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

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

一、教材地位与学情分析 

本节位于《遗传与进化》模块第五章第一节，既承接“基因的本质”对DNA结构、复制、表达的微观认识，又为后续“染色体变异”“生物进化”提供变异来源的底层逻辑。高一下学期学生已具备DNA双螺旋、复制、转录、翻译等知识，能读懂碱基序列与氨基酸序列的对应关系，但对“变异如何产生”“变异是否都能遗传”“变异与进化有何关系”缺乏系统思考。学生容易混淆“基因突变”与“染色体结构变异”，把“基因重组”简单等同于“杂交”。生活经验方面，学生知道癌症、先天畸形、杂交水稻等词汇，却难以将其抽象为“基因变化”的科学本质。因此，教学需在“微观机制—宏观表现—意义价值”之间搭设阶梯，让学生用已有知识解释新现象，在真实问题中完成概念重构。

二、核心素养目标 

生命观念： 能运用“基因—性状—环境”三维视角，解释基因突变与基因重组如何产生遗传变异，并认同变异是生物进化的原始材料。 

科学思维： 通过分析镰刀型细胞贫血症、豌豆杂交与果蝇连锁交换三组资料，归纳突变与重组的本质特征，比较二者在“发生水平、机制、结果、遗传可能性”上的差异，建立“可遗传变异来源”的概念模型。 

探究实践： 以小组为单位设计“探究亚硝酸盐对大肠杆菌突变率影响”的简化方案，说出实验目的、自变量、因变量、对照设置与数据读取方式，体验科学探究的基本流程。 

社会责任： 结合“杂交水稻”“基因诊断”案例，讨论人类如何利用可遗传变异服务于粮食安全与健康生活，形成尊重科学、理性决策的态度。

三、教学重难点 

重点： 基因突变与基因重组的概念、本质、类型及意义；二者在“发生水平、机制、结果、遗传可能性”上的比较。 

难点： 基因突变为何不一定引起性状改变；基因重组为何是“基因重新组合”而非“产生新基因”；减数分裂中交叉互换与自由组合对基因重组的贡献。

四、教学流程（40分钟）

（一）情境导入（4分钟） 

教师板书三则材料：  

材料1： 一对健康夫妇生育了一名患镰刀型细胞贫血症的孩子。 

材料2： 袁隆平院士用“野败”水稻与栽培稻杂交，培育出高产杂交水稻。 

材料3： 普通玫瑰无蓝色基因，日本公司利用转座子激活突变育成“蓝色妖姬”。 

提问： 材料中子代与亲代差异的根本原因是什么？是否都能遗传？学生短暂思考后，教师指出：差异源于基因变化，但变化方式不同，由此引入课题。

（二）概念建构1：基因突变（13分钟） 

1.微观本质（3分钟） 

教师给出正常β链基因第6位密码子序列： GAG，对应谷氨酸；突变后序列：GTG，对应缬氨酸。学生写出氨基酸变化，教师追问：DNA层面发生了什么？学生回答“碱基替换”。教师补充：碱基替换、增添、缺失均可能导致基因突变，本质是碱基序列的改变。 

2.类型与实例（4分钟）