5.1 基因突变 教学设计（表格式）

《基因突变》教学设计
课型：新授课
1 教学内容分析：本节是人教版生物必修 2《遗传与进化》的第五章《基因突变及其他变异》的第一节内容。其设计思路“创设情景—问题任务—分析原因—理解意义 ”遵从了从现象到本质、从宏观认识到微观探讨的认知逻辑。本节先从基因突变的实例入手，分析基因突变的本质特征及产生的原因、进而理解基因突变的意义。整节的安排符合学生的认知逻辑，有利于教师进行教学。
2 学习者分析：生物的变异现象对于学生而言并不陌生。学生在初中阶段已经了解了生物的变异首先与遗传物质有关，其次与环境有关，本节包含了可遗传变异中的基因突变和基因重组，这节课的重点和难点主要集中在基因突变这个知识点，教师应通过多种途径，加深学生对概念内涵和外延的认知,帮助学生理解基因在传递过程中发生内在和外在的变化过程对生物性状的影响。
3 学习目标： （1）通过对镰状细胞贫血形成原因的分析，阐明基因突变的概念、原因及意义。（生命观念、科学思维、社会责任） （2）通过分析癌症发生的原因和特点，认同癌症的危害和预防措施（社会责任）
4 学习重、难点： 【重点】 （1）基因突变的概念、原因及特点。 （2）细胞癌变的原因及癌细胞的特点 【难点】细胞癌变的原因
5 教学过程：
环节 教学过程 设计意图
新课导入 我国早在 1987 年就利用返回时卫星进行航天育种：将作物种子带入太空中，利用太空中的特殊环境诱导基因发生突变，然后在地面选择优良品种进行培育。图片展示我过航天育种的成果。那什么是基因突变？我们一起从它的发现来看。 通过我国航天育种的事实激发学生学习兴趣，提升文化自信。
任务一：基 因突变的概念 教师活动 1 ：讲授并出示资料 资料 1 ：1910 年,一个黑人青年到医院看病,他的症状是发烧和肌肉疼痛,经过检查发 现, 他的红细胞不是正常的圆饼状,而是弯 根据三个资料，基于中心法则，在已有知识的基础上合作探 究，从性状→蛋白质
曲的镰刀状。后来人们把这种病称为镰状细胞贫血。 资料 2 ：1949 年，美国化学家鲍林将镰状细胞贫血患者和正常人的血红蛋白分别进行电泳，结果如图。 资料 3 ：1956 年，英格拉姆等科学家用酶将正常血红蛋白和镰状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明显不同，谷氨酸被缬氨酸取代。 思考： 根据中心法则，思考发生镰刀细胞贫血的原因并完成 P81 的思考讨论。 学生活动 1 ：合作讨论并完成以下内容 教师活动 2：给出已学实例：皱粒豌豆的形成和囊性纤维病中基因的变化情况，思考基因突变包括哪些类型？ 学生活动 2 ：总结基因突变的概念：DNA分子中发生碱基的替换、增添和缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫做基因突变。 教师强调：若发生在 DNA 的不具有遗传效应的片段中时，不属于基因突变。 →mRNA →基因认识到碱基替换引发基因突变。 用已学实例为学生搭建脚手架，让学生总结基因突变的概念，明确概念的内涵和外延。培养学生的总结归纳能力。
任务二：基因突变的实例：细胞的癌变 教师活动 3 ：癌症的发生也和基因突变有 关，结肠癌是一种常见的消化道恶性肿瘤。下图是解释结肠癌发生的简化模型用以说明结肠癌发生的原因，结合 P82 页的内容，讨论完成以下问题： 1.从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么？ 2.健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？ 3.根据图示推测，癌细胞与正常细胞相比，具有哪些明显的特点？ 通过出示图片和文 字，学生自主学习和讨论相结合，认识到癌变细胞的特点和内在原因，培养学生的合作精神、探索精神。
学生活动 3 ：思考讨论以上问题并回答展示。 教师总结：癌症发生的原因是原癌基因和抑癌基因的积累突变。 与社会的联系：结合教材内容和个人生活经验，思考生活中哪些因素或行为会导致癌症发生？这些外在因素和原癌基因、抑癌基因的突变有什么关系？ 师生总结：癌症发生的外因：致癌因子的影响引起原癌基因和抑癌基因突变。 通过与社会的联系，将癌症发生的内因和外因联系起来，培养学生健康生活、珍爱生命的理念，并成为家庭社会潜在的宣传科普员，培养社会责任感。
任务三：基因突变的原因 教师活动 4 ：要求学生自主阅读教材 P83-1和楷体字，总结出基因突变的原因和特点。 学生活动 4 ：总结基因突变的原因和特点。教师补充引导学生辨析物理、化学和生物因素引发基因突变的机理。这些诱变因素可以应用于育种，引导思考航天育种的原理是什么？ 该部分内容很简单，前面致癌因子的思考为该部分内容学习做了铺垫，学生通过自主学习能达成该目标，并理解基因突变外因和内因的关 系。 与开头的航空育 种相呼应，学生进一步思考学习基因突变在现实中有什么用，学以致用、严谨务实。
任务四：基因突变的意义 教师活动 5：出示资料，思考 1.基因突变是有害的还是有利的？ 资料：镰状细胞贫血主要流行于非洲的疟疾高发地区。具有一个镰状细胞贫血突变基因的个体（即杂合子）在氧含量正常的情况下，并不表现出镰状细胞贫血的症状，因为该个体能同时合成正常和异常的血红蛋白，并对疟疾有较强的抵抗力。 思考 2：镰状细胞贫血基因突变了之后是新的基因吗？ 学生活动 5：回答问题并总结基因突变的意义。 基因突变的意义学生不易和进化联系起 来，且存在基因突变都有害的错误前概 念，教师给出补充实例，学生结合前面易于理解基因突变的意义，突破了难点。并有利于学生形成辩证思考的科学思维。
课堂总结及板书
课后作业 练习册相关内容
6 教学反思
本节课内容较为抽象，从微观层面说明基因突变的概念。基于事实帮助学生理解基因突变的概念，帮助学生理解重要概念：基因突变、基因重组引发的变异是可以遗传的，进而对大概念遗传信息控制生物性状，并代代相传有更深层次的理解。通过丰富的事实情境突破分子层面的抽象概念学习，注重在学生的学习基础上发展。在学生学习基因突变这一概念时，并不是简单粗暴的直接给定学生概念，而是通过镰状细胞贫血、皱粒豌豆的形成和囊性纤维病这些例子背后的形成机制分析，总结说明“基因中碱基的替换、插入或缺失会引发基因突变中碱基序列的改变 ”，通过具体的事实例证帮助学生理解概念，并对“基因突变可能会导致基因所编码的蛋白质及相应的蛋白质及相应的细胞功能发生改变，甚至带来致命的后果 ”这一概念进行从分子水平到细胞水平，进而到性状这一个体水平的层进式理解。通过教材真实情境结肠癌的发生机制分析，缪勒发现 X 射线可以提高突变率，太空蔬菜的培育等，引导学生联系生活，概括总结出基因突变的外在原因，教师出示紫外线及碱基类似物引发基因突变过程的图片，引导学生分析基因突变外因和内因之间的关系，建立内在的知识联系，突破重难点。 课堂重视生物学学习和课程思政的紧密结合。例如开始我国航天育种成果的展示激发学生的爱国情怀，增强文化自信，并发展科技强国的理念；癌症发生与生活行为、生活因素相联系，培养学生健康生活、珍爱生命的理念，并成为家庭社会潜在的宣传科普员，培养社会责任感；关于基因突变是否一定有害的思考，有利于学生形成辩证思考的科学思维。