高中生物 （人教版2019）必修2 5.1基因突变和基因重组教学设计（表格式）

这是一份高中生物 （人教版2019）必修2 5.1基因突变和基因重组教学设计（表格式），共8页。

“基因突变和基因重组”教学设计
一、 设计思路
1. 学习内容分析：
《基因突变和基因重组》是人教版高中生物学必修二《遗传与进化》第5章“基因突变及其他变异”第1节的内容。该内容是在学习完基因的表达之后进行的。本节课主要讲解了可遗传变异中的基因突变和基因重组。关于基因突变，教材选用了镰刀型细胞贫血症的实例，从现象开始，追根溯源， 让学生理解基因突变的根本原因是DNA分子的碱基对发生了变化。这种变化可能会导致生物体的性状发生改变。又从多个角度分析了基因突变的影响因素，进而分析了基因突变的特点以及意义。关于基因重组，教材简单的解释了两种类型，这与减数分裂有一定联系，较为简单，而基于前面已经学习了自由组合定律和减数分裂知识，学生们对于基因重组已经有了一定的了解，在这个知识点处理上应注重对学生实际理解能力和图形分析能力的培养，通过实践提高学生的认知能力。对于基因重组的意义，可以通过举例子让学生体会并掌握。
本节与其他章节有密切的联系，具有承上启下的重要作用，通过本节的学习，可以对前面基因重组进行复习，也可以对第六章《生物的进化》起一个铺垫作用。
2. 学习者分析：
《基因突变和基因重组》是人教版高中生物学必修二《遗传与进化》第5章“基因突变及其他变异”第1节的内容，是学生在学习了生物遗传之后从分子水平(基因变化的角度)来理解生物变异的原因，也是学生对《基因表达》的延续和延伸。基因突变是遗传学中重要的概念，是学生学习变异和进化的基础。教材在设计本节课内容上，通过以镰刀型贫血症为例，对血红蛋白分子结构进行分析，从宏观到微观，逐渐推导出基因结构的改变讲述了基因突变。
该部分内容的学习者为高一年级的学生，以下将从其一般特征、学习风格以及学习起点三方面对其进行分析。
1.一般特征分析
根据皮亚杰的认知发阶段理论,高一阶段的学生正处于形式运算阶段，具备较强的逻辑思维能力，能通过观察、比较、分析等方法解决问题；理解能力较强，一定程度上能独立进行自我思考与拓展。
2.学习风格分析
高中阶段的学生普遍对新知识的学习兴趣很强，对未知的内容充满好奇心，但也容易出现理解的偏差，在学习过程中需要加强对探索能力的培养，注重直观教学。此外,大部分学生仍缺乏探究精神，普遍习惯于对事物的直观描述，容易忽视细节，且习惯于教师的讲授而不愿意深入思考，在教学中要注意激发学生的探究兴趣和欲望，有意识地转换教学方式。同时学生对与生活联系密切的实际问题有着浓厚兴趣，本节课可以通过对生活实际中问题分析，进一步激发学生学习生物的兴趣。
3.学习起点分析
在知识方面，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而且受环境影响。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，这些变异的特点和对生物个体和进化的意义。在能力方面, 学生经过近一学期的学习，已经初步掌握了科学探究的一般方法，具备了一定通过资料获取信息的能力，因此本节可完全可以通过问题引领学生自主学习基因突变的概念和特点，基因重组的类型和意义。
二、 教学目标
1. 生命观念：通过基因突变和基因重组的基本原理，建立起结构与功能，进化与适应的观点。
2. 科学思维：通过基因突变与生物性状的关系、基因突变和基因重组的比较，提高归纳与概括能力。
3. 科学探究：举例说明基因突变和基因重组在育种，人类遗传等方面的应用。
通过引导学生对镰刀型细胞贫血症病因的分析，让学生体验基因突变概念的形成过程。
4. 社会责任：挖掘引发基因突变的因素有哪些，在生活中更好的做到自我保护。
三、 教学重难点
1、重点：
　　(1)基因突变的概念及特点；
　　(2)基因突变的原因。
2、难点：
基因突变和基因重组的意义。
四、 方法和策略
本节课教学策略为:
① 从科学发现切入，设置问题情境，引导学生探究。
② 用类比推理的方法引导学生理解基因突变的类型。
③ 通过生活中的具体事例理解抽象的概念。
④ 以设问和讨论的方式引导学生思考基因突变和基因重组的意义。
⑤ 以填表的形式引导学生对比和总结。
教学方法：利用多媒体课件，创设形象生动的教学氛围，同时应用讲述法、谈话法、比较法、发现法、演示法、指导读书法等，发挥学生的主观能动性。配合知识内容，用投影打出资料或电脑演示相应软件，解决知识上的难点，激发学生学习兴趣、增加课容量。
五、 媒体使用
用多媒体展示教学过程中的图片，视频与课件。
六、 教学过程
教学环节
教师的组织与引导
学生行为
教学意图
（课前准备）
准备好图片与教学课件，引导学生预习课本
预习本节课内容
培养学生提取重要信息的能力
导入
导入：DNA的准确复制保证了遗传信息的稳定遗传，而在代代相传的过程中会不会发生变化呢？会的，发生的这种变化就是变异，生活中存在着很多变异现象：
思考并回答问题，回顾之前学习的关于遗传的知识，并与本节课联系起来。
引导学生思考，回顾之前的知识。
发展:

讲授“变异的类型”
（图片展示）
1、整修过的眉毛可不可遗传
2、水毛茛水上和水中叶片的形状不同？为什么？3、一母生九子，连母十个样
这些实例中，哪些可遗传，哪些不可遗传？
总结变异的类型：可遗传变异和不可遗传变异。
分类依据：遗传物质是否发生改变。可遗传变异分成三大类：基因突变、基因重组和染色体变异。
边看图片边听老师描述，并讨论
引导学生练习实际生活并总结变异的类型


讲授基因突变的实例
同学们在感冒发烧的时候，你怎么做？
如果持续发烧呢，医生会建议查血。1910年，一位美国黑人青年由于发烧和肌肉疼痛到医院看病，医生检查发现，他的红细胞不正常。正常人的红细胞是什么样的？
（图片展示：正常的红细胞），
可这位青年的红细胞却是镰刀型的，运输氧气的能力下降而患贫血。于是给他的病起了个名字——镰刀型细胞贫血症。
（图片展示：异常的红细胞）
后来，人们慢慢认识到镰刀型细胞贫血症是可以遗传的，是一种分子病（血红蛋白结构异常），最终发现了它的病因。我们也来探究探究它的病因
（图片展示：氨基酸的排序）
蛋白质是由氨基酸构成的这是正常血红蛋白的氨基酸排序，下面这是异常血红蛋白的氨基酸排序，请同学们观察有什么不同

这是直接原因，那根本是什么呢？根据我们所学的 :基因怎样控制蛋白质合成往上追溯它的源头。
生回答问题：






回答：圆饼型






















回答:氨基酸变了





以学生身边的生产实例和熟悉的事例，创设问题情景，引导学生思考





引导学生观察、分析，培养归纳能力




总结镰刀型细胞贫血症的原因




总结：这是根本原因

镰刀型细胞贫血症可以表达基因对性状控制的哪条途径呢？
学生思考与讨论
（查阅密码子表，后完成DNA序列，而后自己找出镰刀型细胞贫血症的原因——碱基对发生了替换

回答以下问题
锻炼学生的合作能力
开始讲授基因突变的概念
师：这是一种基因突变，碱基对除了替换还会发生什么样的变化？
我们来做个游戏，我手里的纸上有一句话，我只给第一个同学看，让他往后传，传的过程中只能说一遍（找一句话让学生传递，只说一遍，组织学生活动）
学生游戏：充当传话筒，最后一位同学将结果说出来，与第一位同学看到的做个比较
通过游戏引发学生的学习兴趣，从而可以理解基因突变的原因
引出基因突变的概念
我们把这句话比作DNA片段，一个字看做一个碱基对，传话过程看做DNA复制过程，最后意思变了——DNA（基因）结构变了，变成几种意思了？
基因在传递信息的过程中也会出现这些情况，以碱基对为单位，多了，少了，换了，而引起基因结构改变，这就是基因突变。
找同学起来复述，让同学看课本。

思考并回答问题，查阅课本并复述基因突变的概念

加强课本知识的印象
引导学生思考基因突变对生物体的影响
突变后对生物体的性状有什么影响
学生通过阅读课本回答相关问题
锻炼学生的自习能力
引入基因突变的原因
生活中有哪些因素容易引起基因突变，引发癌症呢？
指导学生阅读教材中有关基因突变原因的内容
学生思考、讨论，并举例说明
利用生活中的实例帮助学生理解基因发生突变的原因
讲授基因突变的特点
指导学生自学教材，并进行总结
基因突变是广泛存在的，但不是所有的基因突变都是不利的，有什么意义呢？我们来思考问题
1、基因突变能产生新基因么？
2、新基因的产生对生物的生存有意义么？
3、环境会选择哪些个体生存？
这就是基因突变的意义。（图片展示）
学生自学并总结




学生回答问题
内容较简单，便于学生自学
讲授基因重组











1. 基因重组的概念






2. 基因重组的来源










































3.基因重组的意义
展示同卵双生和龙凤胎的照片，你知道为什么么？我们来看一下：
（图片展示：减Ⅰ后期图像）
这一时期的主要特点是什么？这一时期可表达出孟德尔遗传定律的本质所在。
展示基因、和产生的配子后问：基因A-a与B-b什么关系？所在的染色体什么关系？
就实现了一个基因重组，使非同源染色体上的非等位基因重新组合。
一个精原细胞可不可以产生更多种的配子呢？
对了。我们来看看（图片展示：交叉互换图）。基因重组还有一个来源，仍是在减数分裂过程中，这实现了同源染色体上的非等位基因的重组，基因重组有两个来源
展示幻灯——基因重组的来源
不管是哪种来源，基因重组都发生于减数分裂过程中，通过受精作用表现出来，也就是说通过有性生殖去实现
那同学们能不能对基因重组的概念描述一下呢？
这是传统意义上的基因重组。社会在进步，科学在发展，基因重组的来源也增多了，例如抗虫棉的出现、胰岛素的大量生产，利用了基因重组的原理，使基因重组不仅限于能进行有性生殖的生物之间，实现了真原核生物之间的基因重组。
来源会不会再增加呢，希望寄托在你们身上了，有信心么？老师很期待。在此之前我们要用足够的知识把自己武装起来。
我们说基因突变可以产生新基因，那基因重组可不可以呢？

这是二者的区别之一。
由于基因重组产生了多种多样的配子，雌雄配子的随机结合就使“一母生九子，连母十个样”，
你如何理解人群中个体性状如此多样化呢？
我们来看（图片展示：配子多种组合）正由于配子的种类与配子的组合方式如此之多，成就了如此多样的人，在这么多的基因组合中，总有适应某种变化环境的，有助于物种在一个无法预测的变化环境中生存。所以说它为生物变异提供了极其丰富的来源，对生物的进化具有重要意义，这就是基因重组的意义。（图片展示：意义）




学生思考并回答

师生共同总结




观察图片并思考后回答：交叉互换


思考讨论并结合课本回答














思考，查阅课本并回答














学生通过阅读课本，计算来回答以下问题








观察图片并思考













用已有知识对基因重组理解学习，加深对知识的理解。

























锻炼学生的总结能力














以问题的形式引起学生的思考
总结
我们这节课就基因突变和基因重组进行了探究
同学们回顾一下，把二者做一下比较，从这几个方向进行
学习填表、总结
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进行总结。
作业
组织同学们下课复习本节课的内容，并完成课后习题。
复习并完成作业
及时巩固所学内容
七、 板书提纲
基因突变和基因重组
1、基因突变
概念：DNA分子中发生碱基对的替换，增添，缺失而引起的基因结构的改变，叫做基因突变。
实质:基因结构的改变
发生时期:细胞分裂间期(有丝分裂、减数第一次分裂前的间期)
基因突变的原因：
基因突变的特点：普遍性、随机性、不定向性、自然状态下基因突变的频率很低、多害少利性
基因突变的意义：
基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料。
2、基因重组
（1）概念:在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合
（2）产生的原因
①减数第一次分裂时非同源染色体上的非等位基因的自由组合
②减数第一次分裂时非姐妹染色单体上等位基因的交叉互换
（3）基因重组的意义
基因重组是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要的意义
八、 教学反思
在新课程改革背景下，在教学中需要教师引导学生形成概念，帮助他们构建关于基因突变概念的本质和外延的关系，通过对问题的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。在基因突变的其他内容(原因、特点、意义等)教学上要达到目标的有效性，在质疑、讨论、交流中培养学生形成良好的思维方式，也进一步提高学生自己的学习能力。引导他们画关系图、概念图，使我看到了学生在画概念图中表达了对基因突变概念正确或错误的理解，学生洞悉概念要素之间的内在联系使他们整合起来后，课堂教学效率得到明显地提升。从在本节课结束后，学生又给我提出了许多值得讨论探究的新问题，如基因突变为什么只变成它的等位基因而不是其他的非等位基因？为什么在生物进化中只有基因突变才能提供最初的原材料？等等。课上完后，使我对了人本主义强调学生为“中心”的教育理念有了更深入的理解。