5.1基因突变和基因重组教学设计-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

高一生物  教学基本信息

课题

《基因突变和基因重组》（2课时）

章节

必修二 第五章 第1节 

页码

80--85页

课标要求

3.3.1 概述碱基的替换、插入或缺失会引起基因中碱基序列的改变。

           3.3.2 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。

    3.3.3 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。

    3.3.4 阐明进行有性生殖的生物在减数分裂过程中，染色体所发生的自由组合和交叉互换，会导致控制不同性状的基因重组，从而使子代出现变异。

教材分析

1.定位：本节是人教版必修二《遗传与进化》第五章“基因突变及其他变异”的起始课，是理解生物变异本质的基础，也是学习后续现代生物进化理论的重要基石。

2.知识关联：

前接：基因表达（第四章）、减数分裂（第二章）

后启：染色体变异（第二节）、生物育种（第六章）、进化理论（第七章）

3.内容结构：以镰刀型细胞贫血症为切入点，建立"碱基对替换→基因结构改变→蛋白质异常→性状改变"的逻辑链条，通过对比分析基因突变与重组的本质差异，构建生物变异认知体系。

学情分析

通过前面章节的学生有DNA结构、基因表达、减数分裂等相关知识，为本节的学习打下基础，本节内容可从镰状细胞贫血症的发病原因入手，分析多种血红蛋白变异的原因，揭示基因突变的本质。学生初中学习过细胞癌变，但对细胞癌变的本质并不了解，本节课引入细胞癌变的内容，不仅使学生认识到细胞癌变的本质，还能促使学生养成健康生活的习惯。

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

教学重点：基因突变的概念。基因突变的原因和意义

教学难点：基因突变的意义。

教学过程

教学

过程

教师活动

学生

活动

设计

意图

导入

新课

复习变异的概念：亲代与子代存在差异，子代个体之间存在差异，这种现象称之为变异。由于遗传物质变化引起的变异称为可遗传的变异。可遗传变异有三种来源：基因重组、基因突变、染色体变异。

播放太空育种视频，展示航天育种成果图片，引导学生讨论教材80页“问题探讨”中的问题：

航天育种的生物学原理是什么？航天育种的原理是利用太空特殊环境诱导种子细胞中的基因发生突变，从而产生新的性状。

    什么是基因突变，基因突变的原因是什么，有什么特点和意义，让我们带着这些问题开始今天的学习。

回忆知识讨论问题

引入新课，初步了解基因突变。

镰状细胞贫血

阅读学习

思考讨论回答问题

由宏观到微观，分析镰状细胞贫血的原因，引出基因突变引起性状改变

的一般不能遗传（植物无性生殖例外）。

4.如果基因发生碱基对的增添或缺失，氨基酸序列是否会改变？（会，并且DNA的碱基序列会发生错位，导致氨基酸序列错位。碱基对的替换，影响范围小，只改变一个氨基酸，前后序列均不影响，由于密码子的简并性，可能不改变性状。碱基对的增添和缺失，影响范围大。

基因突变的

概念

结合以上实例，尝试说出基因突变的概念。DNA分子中发生碱基替换、增添或缺失，引起基因碱基序列的改变，叫做基因突变。

基因突变主要发生在什么时期？基因突变主要发生在细胞分裂前的间期。因为DNA复制时，先解旋为单链，单链DNA的稳定性会大大降低，极易受到外界因素的干扰而发生碱基的改变。基因突变在光学显微镜下是否能观察到？基因突变是分子水平的改变，无法在光学显微镜下观察到。基因突变是基因上某一个位点的改变，属于分子水平的改变。

阅读学习

思考讨论回答问题

结合实例，构建基因突变的概念，引导学生对于基因突变作为可遗传变异内涵的思考。

细胞

癌变

虽然发生于有性生殖生物体细胞的基因突变不会传递给子代，但可传给由突变细胞分裂所形成的各代子细胞群，在局部形成突变细胞群体。肿瘤就是体细胞突变的结果。引导学生阅读教材82页的“思考与讨论”的镰状细胞贫血的资料，回答以下问题：

1. 从基因角度看，结肠癌发生的根本原因是什么？

细胞癌变的原因：原癌基因和抑癌基因发生了突变。

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？

健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因。一般来说，原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的，这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变。相反，抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡，这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性，也可能引起细胞癌变。

阅读资料，分析细胞癌变的原因

通过对结肠癌实例的思考讨论，描述基因突变可能导致细胞的癌变