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

课题 第5章 第1节 基因突变和基因重组（1个课时） 时间 2025.4.14 教材分析 本节内容重点对基因突变进行了讲解，同时加入了细胞癌变的知识，和基因重组的内容，课程容量较大，需要明确重点，突出重点。 学情分析 从结构和功能相适应的视角，通过对镰状细胞贫血形成原因进行分析，引导学生建构基因突变的概念，并通过多种途径来加深对基因突变概念的内涵和外延的理解;通过讨论结癌发生的原因，说明癌变与基因突变之间的关系，引导学生了解细胞变，选择健康的生活方式。 教学目标 1.说明基因突变是由于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 2.分析基因突变的原因，阐明基因突变的意义 3.分析细胞癌变的原因，选择健康的生活方式，远离致癌因子 4.阐明基因重组的意义。 教学重难点 1.教学重点 (1)基因突变的概念。 (2)基因突变的原因和意义。 2.教学难点 基因突变的意义。 教学内容及流程 学习任务 教学过程(第1课时) 备注 课堂导入 【教师讲述】遗传：指亲代与子代、子代与子代个体之间性状的相似性。变异：指亲代与子代、子代与子代个体之间性状的差异性。 【问题探讨】观看视频航天育种新闻。思考：1.航天育种的生物学原理是什么？2.如何看待基因突变所造成的结果？3.突变是如何产生的？又是如何影响生物性状的呢？ 导人，初步认识基因突变及其意义，激发学习兴趣。 基因突变的实例一：镰刀型细胞贫血症 【教师讲述】实例一：镰刀型细胞贫血症（常隐） （可用光学显微镜观察红细胞形态，检测镰状细胞贫血症，但不能观察到基因的变化。） 直接原因：红细胞β珠蛋白第六位谷氨酸被缬氨酸替代，形成异常的血红蛋白。——蛋白质结构改变根本原因：基因中发生了一个碱基对的替换。（A-T被换成了T-A，异常DNA导致异常mRNA导致异常的血红蛋白）——基因突变 【思考讨论】这种变化可否遗传? 如何遗传？ 【教师讲述】基因突变概念：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。（结果：产生新的等位基因。真核生物产生新的等位基因；原核生物、病毒不存在等位基因，基因突变后产生新基因） 【教师讲述】基因突变对后代的影响： 思考：处于什么时期的细胞最容易发生基因突变？通常发生在有丝分裂前的间期和减数第一次分裂前的间期——DNA复制时。 ·有丝分裂前的间期：体细胞中（一般不能传给后代）有些植物的体细胞发生基因突变，可通过无性生殖遗传（如：植物组织培养、块茎块根的繁殖，扦插、嫁接等。） ·减数第一次分裂前的间期：生殖细胞（配子）（将遵循遗传规律通过受精作用传递给后代） 【教师讲述】基因突变对性状的影响： 思考：基因突变一定会使性状改变吗？ 不一定： ①突变可能发生在没有遗传效应的DNA片段上。 ②基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。 ③基因突变若为隐性突变，如AA→Aa，不会导致性状的改变。（隐性突变AA—aa当代表现，—Aa当代不表现；显性突变aa—Aa，当代表现） 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，并进一步强化结构与功能观。 由镰状细胞贫血引导学生结合基因的表达过程探究基因突变的概念，并结合相关问题引导学生对基因突变的概念建立相对全面的认识，培养学生分析问题、归纳概括的能力。 基因突变的实例二：结肠癌——细胞的癌变 【教师讲述】实例二：结肠癌——细胞的癌变 【思考讨论】1.从基因角度看，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？它们的作用是什么？3.根据图示推测，癌细胞和正常细胞相比，具有哪些明显的特征？ ①能够无限增殖（癌细胞是连续分裂的细胞，有细胞周期。） ②形态结构发生显著变化 ③细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低，易在体内分散和转移 【教师讲述】预防为主—保持健康饮食，良好生活习惯。食物中有许多防癌物质：大豆、动物肝脏含有大量维生素A；蔬菜、水果富含维生素C、维生素E和胡罗卜素；绿茶富含多元酚。 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。 利用图形引导学生对原癌基因和抑癌基因的功能进行总结，不仅帮助学生理解细胞癌变的原因，更培养学生图文信息相互转换的能力和语言表达能力。 利用解释结肠癌发生的简化模型引导学生对细胞癌变的原因、癌细胞的特征等进行总结，并让学生介绍查阅到的有关癌症的信息，为建立健康的生活方式建立理论基础。 基因突变的原因 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。 利用多个生活中的实例引导学生分析基因突变的原因及特点，引导学生分析物理化学、生物因素与基因突变的相关性，为学生建立正确的、健康的生活观提供素材。 基因突变的特点 【教师讲述】基因突变的特点： ①普遍性：基因突变既有自发突变又有诱发突变且在生物界中普遍存在。 ②随机性：任何时期、任何细胞、DNA的任何部位 ③不定向性：基因可以发生不同的突变，产生一个以上等位基因；突变方向受基因碱基序列限制（例如毛色基因的突变只限定在色素范围内，不会超出这个范围，不会变成控制毛长短的基因），并不完全随机，故称为不定向性。 ④低频性：在自然状态下，基因突变的频率是很低的。 ⑤多害少利性：大多数基因突变对生物体是有害的，只有少数是有利的，有些既无害也无益。 引导学生对基因突变特点的理解。 基因突变的意义 【教师讲述】基因突变的运用：诱变育种，可以提高突变率，创造人类需要的生物新品种。 通过实例引导学生分析得出基因突变在育种、个体及种群的进化等方面的意义。设计意图。 基因重组 【教师讲述】概念：在生物进行有性生殖（前提）的过程中，控制不同性状的基因的重新组合（本质）。（发生范围：真核生物） 时期：减数分裂（减Ⅰ） 类型：①基因的自由组合（减Ⅰ后） ②基因的交叉互换（减Ⅰ前or四分体时期） ③转基因（DNA重组技术） 【思考讨论】基因重组能否产生新的基因？ 只产生新的基因型，并未产生新的基因。只出现原有性状的重新组合，不会出现新的性状。 【教师讲述】DNA重组的意义： 【思考讨论】下面的情况属于基因重组吗？ 1.杂合高茎豌豆（Dd）自交，子代出现高茎和矮茎。 2.表型正常的一对夫妇，产生患有白化病的子代 3.表型正常的一对夫妇，产生患有白化病和红绿色盲的儿子。 4.精子和卵细胞结合形成受精卵。 5.有丝分裂产生新基因。 【教师讲述】基因重组的运用：杂交育种，将不同个体的优良性状集中到一个个体上，操作简便。育种年限长，不能克服远缘杂交不亲和的障碍。 （金鱼的培育、杂交水稻的培育） 【比较归纳】表格比较归纳基因突变和基因重组。 【总结归纳】基因突变的一定和不一定： 1.基因突变一定会引起基因中碱基排列顺序的改变。 2.基因突变不一定会引起生物性状的改变。 3.基因突变不一定都产生等位基因。 病毒和原核细胞的基因组结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。因此，病毒和原核生物基因突变产生的是一个新基因，而不是等位基因。 4.基因突变不一定都能遗传给后代。 ①基因突变如果发生在有丝分裂过程中，一般不能遗传，但有些植物可以通过无性生殖传递给后代。 ②基因突变如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。 以图示说明，减数分裂时染色体的自由组合和互换会导致控制不同性状的基因发生重组。 以已有的基因重组知识为基础，引导学生对基因重组进一步学习，以加深对知识的理解。通过对比，给学生以系统和相对完整的知识，并学习用表格的方式对基因突变和基因重组进行总结。 以两对相对性状的杂交实验、减数分裂过程的部分过程图，引导学生构建基因重组这一概念，并在此基础上，从多个方面对基因突变和基因重组进行比较，将概念进一步完善。 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的原材料；基因重组也是生物变异的来源之一，提供进化的原材料;自然选择决定生物进化的方向。 小结与练习 【课堂小结】同板书 【课堂练习】处理教材中的思考讨论、练习与应用，处理双导学案和分层作业 引导学生关注知识内容的梳理，尝试构建概念图。 板书设计 5.1 基因突变和基因重组 作业布置 【课后作业】1.完成分层训练课后素养评价、2.完成双导学案对应内容和下一节问题式预习部分 教学反思 在教学中引导学生形成概念，帮助学生构建关于基因突变、基因重组本质和外延的关系，通过问题探究和思维过程来发展学生的能力，形成科学的情感态度和价值观。引导学生填写表格，进一步巩固学生对基因突变和基因重组的理解，同时提高学生语言表达的能力。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$