5.1基因突变与基因重组 教学设计-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

人教（2019）高中生物必修二 《遗传与进化》 5.1基因突变和基因重组 教学设计 一、教学目标 1. 知识目标 - 精确阐述基因突变的概念，包括基因分子结构的改变和碱基对的变化类型。 - 详细列举基因突变的类型，如碱基对的替换、增添和缺失，并能举例说明。 - 全面概括基因突变的特点，如普遍性、随机性、低频性、不定向性和多害少利性，能结合实例进行分析。 - 深入理解基因突变的原因，包括物理因素（如紫外线、X 射线）、化学因素（如亚硝酸、碱基类似物）和生物因素（如病毒）对基因结构的影响。 - 清晰界定基因重组的概念，明确其发生在有性生殖过程中。 - 准确区分基因重组的两种类型，即减数第一次分裂前期的同源染色体非姐妹染色单体交叉互换和减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合，并能通过图示进行解释。 - 充分认识基因突变和基因重组对生物遗传变异的重要意义，如基因突变是新基因产生的途径，基因重组为生物变异提供了丰富的来源。 2. 能力目标 - 通过对基因突变和基因重组实例的分析，提高逻辑推理、归纳总结和批判性思维能力。 - 运用基因突变和基因重组的知识，解释生物性状的多样性和生物进化的原理，培养知识迁移和应用能力。 - 参与小组讨论和交流，增强合作学习和语言表达能力。 3. 情感目标 - 感受生命的奥秘和神奇，激发对生物科学的探索欲望和兴趣。 - 认识到基因突变和基因重组在生物进化和适应环境中的重要作用，树立生物进化的观点和对生命的敬畏之情。 二、教学重难点 1. 教学重点 - 基因突变的概念、类型、特点和发生机制。 - 基因重组的概念、类型和意义。 2. 教学难点 - 基因突变的原因和对生物性状的影响。 - 区分基因突变和基因重组在产生变异方面的差异。 三、教学方法 讲授法、案例分析法、小组讨论法、多媒体辅助教学法 四、教学过程 1. 课程导入（10 分钟） - 播放一段关于基因突变导致罕见疾病的科普视频，如镰状细胞贫血。 - 展示一些基因突变和基因重组引起生物性状变化的图片，如不同花色的花卉、不同毛色的宠物。 - 提问学生：“从这些例子中，你们能想到什么导致了生物性状的改变？基因突变和基因重组又是什么呢？” 2. 基因突变的概念和类型（20 分钟） - 讲解基因突变的概念，强调基因分子结构的改变和碱基对的变化。 - 以 DNA 分子的双螺旋结构模型为例，展示碱基对的替换、增添和缺失的过程。 - 举例说明不同类型的基因突变在生物中的表现，如人类的白化病是由于碱基对的替换导致基因不能正常表达。 3. 基因突变的特点（20 分钟） - 利用多媒体展示多个基因突变的实例，如在不同生物种类、不同组织器官中发生的基因突变。 - 引导学生分析这些实例，总结基因突变的普遍性、随机性、低频性、不定向性和多害少利性等特点。 - 对于每个特点，进行详细解释和拓展，如随机性可以体现在基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期、任何细胞中。 4. 基因突变的原因（15 分钟） - 介绍引起基因突变的物理因素，如紫外线、X 射线等对 DNA 分子的损伤机制。 - 讲解化学因素，如亚硝酸、碱基类似物等如何导致碱基对的错误配对。 - 解释生物因素，如病毒感染如何插入其基因片段，引发宿主细胞基因的突变。 5. 基因重组（20 分钟） - 以减数分裂的过程图为基础，详细讲解同源染色体非姐妹染色单体交叉互换和非同源染色体自由组合的过程。 - 通过动画演示，清晰展示基因重组导致的基因重新组合和配子多样性。 - 举例说明基因重组在农业生产（如杂交育种）和生物进化中的重要意义。 6. 基因突变和基因重组的比较（10 分钟） - 组织学生进行小组讨论，比较基因突变和基因重组在概念、发生时期、原因、结果等方面的异同。 - 每个小组派代表进行发言，教师进行总结和补充。 7. 总结归纳（5 分钟） - 以思维导图的形式，回顾本节课的重点内容，包括基因突变和基因重组的概念、类型、特点、原因和意义。 - 强调基因突变和基因重组在生物遗传变异中的重要作用。 8. 课堂练习（15 分钟） （1）以下哪种情况最可能导致基因突变（ ） A. 长期食用高脂肪食物 B. 受到强烈的紫外线照射 C. 进行适量的体育锻炼 D. 保持良好的睡眠习惯 答案：B 解析：强烈的紫外线属于物理因素，可能损伤 DNA 导致基因突变。 （2）基因重组发生在（ ） A. 有丝分裂过程中 B. 受精作用过程中 C. 减数分裂过程中 D. 个体发育过程中 答案：C 解析：基因重组发生在减数分裂过程中，包括前期的交叉互换和后期的自由组合。 （3）基因突变具有不定向性的原因是（ ） A. 基因突变可以发生在个体发育的任何时期 B. 一个基因可以向不同的方向发生突变 C. 基因突变的频率很低 D. 大多数基因突变对生物体是有害的 答案：B 解析：基因突变的不定向性是指一个基因可以向不同方向突变，产生一个以上的等位基因。 9. 布置作业（5 分钟） - 完成课后相关习题，巩固所学知识。 - 查阅资料，了解一种由基因突变引起的人类疾病，分析其发病机制和治疗方法，写一篇简短的报告。 五、教学反思 通过本节课的教学，学生对基因突变和基因重组的概念、特点和发生机制有了较为系统的认识。但在教学过程中，可能存在部分学生对抽象概念的理解不够深入，在后续的教学中，应增加更多直观的教学手段，如模型构建、实验模拟等，帮助学生更好地理解和掌握相关知识。同时，要加强对学生思维能力的培养，引导学生从多个角度思考问题，提高学生的综合素养。 学科网（北京）股份有限公司 $$