重要概念进行知识构建， 使学生对基因突变的概念、时间、原因和遗传效应及突变的特征、意义等有着深入的理解， 用课堂练习对本节课的知识进行巩固训练，给学生提出一个课外继续探究的问题，使学生 能在课外有继续拓展提高的空间。这节课是对基因控制蛋白质合成的延续和延伸，创 设好教学情境是本节课的关键环节，如果能够合理创设和运用教学情境，不仅可以激发和 促进学生的情感活动，还在于激发和促进学生的认知活动和实践活动，能够提供丰富的学 习素材，更有效地教与学。43.3.教学过程流程图教学过程流程图图例：图例：创设问题情境，提出问题，导入新课学生观察、讨论、类比 DNA 复制的情况结合“积极思维” ，分析镰刀型细胞贫血症 的病因，归纳基因突变的概念通过图片材料，学生自学基因突变的特点学生举例、讨论基因突变的原因讨论基因突变的意义课堂练习反馈评价本节小结、构建概念图，课外拓展研究5教师活动 学生活动 师生活动四、教学方法四、教学方法 根据本节课的特点，学习情境设计为真实情境与问题性情境相结合的模式，采用 PowerPoint 制作的线性结构课件。教学模式为“材料分析比较归纳讨论总结”的 模式。 五、教学资源五、教学资源 苏教版高中生物教材必修 2 遗传与进化 ；多媒体课件；图片图表及文本资料 六、教学过程六、教学过程 教学内容教师活动学生活动教学意图一、基因突变的概念镰刀型细胞贫血症的病因是什么？创设问题情境 ，在幻灯片上展示：三位同学在抄写英语句子“THE CAT SAT ON THE MAT”时，分别抄成了“The kat sat on the mat” ， “The hat sat on the mat” ，“The cat on the mat” 。请将抄写的句子与原句进行比较，看看意思发生了哪些变化？有性生殖的生物在通过减数分裂形成配子的过程中，要进行染色体的复制，实质是遗传物质DNA 的复制，通过碱基互补配对原则，能保证 DNA 复制的准确性，使亲子代间的遗传信息保持一致。但类似抄错句子一样的错误会不会发生呢？DNA 分子携带的遗传信息将会发生怎样的变化？可能对生物体产生什么影响？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。（1）1904 年，美国的一位医生在芝加哥首次发现一名严重贫血病人的血液充满着镰刀状的红细胞，而正常人的红细胞是圆饼状的。他把这种病称为“镰刀型细胞贫血症” 。在缺氧的情况下，患者的红细胞由圆饼状变得像镰刀一样（图 416） ，严重时红细学生利用英语字典分别进行翻译，观察比较；思考句意的改变的原因是因为抄写时抄错了一个字母及抄漏了一个字母等 。学生讨论回答：完全有可能发生。分析：DNA 在复制时，由于要解螺旋而使 DNA 的双螺旋结构变得不稳定，易受到外界各种因素的影响而出现差错，DNA 分子携带的遗传信息将会发生变化，生物的性状可能会发生改变。改变的性状对生物的生存，可能有害，也可能有利。学生分析：1 病人的血红蛋白的一条多肽链发生了什么变化？2 填写出 mRNA 上的对应碱基。血红蛋白的多肽链的变化和基因变化之间有什么关系学生得出结论：控制血红蛋白的基因中的一个碱基利用多媒体的直观性，培养学生的观察能力，为学生的问题探究提供材料。利用学生生活经验创设教学情境，引导学生通过想象活动，体会类比推理的方法，提出问题，为下面的探究做准备。利用多媒体的优势进行直观性教学，培养学生的观察能力。创设情境，让学生进行问题的探究、创造讨论与交流机会。培养学生的观察能力和比较能力。6教学内容教师活动学生活动教学意图胞破裂，造成严重贫血，直至死亡。（2）科学家进一步研究发现，镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白的一条多肽链上的氨基酸组成发了变化。DNA 测序发现，决定血红蛋白的相关基因也发生了变化。这段有区别的肽段的氨基酸顺序参见教科书图 417。幻灯展示新的探讨问题，血红蛋白基因的 时，编码的氨 突变 基酸是否发生改变？这与密码子的兼并性有何关系？你认为密码子的兼并性对生物的生存发展有什么意义？当决定血红蛋白基因中的碱基缺失 1 个碱基对时，翻译成的氨基酸序列将有何变化？缺失 3 个碱基对时又会对氨基酸序列产生什么样的影响？这种变化与缺失 1 个碱基对相比，哪种对蛋白质结构的影响较大？如果是基因的某个位点增加一个碱基对，对氨基酸序列又将产生什么影响？增加 2个或 3 个呢？动画引导学生分析基因中碱基对的增添或缺失对性状的影响。教师引导学生归纳概括下列问题：DNA 分子中的碱基对发生哪些变化会引起基因发生变化？基因突变的本质是什么？教师进一步阐述：细胞分裂间期 DNA 分子复制过程中，由于外界环境或生物体内外因素的作用下，使 DNA 分子对的改变造成了血红蛋白的一个氨基酸的改变从而引起了血红蛋白结构的改变并最终导致镰刀型贫血症的发生。学生分析：学生思考回答：学生 1：如图基因中的碱基发生改变时，编码的氨基酸没有变化，原因是一个氨基酸可以由多个密码子来共同决定，这就是密码子的兼并性。这对于保证生物的稳定发展有着重要的作用。学生 2：若编码蛋白质的 DNA 的碱基序列中的碱基缺失也会导致蛋白质的结构改变；缺失 1 个碱基比缺失 3 个碱基的影响大。学生 3：若编码蛋白质的 DNA 中的碱基增添了，也会导致蛋白质结构的改变。学生概括：DNA 分子中发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起基因结构的改变叫做基因突变。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。培养学生的知识运用能力。促使学生归纳和概括，以把握基因突变的实质或内涵在于基因结7教学内容教师活动学生活动教学意图二、基因突变的原因和类型三、基因突变的特点复制发生差错，即 DNA 分子中脱氧核苷酸（碱基）的种类、数量和排列顺序发生改变，从而引起基因结构的改变，遗传信息的改变。能不能举例说明在日常生活过程中可能会产生基因突变的一些现象，人们是如何去保护的呢？能不能对产生基因突变的原因进行归纳呢？根据致变因素的来源，可以将基因突变分成几种类型？指导学生自学教材，并进行总结。给学生出示有关基因突变特点知识的幻灯片。组织学生对下列问题进行讨论：1 DNA 在什么时候容易发生突变？2 是否只有杂合子才会发生突变？纯合子能否发生基因突变？是否只有进行有性生殖的生物才会发生基因突变？进行无性生殖的生物能否发生基因突变？3 基因突变可发生在配子中，也可以发生在体细胞中，一学生思考、讨论，并举例说明：1 处于生长旺盛时期的青少年不宜长时间使用手机，防止手机辐