《基因突变和基因重组》教学案例
一、课标要求
由基因突变、染色体变异和基因重组引起的变异是可遗传的 1、概述碱基的替换、插入或缺失会引发基因中碱基序列的改变
2、阐明基因中碱基序列的改变有可能导致它所编码的蛋白质及相应的细胞功能发生变化,甚至带来致命的后果
3、描述细胞在某些化学物质、射线以及病毒的作用下,基因突变概率可能提高,而某些基因突变能导致失控,甚至发生变异
4、阐明进行有性生殖的生物在减数过程中,染色体所发生的自由组合和交叉互换,会导致控制不同性状的基因组合,从而使子代出现变异
二、教学分析
（一）教材地位
“基因突变和基因重组”一节是新课标人教版教材高中生物必修二第五章第1节的内容，本模块的前四章学生已经学习了“基因的本质”、“基因的位置”和“基因的作用”等，基因在传递的过程中会不会发生变化？为什么会变化？变化后对后代有什么影响呢？这些问题在本章中会得到解决。本章作为前四章的延续和拓展，同时为第六章和第七章的学习奠定基础。
（二）学情分析
学生已经学习过自由组合定律、减数等内容，对于基因重组的实质已经有了一定的了解，并且也学过基因的表达，这对基因突变概念模型的建立奠定了认知基础。理性思维和科学探究作为生物学核心素养的重要组成部分，教师通过资料分析、图片展示、模型构建、合作探究等形式引导学生进行探究式的学习，深刻理解基因突变内涵和外延。
三、教学目标
1、通过实例分析、模型构建从分子水平分析基因突变发生的时间，内因，能够自主构建基因突变的概念。
2、通过实例展示和资料分析，能够说出基因突变的特点和意义，并形成正确的生活态度。 3、通过染色体的模型模拟减数过程中染色体行为的变化及对结果的分析，能够自主构建基因重组的概念、类型及意义。 重点：
1、基因突变发生的概念、原因及特点。
2、基因重组的来源以及减数第一次后期和交叉互换后对应的的基因变化图。 难点
基因突变及基因重组的意义。
四、教学方法
本节课采用了以“设疑、探究、展示、辨析、提升”为 基本结构的 “五步导学法”来完成教学目标。在教学形式上：通过资料分析、图片展示、动画演示、合作讨论、设计实验等形式来突破重难点。并借用了多媒体课件和实物投影仪来展示学生的成果！
五、学法指导
本节课中学生利用课本和多媒体课件提供的资源开展学习，运用小组讨论、综合分析、归纳对比等方法完成学习任务。在学习中充分体现学生的主体作用。
1
六、教学过程 教学环节 视频导入新课，激趣设疑 教师活动 展示“日本福岛蝴蝶发生基因突变成畸形”的视频，提问：为什么蝴蝶发生基因突变后会变成畸形？什么是基因突变呢？引出本节课题。 基因对性状的控制，依赖于基因的表达，让学生建立血红蛋白基因部分序列（-GGG CTT CTT TTT-）表达的物理模型，回忆基因对性状的控制。 学生活动 观看视频，思考讨论 设计意图 以视频为情景导入，生动且能调动学生的积极性，激发学生探究的欲望。 利用英文单词拼写错误的类比推理和模型构建，充分发挥直观教学的作用，将抽象的知识具体化，帮助学生深刻理解基因突变的概念。 探究活动1—小组合作、构建基因突变概念的物理模型 构建血红蛋白基因的表达模型 构建基因中碱基对替换的模型 运用碱基和氨基酸模型，结合课本P65密码子表 ，构建物理模型(如图所示) 英文“THE DOG BIT THE CAT”含义是“狗打了猫”，如果替换 句子中任意一个字母：如“T”换为“R”,则含义变为“狗打了车”。如果基因中发生了碱基的替换，对蛋白质的结构和功能有什么影响呢？ 去掉英文“THE DOG BIT THE CAT”中的“G”，该句话将变得毫无意义。如果基因中缺失或增添一个碱基，对蛋白质的结构和功能有什么影响呢？如果基因中缺失或增添多个碱基呢？ 展示资料：①常见突变性状②植物的个体发育过程③经诱变处理后不同颜色的种子④不同基因的突变率⑤发生突变后的性状变化图片 有人认为，自然条件下基因突变率很低，而且大多数基因突变对生物体是有害的，因此，它不可能为生物进化提供原材料。你认为这样的看法正确吗？为什么？ 在不考虑交叉互换的前提下，当只有两对同源染色体时，能产生几种配子？替换序列中任意一个碱基，完成转录和翻译的过程，并派代表上台展示。(如图所示) 构建基因中碱基对缺失或增添的模型 探究活动2—资料分析，自主总结基因突变的特点 探究活动3—批判质疑，理解基因突变的意义 先缺失或增添任意一个碱基，完成转录、翻译过程，然后改变多个碱基，对比观察对蛋白质结构和功能的影响有何不同？最后小组合作，展示结果。 通过资料分析，学生能自主总结出基因突变的特点 通过资料分析，培养学生获取信息能力、概括归纳总结能力 运用所知、所学，学生分组，展开辩论 “理不辩不明”通过辩论，激发学生思维的碰撞，加深对基因突变意义的理解。 通过构建模型，让学生直观的看到基因重组探究活动4—构建基因重组的物理模型和数学模
小组合作，运用染色体模型，模拟减数的过程，计算产生配子的种类数。 2
型 人的体细胞中有23对同源染色体，又会产生多少种配子？当考虑交叉互换时，种类又是多少？ 的两种类型，通过计算配子种类，让学生深刻理解基因重组为有性生殖的后代带来更丰富的变异。 七、多元评价、促使全面提高 在教学中，及时对学生设计的实验方案、步骤、结果及实验态度等方面进行多元化评价，促进学生的的全面提高。注意在本过程中贯穿于整个教学过程！此外，还可用巩固练习等其它方法去落实情况。 八、板书设计 一、基因重组
1.概念：①碱基替换；②碱基缺失和增添 2.特点：随机性、不定向性、低频性和普遍性
3.意义：基因重组是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要的意义。 二、基因突变
1.自由组合 2.交叉互换
九、教学反思
新课标要求我们“以提高学生的生物科学素养为生物教师之己任，教学中要面向全体学生，注重与现实生活的联系，大力倡导自主、合作、探究式的学习方式”，基于以上要求本课设计中通过引导学生建构物理模型、数学模型，将知识直观化，最终实现相关概念模型的建构。
本节课采用探究式的多媒体教学方法，充分体现学生的主体地位，使学生在问题探究中主动参与到知识形成的整个思维过程，培养主动学习能力及养成合作的习惯。
3
