5.1基因突变和基因重组导学案-2024-2025学年高一下学期生物学人教版必修2

该高中生物学导学案聚焦基因突变和基因重组，引导学生掌握基因突变的概念、原因、特点及意义，基因重组的类型、发生时期及意义，并区分两者差异。通过航天育种实例导入，衔接DNA复制知识，以课前预习梳理基础、课堂探究（如镰刀型细胞贫血症分析）构建知识支架，帮助学生衔接前后内容。 特色在于融合科学思维（归纳比较、实例分析基因突变与基因重组）、探究实践（合作讨论突变对性状的影响）和态度责任（关注健康与生命多样性）。课前预习-课堂探究-课后检测的闭环设计，培养学生自主学习和分析问题能力，落实生命观念与科学思维的核心素养。

第五章 基因突变及其他变异 第1节 基因突变和基因重组 导学案 班级： 姓名： 学号： __ 【一、学习目标】 知识与技能： 1.明基因突变的概念、原因、特点和意义。 2.举例说明基因重组的概念、类型和意义。 3.区分基因突变和基因重组。 过程与方法： 1.通过分析基因突变的具体实例，学习运用归纳与概括的方法。 2.通过比较基因突变和基因重组，形成分析与比较的思维能力。 情感态度与价值观： 1.认同生命的变异性和多样性，形成辩证唯物主义的自然观。 2.关注基因突变与人类健康的关系，形成科学健康的生命观念。 【二、学习重难点】 重点：基因突变的概念、特点和意义；基因重组的概念和意义。 难点：基因突变的原因；基因突变和基因重组的区分。 【三、课前预习·自主探究】 一、问题探讨（阅读课本P80“问题探讨”） 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？ ______________________________________________________________________________________________________________________ 二、基础梳理 1.基因突变 （1）概念：DNA分子中发生碱基对的________、________或________，而引起的________的改变。 （2）实例：镰刀型细胞贫血症的直接原因是________分子中一个________被替换，根本原因是________分子中________发生改变（T-A替换为A-T）。 （3）时间：主要发生在________________（时期），如细胞分裂的________期。 （4）原因： ①内因：________偶尔发生错误、________的损伤等。 ②外因：________因素（如X射线、紫外线等）、________因素（如亚硝酸盐、碱基类似物等）、________因素（如某些病毒）。 （5）特点： ①________性：可发生在生物个体发育的任何时期、任何DNA分子、任何基因。 ②________性：自然状态下，突变频率很。 ③________性：一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的。 ④________性：多数对生物体是________的。 ⑤________性：有些突变是________的。 （6）意义： ①是________产生的途径。 ②是生物变异的________来源。 ③为生物进化提供了________。 2.基因重组 （1）概念：生物体在进行________的过程中，控制不同性状的________的重新组合。 （2）类型： ①在________分裂的________期，________染色体上的________基因自由组合。 ②在________分裂的________期，染色体的________染色单体之间发生。 （3）意义：是形成________的重要原因之一，对生物进化具有重要意义。 【四、课堂探究·合作学习】 探究一：基因突变的分析与判断 1.实例分析：镰刀型细胞贫血症的病因如图所示。 DNA： GAA → GTA mRNA：________ → ________ 氨基酸：________ → ________ （1）这种变异属于基因突变中的________。 （2）该突变________（能/不能）遗传给后代。 （3）该实例说明基因通过控制________的________直接控制生物性状。 2.思考讨论： （1）基因突变一定会引起生物性状的改变吗？为什么？________________________________________________________________________________________________________________________________。 （2）基因突变对生物体都是有害的吗？请举例说明。__________________________________________________________________________________________________________________________________。 探究二：基因重组的类型与发生时期 1.类型一：自由组合型 （1）发生时期：________________。 （2）发生机制：_______________________________________________________________________________________________________。 （3）细胞学基础：_____________________________________________________________________________________________________。 2.类型二：交叉互换型 （1）发生时期：________________。 （2）发生机制：_______________________________________________________________________________________________________。 （3）细胞学基础：_____________________________________________________________________________________________________。 3.思考：基因工程也属于基因重组吗？________。它和上述两种类型的主要区别是什么？_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 探究三：基因突变与基因重组的比较 完成下表，比较基因突变和基因重组的异同。 比较项目 基因突变 基因重组 本质 发生时间 产生结果 能否产生新基因 意义 联系 【五、课堂小结·知识体系】 （请用概念图或表格的形式，构建本节的知识体系，核心应包括：基因突变和基因重组的概念、类型、特点、意义及比较） （接上页） 【六、当堂检测·巩固提升】 一、选择题 1.下列关于基因突变的叙述，正确的是（ ） A.基因突变必然引起生物性状的改变 B.基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期 C.基因突变是生物变异的根本来源，但不为进化提供原材料 D.基因突变是指染色体上基因的数目和排列顺序发生改变 2.下列属于基因重组的是（ ） A.同胞兄妹之间遗传差异的主要来源 B.秋水仙素处理使染色体数目加倍 C.射线照射使人患上白血病 D.编码淀粉分支酶的基因插入一段DNA序列导致豌豆变皱 二、填空题 1.基因突变是指DNA分子中发生碱基对的________、________或，而引起的基因结构的改变。 2.基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制________的基因的重新组合。 三、简答题 下图为DNA结构示意图，据图回答下列问题： （1）图甲是DNA分子的一个片段，它体现出DNA独特的________结构，该结构能为DNA复制提供精确的________。 （2）若图乙为某基因的一个片段，请写出①自上向下的碱基序列是________若其中一个碱基发生改变导致生物性状改变，这种变异称为________，它是生物变异的根本来源，是生物进化的________。 【七、课后反思】 1.本节内容中，我最初混淆了基因突变和基因重组，现在我能清晰地分辨它们，关键在于：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2.我对“基因突变是生物变异的根本来源”这句话的理解是：____________________________________________________________________________________________________________________________ 参考答案 【三、课前预习·自主探究】 一、1.通过太空高辐射、微重力（或无重力）的特殊环境提高作物基因突变的频率，从而筛选出人们需要的品种。具体而言，在太空的特殊环境中，细胞分裂进行DNA复制时，由于受到高辐射或微重力（或无重力）的影响，配对的碱基容易出现差错而发生基因突变。 2.基因突变的本质是基因的碱基序列发生改变，这种改变可以直接表现在性状上，改变的性状对生物的生存可能有害，可能有利，也可能既无害也无益。 二、1.替换；增添；缺失；基因结构；血红蛋白；氨基酸；控制血红蛋白合成的基因；碱基对；有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期；间；DNA复制；DNA分子；物理；化学；生物；普遍；低；不定向；等位基因；多害少利；有害；有利；新基因；根本；原材料 2.有性生殖；基因；减数第一次分裂；后；非同源；非等位；减数第一次分裂；前；同源；非姐妹；交叉互换；生物多样性 【四、课堂探究·合作学习】 探究一：1.mRNA:GAA→GUA；氨基酸：谷氨酸→缬氨酸；碱基对的替换；能；蛋白质；结构 2.（1）不一定。因为一种氨基酸可能有多种密码子（密码子的简并性）；突变发生在非编码序列；突变后为隐性基因，在杂合子中性状不表现等。 （2）不是。例如，植物的抗病突变、昆虫的抗药性突变、镰刀型细胞贫血症携带者对疟疾的抵抗力增强等，都是有利的。 探究二：1.减数第一次分裂后期；非同源染色体上的非等位基因自由组合；非同源染色体的自由组合 2.减数第一次分裂前期（四分体时期）；同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生交叉互换，导致等位基因的交换；同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换 3.是；基因工程是在体外进行的人为的基因重组，不同限于有性生殖，能克服远缘杂交不亲和的障碍。 探究三：1. 比较项目 基因突变 基因重组 本质 基因结构的改变 原有基因的重新组合 发生时间 细胞分裂间期（DNA复制时） 减数第一次分裂 产生结果 产生新基因 产生新的基因型 能否产生新基因 能 不能 意义 生物变异的根本来源 生物多样性的重要原因 联系 均为可遗传变异的来源，为生物进化提供原材料 【六、当堂检测·巩固提升】 一、1.B 2.A 二、1.替换；增添；缺失 2.不同性状 三、（1）双螺旋；模板 （2）TCAC；基因突变；原材料 第 1 页 共 7 页 学科网（北京）股份有限公司 $