5.1基因突变和基因重组第1课时教学设计-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

基因突变 1、 教材分析 本节是人教版普通高中生物学必修2第5章第1节的内容。通过前面各章的学习，学生对“基因在哪里”、“基因是什么”和“基因是怎样行使功能的”等问题已经有了基本的认识。本节内容既是对前面四张内容的延续，又是学习第6章《生物的进化》的重要基础。 本节内容在呈现上，从实例入手，通过对镰刀型细胞贫血症的分析，引入基因突变的概念，然后详细阐述基因突变的原因和特点。 2、 学情分析 生物的变异现象对于学生而言并不陌生。通过前面章节的学习，学生已经初步认识到生物的性状不仅由基因控制二七人受环境影响。本节在此基础上，进一步引导学生学习遗传物质究竟是如何引起生物的变异的。 学生经过近一年的学习，已经初步掌握了科学探究的一般方法，具备了一定的通过资料获取信息的能力，因此，本节内容可以引导学生自主总结基因突变的概念和特点。 3、 教学目标 1、 通过对镰刀型细胞贫血症形成的原因进行分析，阐明基因突变的概念。 2、 通过讨论结肠癌发生的原因，说明癌变与基因突变之间的关系，提升选择健康生活方式的社会责任感。 3、 阐明基因突变的原因及意义。 4、 教学重难点 重点：基因突变的概念、基因突变的原因和意义 难点：基因突变的意义 5、 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 引入 【展示资料】虎不仅是亚洲特有的珍稀动物，而且是起源于我国黄河中游的大型猛兽。虎的体色一般是黄底黑纹的，但也有白底黑纹的——白虎。 【提问】为什么为出现白底黑纹的白虎呢？ 我国科学家研究发现，同橘黄色的普通虎相比，白虎的一个色素基因——SLC45A2发生了突变，抑制了背景毛色黑色素的合成，但不影响条纹部分黑色素的另一条合成通路，因此，白虎体表仍有较浅的黑色条纹。 【设疑】什么是基因突变？基因突变是怎样发生的？基因突变对生物的生存是有利还是有害的？ 思考分析，猜测可能是由于发生基因突变。 进入思考状态，学习新课。 导入，初步认识基因突变，激发学习兴趣。 建构基因突变的概念 【过渡】通过之前的学习，我们已经知道，进行有性生殖的生物，在形成配子的过程中，要进行染色体的复制，实质是遗传物质DNA的复制。碱基互补配对原则能保证DNA复制的准确性，使亲子代之间的遗传信息保持一致。那么，遗传信息复制过程中，会不会出错呢？ 【展示实例】镰刀型细胞贫血症 【布置任务】请结合教材中镰状细胞贫血的资料，完成P81思考·讨论1、2，分析总结该病形成的原因，并以流程图的形式表示。 【总结】 1、展示教材图5-2血红蛋白分子的部分氨基酸序列及对应的mRNA的碱基序列。 2、展示镰状细胞贫血的形成图解 【提问】还有哪些情况会导致基因碱基序列的改变，进而导致生物体性状的改变呢？ 资料1 与圆粒豌豆的DNA不同的是，皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因，导致淀粉分支酶出现异常，活性大大降低，进而使细胞内淀粉含量降低。淀粉在细胞中具有保留水分的作用。当豌豆成熟时，淀粉含量低的豌豆由于失水而皱缩。 资料2 在大约70%的囊性纤维化患者中，编码CFTR蛋白（一种转运蛋白）的基因缺少了3个碱基，导致CFTR蛋白在第508为缺少苯丙氨酸，其空间结构发生变化，使CFTR转运氯离子的功能出现异常导致患者支气管中黏液增多，官腔受阻，细菌在肺部大量生长繁殖，最终使肺功能受损。 【提出问题】 1、 基因突变一定会改变组成蛋白质的氨基酸序列，进而改变生物的性状吗？ 2、 你认为“基因突变指的是DNA分子中碱基的替换、增添或缺失，古遗传物质是RNA的病毒不能发生基因突变”这句话正确吗？ 3、 细胞发生了基因突变，突变的基因能否遗传给后代？ 总结、完善学生回答 阅读教材，思考讨论，回答问题。 1、 完成思考·讨论 2、 完成图解，总结镰状细胞贫血形成的原因。 【初步建构概念】 尝试建构基因突变的概念 分析资料，得出结论。完成基因突变的概念。 DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失而引起的基因碱基序列的改变，叫作基因突变。 思考讨论，交流回答上述问题。 1、 不一定，由于密码子的简并性，可能导致密码子不同，但对应的氨基酸并未改变。 2、 RNA中的基因突变属于广义上的基因突变。 RNA病毒的遗传物质是单链RNA，碱基暴露，更容易发生基因突变。 3、（1）若基因突变发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代。 （2）若基因突变发生在体细胞中，一般不会遗传。 （3）有些发生在植物体细胞中的基因突变，可通过无性生殖遗传。 通过对镰状细胞贫血实例的分析，尝试建构基因突变的概念，进一步强化结构与功能观。 提升学生分析资料，提取信息的能力。 通过问题，解决学生对基因突变概念理解的误区。 基因突变的结果 【布置任务】 观察P82思考·讨论中解释结肠癌发生的简化模型图，思考结肠癌发生的原因。 讨论交流，完成下列问题。 1、 从基因水平分析，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？ 通过对结肠癌实例的思考讨论，运用结构与功能观，描述基因突变可能导致细胞的癌变。 基因突变的原因 【与社会的联系】 在癌症发生早期，患者往往不表现出任何症状，因而难以及时发现；而对于癌症晚期的患者，目前还缺少有效的治疗手段。 【展示资料】 （1）2012年，日本福岛第一核电站发生核泄漏事故。研究发现，核电站附件12%的蝴蝶发生基因突变，导致翅膀变小、眼睛受损。 （2） 研究表明：甲醛具有强烈的致癌和促进癌变作用。大剂量的甲醛可致畸、诱发癌症。 （3） 今年来的研究已证明：某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA。 （4） 长时间暴晒易引发皮肤癌、吸烟人群患肺癌的概率比不吸烟人群的高等。 小组交流 在日常生活中怎样才能远离致癌因子？结合以下问题或任务讨论。 1、 你还知道自然界中有哪些诱发基因突变的因素？ 2、 请尝试对这些因素进行分类。 3、 你认为预防癌症有哪些途径？ 通过对基因突变原因的分析，加深学生对基因突变概念的理解，形成珍爱生命的观念，选择健康的生活方式，远离致癌因子。 基因突变的特点 布置任务 指导学生阅读教材中有关基因突变的特点的内容，并总结。 自学总结 基因突变的特点。 引导学生对基因突变特点的理解。 基因突变的意义 【设置问题】有人认为，任何一种生物都是长期进化过程的产物，他们与环境取得了高度的协调。因此，基因突变对生物体都是有害的。你认为这样的看法正确吗？为什么？ 【展示资料】 1、 有害的基因突变：畸形的雏鸭、人类的多指、白化玉米苗 2、 有利的基因突变：高产青霉菌株、大南瓜、太空椒 思考问题，自由发言。 归纳总结 1、 基因突变能产生新基因吗？ 2、 基因突变对生物有什么意义？ 引起学生的思考，培养学生的批判性思维。 帮助学生理解基因突变是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了丰富原材料。 课堂小结 通过归纳、总结，促进知识的系统化、结构化，提高知识的迁移应用能力。 6、 板书设计原因 概念 意义 基因突变 特点 7、 教学反思 本教学设计利用丰富的、有代表性的事实为学生的概念形成提供支撑、教学内容的组织符合学生的认知规律并且在教学过程中关注知识之间的联系，帮助学生形成结构化的知识体系。但是，由于篇幅的限制，本教学设计还不能够完全展示各个教学环节之间的逻辑关系。 学科网（北京）股份有限公司 $$