5.1 基因突变教学设计-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2

基于5E教学模式的《基因突变》教学设计 1、 课程标准分析 《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》强调学生在本节课学习中要形成的三级概念分别如下： 核心概念：遗传信息控制生物性状，并代代相传。 重要概念：由基因突变、染色体变异和基因重组引起的变异是可以遗传的。 次位概念：3.3.1 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。 3.3.2 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。 3.3.3 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细胞分裂失控，甚至发生癌变。 2、 教材分析 本节为人教社新版高中生物学必修二《遗传与进化》的第五章第一节。本节内容主要包括基因突变的概念、基因突变的原因和基因突变的意义。本节的重难点是基因突变的概念。本节课在教材中起到承上启下的作用，承接学生前部分学习的基因的本质和基因的表达，同时为第六章生物进化的学习奠定基础。 3、 学情分析 （1） 知识方面 学生通过必修二前半部分的学习，对基因的本质有了清晰的认知，同时也掌握了基因通过其表达产物蛋白质来控制性状，为本节课的学习奠定了知识基础。 （2） 心理方面 高一学生的认知发展已处于形式运算阶段，具备基本的逻辑思考、讨论、合作，以及综合思维和抽象思维的能力。 （3） 交往方面 高一学生的沟通交流能力得到了提升，在面对更多元化的同学，会具有好奇心，进而去进行沟通交流。 4、 教学目标 1、 通过镰状细胞贫血的学习，学生能够概述基因突变的实质是基因结构的改变，进而识记基因突变的概念，构建结构与功能观相适应的观念。（生命观念） 2、基于对基因突变的学习，学生能够说出基因突变的原因和特点，并且能认识到基因突变的利与弊，树立辩证的观点。（生命观念、科学思维） 3、通过实例和资料的分析学习，学生能够尝试对基因突变概念进行自我建构和生成。（科学探究） 4、通过对本节课知识的学习，学生能培养正确认识生命和珍爱生命的态度，辨别相关的伪科学和迷信信息。（社会责任） 5、 教学重点 1、基因突变的概念 2、基因突变的原因 3、基因突变的特点 6、 教学难点 1、基因突变对遗传与进化的重要意义 7、 教学策略 有关于基因突变的知识更多的是教师直接进行讲授，学生比较被动，因此，本节课主要基于5E教学模式进行授课。5E教学模式强调学生在课堂中的主体性，主动进行知识的探究，课堂参与度较高，它是由吸引、探究、解释、迁移、评价5个环节组成的教学模式。相较于传统的教学模式，5E教学模式更能激发学生的兴趣，符合人的认知规律，也有利于培养学生的核心素养。 本节课结合5E教学模式，通过航天育种的情境进行吸引，之后设置两个探究活动，通过对镰状细胞贫血发生过程和基因突变的原因和特点的探究，让学生掌握基因突变的相关知识，同时也提高学生的课堂参与度。 8、 教学手段 为了更好地完成教学目标，本节课将基于5E教学模式，将通过情境教学法、问题驱动教学法和传统讲授法的有机结合，借助PPT等多媒体工具进行教学，提高学生的课堂参与度。 9、 教学过程 教学内容 教师的组织和引导 学生活动 教学意图 情境引入 【展示】神舟十三号出征的图片 【引导】从神舟七号到神舟十三号 【提问】 1、 为什么每次太空“带货”都要带种子呢？ 2、 太空育种的原理是什么呢？ 回顾以往的神舟号的新闻，思考并回答问题。 将学生置于现实生活情境问题中，并引发思考。以航天育种方面的问题创设情境，激发学生的探究基因突变的欲望，也提升学生的社会责任感。 探究 活动一 【展示】镰状细胞贫血患者体内的红细胞与正常红细胞的图片 【探究活动】镰状细胞贫血发生的原因？ 【展示】正常血红蛋白与异常血红蛋白的氨基酸结构以及密码子的结构 【提问】 1、 对比正常和异常的血红蛋白的一级结构有什么不同呢？ 2、 对比正常和异常的血红蛋白的密码子结构，存在什么不同呢？ 3、 引导分析镰状细胞贫血发生的原因？ 4、 镰状细胞贫血是否能遗传？是怎样遗传的呢？ 【展示】丝氨酸密码子图片 【问题】如果丝氨酸对应的DNA发生碱基的增添、缺失、替换，会怎么样？ 【解释】基因突变的概念 【探讨】基因突变一定会引起生物性状的改变吗？ 仔细对比图片，说出存在的不同点，进而分析镰状细胞贫血发生的原因。 基于对氨基酸密码子知识的掌握，思考碱基增添、缺失、替换之后的结果。并思考基因突变是否一定会引起生物性状的改变。 通过展示正常和异常的红细胞图片、氨基酸序列和碱基序列，从宏观到微观，让学生一步步探究理解镰状细胞贫血发生的原因。再通过探究碱基增添、缺失、替换的结果，进而掌握理解基因突变的概念。通过结合基因的本质和密码子的简并性，探究基因突变是否会引起生物性状的改变。 活动二 【讨论交流】大家有在生活中听到或看到过生活中有关基因突变原理的事件吗？ 【提问】基因为什么会发生突变呢？ 【归纳解释】诱发基因突变的原因（物理因素、化学因素、生物因素） 【展示资料】PPT展示三段关于基因突变的资料，引导讲解基因突变的特点（普遍性、低频性、不定向性、随机性） 思考回答生活中有关基因突变的实例，学习基因突变的原因；通过阅读资料，分析基因突变的特点。 通过与生活中的事件相结合，可以提高学生的生命观念，避免接触会诱发基因突变的因素。同时，学生通过分析资料，探究掌握基因突变的特点。 解释 针对每个教学活动，教师进行解释 学生用自己的语言说明探究的结果。 引导学生将引入、探究环节的经历与新的解释或概念之间建立联系，要求学生掌握基因突变的概念，同时也使基因突变的概念、特点或意义明确化和可理解化。 延伸应用 【应用】诱变育种 【提问】如果想要培育一批具有某种抗病基因的番茄优良品种，你该怎样做？ 【展示】 物理因素或化学因素处理生物→产生基因突变→筛选培育→优良品种 学生讨论思考 概念是客观对象的共同属性和本质特征在人脑中的反映，是比较抽象的。通过对概念的运用，可以让学生从运用的层面对概念加以理解。 课堂小结 通过思维导图进行课堂知识总结 结合总结，核对课堂前部分填写的表格；回顾本节课内容。 通过课堂总结，学生可以对知识进行回顾，加深记忆，同时也可以对本节课形成一个整体的认识。 评价 【习题】1、下列关于基因突变的叙述，错误的是( ) A.子代和亲代的差异都是由基因突变产生的 B.因基因的碱基发生的变化而产生的变异 C.自然发生的基因突变频率很低，但它是多方向性的突变 D. 基因突变能自发产生，也能诱导进行 【解析】A A、亲子代之间差异是由基因突变、染色体变异、基因重组和环境因素共同作用的结果，A错误； B、基因突变是指基因内部碱基对的增添、缺失或替换，B正确； C、在自然状态下生物的基因突变频率一般是很低的，而且基因可以向不同的方向突变成它的等位基因，C正确； D、基因突变能自发产生，也能人为进行，自然状态下发生的基因突变为自发突变，在人工条件下诱发的基因突变为诱发突变，D正确。 2、关于基因突变的下列叙述中，错误的是（ ） A．基因突变是指基因结构中碱基的增添、缺失或替换 B．基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的改变而发生的 C．基因突变可以在一定的外界环境条件或者生物内部因素的作用下引起 D．基因突变的突变率是很低的，并且都是有害的 【解析】D A、基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或改变，A正确； B、基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或改变，这会导致基因中脱氧核苷酸的种类、数目和排列顺序发生改变，B正确； C、引起基因突变的原因包括内因（生物内部因素）和外因（一定的外界环境条件），C正确； D、基因突变的突变率是很低的，并且大都是有害的，D错误。 故选D。 3、同无性生殖相比，有性生殖产生的后代具有更大的变异性，其根本原因是（ 　） A．基因突变频率更高 B．产生新的基因组合机会多 C．产生许多新的基因 D．更容易受环境影响而发生变异 【解析】B A、基因突变具有低频性，如果外界环境相同，其突变频率也无较大差别，A错误； B、有性生殖过程需要亲本经过减数分裂产生有性生殖细胞，在减数分裂过程中非同源染色体自由组合，发生基因重组，从而产生多种类型的生殖细胞，产生新的基因组合机会更多，B正确； C、有性生殖产生的后代会产生新的性状，但这并不是后代具有更大变异性的根本原因，C错误； D、环境因素对两种生殖方式变异的影响没有差别，D错误。 故选B。 学生思考完成练习 学生通过练习，可以巩固本节课所学知识，对基因突变的概念、产生原因、特点进行巩固记忆。 学科网（北京）股份有限公司 $$