楊勇

摘 要 以新聞視頻素材創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；合作探究鐮刀型細(xì)胞貧血癥的患病原因，自主書寫四個(gè)不同基因片段的轉(zhuǎn)錄和翻譯產(chǎn)物，進(jìn)一步構(gòu)建基因突變的概念；以具體案例和資料分析的形式，合作學(xué)習(xí)與交流展示，來突破基因突變對(duì)生物性狀的影響、遺傳特點(diǎn)、原因和意義。

關(guān)鍵詞 基因突變 自主構(gòu)建 素材分析 生物學(xué)教學(xué)

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

1 教材分析

“基因突變”是人教版教材《必修2·遺傳和進(jìn)化》第五章第一節(jié)“基因突變和基因重組”中第1課時(shí)的內(nèi)容，主要介紹了基因突變的概念、原因、特點(diǎn)和意義。本節(jié)內(nèi)容是在學(xué)生學(xué)習(xí)了生物的遺傳規(guī)律和伴性遺傳以及基因的本質(zhì)和基因的表達(dá)基礎(chǔ)上，引入生物的可遺傳變異內(nèi)容，突出了生物變異的根本來源——“基因突變”，也為后面育種方式和生物進(jìn)化的學(xué)習(xí)做好鋪墊。

2 教學(xué)目標(biāo)

2.1 知識(shí)目標(biāo)

概述基因突變的概念含義；闡述基因突變的原因；舉例說明基因突變的特征；概述基因突變的意義。

2.2 能力目標(biāo)

在自主構(gòu)建基因突變概念過程中，提高歸納總結(jié)的能力；在探究基因突變對(duì)生物性狀影響過程中，提高分析問題和解決問題的能力。

2.3 情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)

通過基因突變的誘發(fā)因素的學(xué)習(xí)，建立起健康的生活方式。

3 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

3.1 教學(xué)重點(diǎn)

基因突變的概念和原因；基因突變的特征。

3.2 教學(xué)難點(diǎn)

基因突變對(duì)生物性狀的影響；基因突變的原因和意義。

4 教學(xué)過程

4.1 播放新聞視頻，激發(fā)興趣，導(dǎo)入新課

教師播放神州飛船上天和“太空南瓜”的視頻素材片段，引導(dǎo)學(xué)生思考：隨飛船攜帶的是普通南瓜休眠的種子，還是萌動(dòng)的種子？它們?cè)谔罩惺艿搅耸裁匆蛩氐挠绊?？由普通南瓜的種子發(fā)育為太空南瓜是因?yàn)槭裁窗l(fā)生了改變？回到地面種植后得到的都是這樣的“太空南瓜”嗎？

設(shè)計(jì)意圖：通過給學(xué)生以視覺刺激的視頻片段創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，使學(xué)生產(chǎn)生探究欲望。

4.2 分析教材實(shí)例，合作探究，構(gòu)建概念

教師通過PPT展示正常人的紅細(xì)胞和鐮刀型貧血癥患者的紅細(xì)胞圖片，結(jié)合所學(xué)的知識(shí)引導(dǎo)學(xué)生觀察兩種紅細(xì)胞中血紅蛋白的不同，然后用PPT展示正常的血紅蛋白分子和異常的血紅蛋白分子中部分氨基酸的序列。要求學(xué)生結(jié)合教材P65的密碼子表，小組合作完成鐮刀型細(xì)胞貧血癥病因圖解（圖1），并相互交流展示。在此基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步分析探討：鐮刀型細(xì)胞貧血癥的直接原因和根本原因、基因突變的時(shí)間。

教師利用4個(gè)基因的片段素材（圖2），引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)小組合作寫出：以a鏈為模板轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA堿基組成；翻譯形成的多肽鏈上的氨基酸組成。學(xué)習(xí)小組相互展示后，探討：2號(hào)與1號(hào)相比堿基對(duì)發(fā)生的變化？3號(hào)與1號(hào)相比堿基對(duì)發(fā)生的變化？4號(hào)與1號(hào)相比堿基對(duì)發(fā)生的變化？在此基礎(chǔ)上，師生總結(jié)出基因突變的概念。同時(shí)教師要求學(xué)生思考：是否發(fā)生在DNA上任意部位堿基對(duì)的增添、缺失、替換都屬于基因突變？

設(shè)計(jì)意圖：通過學(xué)生相互合作，共同思考，增強(qiáng)了凝聚力。并且這樣既復(fù)習(xí)了已學(xué)過的知識(shí)，又在分析鐮刀型細(xì)胞貧血癥這一實(shí)例的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生自主構(gòu)建了新的知識(shí)——基因突變的概念。

4.3 分析具體案例，問題引導(dǎo)，突破要點(diǎn)疑點(diǎn)

教師提供自己收集的案例素材，設(shè)計(jì)系列環(huán)環(huán)緊扣的問題，層層深入，引導(dǎo)學(xué)生自主探究：基因突變是否一定或?qū)е律镄誀畹母淖?？基因突變是否都能傳遞給后代？誘發(fā)基因突變的原因有哪些？我們應(yīng)該擁有怎樣的健康生活方式？

案例材料：

材料1：已知血紅蛋白是由早幼紅細(xì)胞產(chǎn)生的，鐮刀型細(xì)胞貧血癥產(chǎn)生的原因是早幼紅細(xì)胞中第11號(hào)染色體（每個(gè)人有兩條即為一對(duì)同源染色體）上血紅蛋白基因發(fā)生突變所致，正?；?yàn)锳，突變后的基因?yàn)閍。

材料2：有甲、乙、丙三個(gè)人，因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境長期接觸放射性物質(zhì)，甲患鐮刀型細(xì)胞貧血癥，乙、丙不患病，現(xiàn)檢測(cè)這三人早幼紅細(xì)胞中第11號(hào)染色體上血紅蛋白基因，發(fā)現(xiàn)甲、乙、丙三人的基因都發(fā)生了突變（如圖），但檢測(cè)這三人的精子中第11號(hào)染色體上的該基因都未發(fā)生突變。

問題設(shè)置：

① 甲的基因型是什么？乙和丙發(fā)生了基因突變?yōu)槭裁床换疾。?/p>

② 這三人所發(fā)生的基因突變都可以傳遞給后代嗎？

③ 材料中誘發(fā)基因突變的因素是什么？誘發(fā)基因突變的因素還有哪些？基因突變一定有外界因素的誘導(dǎo)嗎？

④ 舉例說出我們應(yīng)擁有哪些健康的生活方式？

設(shè)計(jì)意圖：聯(lián)系具體案例，讓學(xué)生用學(xué)到的知識(shí)來分析，鼓勵(lì)學(xué)生相互合作，積極思考，通過小組討論得出結(jié)論，既能對(duì)需要掌握的要點(diǎn)疑點(diǎn)印象深刻，又能培養(yǎng)學(xué)生良好的語言表達(dá)能力，還能適時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行健康的生活方式引導(dǎo)。如學(xué)生們各抒己見，提出了：夏天外出涂防曬霜；避免喝反復(fù)沸騰水；少用電腦手機(jī)；少吃油炸的東西等健康的生活方式。

4.4 呈現(xiàn)有效資料，提取信息，總結(jié)特點(diǎn)和意義

教師在課前布置相應(yīng)的任務(wù)，要求學(xué)生上網(wǎng)收集與基因突變有關(guān)的材料。課前，教師經(jīng)過篩選，挑出其中與學(xué)習(xí)目標(biāo)有關(guān)的信息，通過材料卡片呈現(xiàn)給各小組，以小組為單位，讓學(xué)生從中提取信息，總結(jié)基因突變的特點(diǎn)以及基因突變的意義。

資料呈現(xiàn)：

資料1：1935年，美國科學(xué)家聯(lián)合英國科學(xué)家在非洲大陸對(duì)11 270種植物進(jìn)行了檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在過去的7年間，98.7%的植物都曾發(fā)生過突變。但就其中任何一種植物而言，在自然狀態(tài)下，發(fā)生一次變異的概率為1/1 988。

資料2：基因突變可以發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期，可以發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)不同的DNA分子上，也可發(fā)生在同一DNA分子的不同部位。

資料3：經(jīng)誘變處理的玉米的籽粒有紫色、白色、黃色，突變率是4×10-10；紅色玫瑰花種子經(jīng)過誘變種植出的花有白色黑色等多種顏色，突變率是3×10-9。經(jīng)誘變處理的黑色家鼠產(chǎn)生的子代有灰色有白色突變率是5×10-9。

資料4：基因突變可能破壞生物體與環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系，而對(duì)生物有害（例如鐮刀型細(xì)胞貧血癥的產(chǎn)生），但有些突變也可能使生物產(chǎn)生新的性狀，適應(yīng)改變的環(huán)境，獲得新的生存空間。有學(xué)者研究表明，基因突變對(duì)生物適應(yīng)性的影響并不是非益即害或非害即益的，大量的基因突變是中性的，自然選擇對(duì)這些基因突變不起作用。

資料5：椒花蛾有兩種體色淺色（aa），黑色（AA、Aa），19世紀(jì)工業(yè)革命之前，淺色的地衣覆蓋在樹干和巖石上，相對(duì)于這種淺色的背景，淺色是保護(hù)色，黑色蛾子很容易被鳥類捕獲。這時(shí)黑色的椒花蛾在英國很少見。黑色蛾子很難將黑色基因傳遞給下一代。到了19世紀(jì)之后，工業(yè)污染殺死了大部分地衣，暴露出深色的樹皮，黑色成為保護(hù)色，這時(shí)淺色的蛾子存活率明顯低于黑色蛾子，黑色蛾子多了起來。

設(shè)計(jì)意圖：通過小組合作分析與展示，學(xué)生相互交流，補(bǔ)充完善，自主總結(jié)出基因突變的特點(diǎn)（普遍性、低頻性、隨機(jī)性、不定向性以及突變性狀的多害少利性）和意義（生物變異的根本來源、提供生物進(jìn)化的原材料），培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)信息的提取和分析歸納能力。

5 教學(xué)反思

本節(jié)課注重各類素材的運(yùn)用，如新聞視頻、教材實(shí)例、教師收集的案例、學(xué)生收集的各類相關(guān)資料等，在教學(xué)過程中，筆者避開了直接講授，而是利用素材和設(shè)置的問題，引導(dǎo)學(xué)生相互合作、自主探究，這樣既激發(fā)了學(xué)生的興趣，又促進(jìn)學(xué)生積極參與思考，自主構(gòu)建了基因突變的概念，解決了以下一系列要點(diǎn)和疑點(diǎn)基因突變是否都引起性狀的改變？基因突變是否都能傳遞給后代？哪些因素能引起基因突變？基因突變有哪些特點(diǎn)？基因突變有什么意義？這樣的教學(xué)取得了較好的教學(xué)效果。但也存在著不足之處，如“太空南瓜”新聞視頻的引入與鐮刀型細(xì)胞貧血癥的實(shí)例分析之間缺乏一定的連貫性；由于本節(jié)中涉及的素材資料較多，而學(xué)生可能還未完全習(xí)慣這種教學(xué)模式，開始時(shí)進(jìn)程顯得略微緩慢。

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