5.1基因突变与基因重组教学设计-2022-2023学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

1、 课程内容 授课年级 高二 授课类型 新授课 教材版本 人教版必修二 课时安排 45分钟 课程名称 第五章 第1节 基因突变和基因重组（课时1） 2、 教学分析 1、 教材分析 教材主要涉及基因突变的实例、原因和意义三个部分。首先，以镰状细胞贫血为实例，结合图文展开对基因突变原因的探究。其次，以结肠癌为例介绍细胞癌变与基因突变的关系，并于健康生活相联系。最后以文字的方式介绍基因突变的原因及其意义。 通过课标分析，要求掌握三个次位概念：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细胞分裂失控，甚至发生癌变。学生需要掌握基因突变的原因、意义和机制，并学会应用分析不同基因突变所致的病症。 在章节关系上，本节为第五章《基因突变及其他变异》的第一节课。前四章的教材内容介绍了遗传的细胞学基础、遗传的分子基础、遗传的基本规律等，使学生认识到遗传信息控制生物性状，并能代代相传。但遗传信息在代代相传的过程中是否会发生变异？产生的变异如何控制子代的性状？为了解决这些问题，就进入第五章的学习内容。本课时的学习重点在认识基因突变和基因重组，为更深入认识生物与环境相适应、生物的进化等内容打下基础，起到承上启下的作用。 从生物学核心素养方面看，教材分析镰状细胞贫血的原因时，从细胞水平到分子水平都进行分析，体现了科学研究中所采用的科学方法。细胞癌变的实例是从分子水平到细胞水平，即从分子水平阐释基因突变会改变相应的性状，利用问题支架、思考与讨论、模式图的观察等形式进行结肠癌的原因分析，帮助学生分析和归纳得出“基因水平的改变引起细胞的形态结构和功能上的改变，进而引起性状的改变”，形成结构与功能相适应的观点，体现了基因控制着生物的性状。教师可以让学生以小组为单位进行讨论，各小组获取信息、陈述观点。进行辩论，培养提取信息、整合信息、分析信息的能力，提高辩证思维能力。 2、 学情分析 3、 教学重难点 （1） 教学重点 阐明基因突变的概念，理解基因突变的机制及原因。 理解基因突变和癌症的关系，借助结肠癌典例认识细胞癌变的原因。 （2） 教学难点 理解基因突变的机制和意义。基因突变是分子水平的变化，学生难以直观地观察，需要借助一些宏观模型进行教学。同时，基因突变和进化的关系学生较为模型，难以建立起联系。 3、 教学目标 4、 教学过程 时间 教师行为 预设学生行为 设计意图 （一）情境导入 2min 介绍神舟十六号载人飞船成功发射，跟随其一同飞天的还有来自山东、陕西、新疆、浙江、黑龙江、重庆等地的农作物品种子。利用太空特殊的、地面无法模拟的环境，如高真空、微重力、宇宙高能等处理种子，再返回地面选育新种子、新材料，培育新品种的作物育种新技术。 提问：航天育种的生物学原理是什么？ 跟随教师了解神州十六号的相关知识，思考航天育种与环境之间的关系。并尝试与基因建立联系，复习回顾基因表达的内容。 以科技新闻导入，激发学生好奇心与兴趣，引导学生关注科技生活。学生通过前期学习，能认识到性状与基因之间存在紧密关系，尝试从基因角度思考，但具体原因难以说明。为引出基因突变做铺垫。 （二）镰状细胞贫血 3min 讲述遗传病镰状细胞贫血的科学史，患者的红细胞呈弯曲的镰刀状、容易破裂，易使人患上溶血性贫血，严重时会导致死亡。 提问：这一疾病的病因是什么？ 提供资料模型，观察血红蛋白分子部分氨基酸序列及对应的mRNA的碱基序列，自主分析原因。 【自主探究分析】 根据教师的讲述、观察图片信息，自主思考镰状细胞贫血的病因，得出该病是在组成血红蛋白分子的肽链上发生了氨基酸的替换，由谷氨酸替换为缬氨酸所致。并在教师的提示下进一步猜测氨基酸的变化与碱基序列的变化有关。 结合生活具体实例与科学史资料进行思考，尝试提炼物理模型中的关键信息，将病症与微观氨基酸建立联系，培养分析、解释等科学思维。理解结构与功能相适应、生命信息观的生命观念。 10min 介绍研究发现，这个氨基酸的变化是编码血红蛋白的基因的碱基序列发生改变所引起。 教师提供镰状细胞贫血病因的部分图解，引导学生以小组为单位，查阅密码子表，并利用平板上进行图解的补充与完善。思考这种疾病是否能够遗传？怎么遗传？ 引导学生得出结论：碱基的替换可以导致基因的改变，从而引起所编码的蛋白质的改变。 【小组合作】 利用教师所给的图解素材，通过小组合作尝试在平板电脑上模拟完善镰状细胞贫血病因的图解。在此过程熟练对密码子表的查询方式，复习回顾DNA复制、转录和翻译的规律和定义。并思考讨论得出该疾病是可以遗传