人教版 (2019)必修2《遗传与进化》基因突变和基因重组优秀表格教案

这是一份人教版 (2019)必修2《遗传与进化》基因突变和基因重组优秀表格教案，共8页。教案主要包含了学习重点，学习难点等内容，欢迎下载使用。
基于课程标准的“教学评”一致性教学设计
设计者
科目
生物
单 位
授课年级
高一
课时教学设计
课题
第1节 基因突变
1.课标摘录： 3.3.1 概述碱基的替换、插入或缺失会引发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，基因突变率可能提高，而某些基因突变能导致细胞分裂时空，甚至发生癌变。
2.教学内容分析：
本课时是人教版高中生物必修 2《第 5 章 基因突变及其他变异》第 1 节第 1 课时的内容，是本章的开篇知识点。在整个高中生物知识体系中，基因突变是生物变异的重要类型之一，为后续学习基因重组、染色体变异等内容奠定基础，同时也是理解生物进化的重要前提。从核心素养培养角度来看，通过分析镰状细胞贫血的形成机制，能帮助学生建立 “基因 - 蛋白质 - 性状” 的生命观念；通过构建基因突变的过程模型、分析基因突变的类型及影响等活动，可提升学生的科学思维和科学探究能力；结合癌症发生原因及预防、疟疾高发地区镰状细胞贫血突变基因的分布等内容，能引导学生关注健康、认同自然选择的合理性，增强社会责任意识。
3.目标确定
（1）生命观念：结合镰状细胞贫血的形成原因，理解基因突变导致蛋白质结构改变进而影响细胞功能和生物性状的逻辑关系，树立 “基因 - 蛋白质 - 性状” 相统一的生命观念。
（2）科学思维与科学探究：①通过分析镰状细胞贫血的相关资料，构建基因突变的过程模型，归纳基因突变的类型及对氨基酸序列的影响，提高归纳与概括、模型构建的能力；②通过讨论基因突变是否一定导致生物性状改变、是否一定遗传给后代等问题，培养逻辑推理和辩证思维能力。
（3）社会责任：通过分析癌症发生的原因和特点，认同癌症的危害，掌握常见的癌症预防措施；结合疟疾高发地区镰状细胞贫血突变基因的分布情况，理解自然选择与生物适应的关系，形成科学的进化观和健康生活意识。
4.学习重点难点
【学习重点】：（1）基因突变的概念、本质和类型（2）基因突变的原因和特点（3）基因突变与生物性状的关系
【学习难点】：（1）基因突变对氨基酸序列和生物性状的影响（2）基因突变的随机性、不定向性等特点的理解（3）辩证看待基因突变的利害关系。
5.学习活动设计
教师活动
学生活动
环节一：情境导入
教师活动：
【教师】播放太空育种视频，提出问题：太空育种的原理是什么？
学生活动
观看视频，结合已有知识思考问题。
设计意图：通过社会热点现象创设情境，激发学生的探究兴趣；
环节二：基因突变的实例和概念
教师活动
【教师】展示镰状细胞贫血患者的红细胞与正常红细胞的对比图片，提问：“为什么患者的红细胞会呈现镰刀状？这种性状的改变可能与什么有关？”
【教师】 引出课题：“这种性状的异常是由基因的改变引起的，今天我们就来学习这种基因的改变 —— 基因突变。”学生活动：
【教师】 呈现镰状细胞贫血的相关资料（资料 1：疾病症状；资料 2：血红蛋白电泳结果；资料 3：肽段电泳分析结果），引导学生逐步分析：①患者的血红蛋白与正常人相比有何不同？②这种差异可能是由什么原因引起的？
【教师】展示编码血红蛋白的基因碱基对替换的示意图，详细讲解基因突变的过程：DNA 分子中碱基对的替换导致基因碱基序列改变，进而转录出的 mRNA 碱基序列改变，翻译出的氨基酸种类改变，最终导致蛋白质结构和功能异常。
【教师】 引导学生归纳基因突变的概念：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。
【教师】 补充提问：“基因突变发生在细胞分裂的哪个时期？为什么？” 结合 DNA 复制的知识，讲解基因突变主要发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。
【教师】 提出活动 1 的问题：①DNA 分子中发生碱基的替换、增添和缺失是否一定导致基因突变？为什么？②请分析基因突变对氨基酸序列的影响。③有同学认为，基因突变并不一定会导致生物性状的改变，你是否认同其观点？请阐述你的理由。
【教师】 展示基因在 DNA 分子上的分布示意图，引导学生理解 “碱基改变发生在非基因片段则不构成基因突变”。
【教师】 呈现碱基对替换、增添、缺失对氨基酸序列影响的对比表格，引导学生分组讨论并完成表格。
【教师】结合密码子简并性的示意图，讲解基因突变不导致生物性状改变的原因，引导学生从多个角度（密码子简并性、隐性突变、非编码区突变等）进行分析。
【教师】 展示相关例题（如 2025・黑龙江大庆一中高一期末题），让学生尝试解答，巩固所学知识。
学生活动
观察图片，感知镰状细胞贫血的症状和红细胞形态差异。
结合已学知识（基因控制性状），思考教师提出的问题，产生探究兴趣。
分组分析资料，讨论交流，逐步推导出血红蛋白结构异常的原因。
观察基因碱基对替换的示意图，理解基因突变的本质和过程。
跟随教师的引导，归纳基因突变的概念。
思考并回答教师提出的关于基因突变发生时间的问题，结合 DNA 复制的知识进行解释。
分组讨论活动 1 的三个问题，结合教师提供的示意图和表格进行分析。
完成碱基对变化对氨基酸序列影响的表格，归纳不同类型基因突变的影响范围和结果。
交流讨论基因突变不导致生物性状改变的原因，形成全面的认识。
解答例题，检验学习效果，针对疑问进行提问。
设计意图：通过具体的疾病实例和直观的图片、视频，激发学生的学习兴趣，引导学生将性状差异与基因联系起来，为后续学习基因突变的实例奠定基础。通过层层递进的资料分析和示意图讲解，帮助学生从具体实例入手，理解基因突变的本质和概念，培养学生的分析推理能力；结合已学的 DNA 复制知识，解释基因突变的发生时间，实现知识的迁移应用。通过小组讨论、表格归纳、例题巩固等方式，让学生深入理解基因突变的类型及影响，突破 “基因突变与生物性状的关系” 这一难点；培养学生的合作学习能力和归纳概括能力。
环节三：基因突变的原因、特点和意义
教师活动：
【教师】提出问题：“基因突变是如何产生的？” 结合课件内容，从内因（DNA 复制时出错）和外因（物理因素、化学因素、生物因素）两个方面进行讲解，展示相关实例（如 X 射线照射果蝇、亚硝酸盐的作用、Rus 肉瘤病毒的影响等）。
【教师】引出活动 2 的问题：①以基因突变为原理的太空育种虽取得了较大的成功，但也有盲目性强，需要处理大量的材料等缺点，试分析其原因。
②这些地区具有镰状细胞贫血突变基因的人占总人口的比例较其他地区的高，为什么？③为什么某些看起来对生物生存不利的基因，历经漫长的进化历程依然 “顽固” 地存在？
【教师】引导学生结合问题讨论基因突变的特点：普遍性、低频性、随机性、不定向性、多害少利性。
【教师】讲解基因突变的意义：是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，为生物进化提供原始材料。
【教师】 展示相关例题（如 2024・四川宜宾高一题），让学生解答并分析。
学生活动
倾听教师讲解基因突变的原因，结合实例理解不同外界因素对 DNA 的影响。
分组讨论活动 2 的问题，结合所学知识和生活实际进行分析，归纳基因突变的特点。
理解基因突变的意义，结合生物进化的知识进行思考。
解答例题，巩固对基因突变特点和意义的认识。
设计意图：通过问题驱动、实例分析、小组讨论等方式，让学生理解基因突变的原因、特点和意义，突破 “基因突变的特点” 这一难点；引导学生辩证看待基因突变的利害关系，树立科学的进化观；通过例题巩固，加深对知识的理解和应用。
7.板书设计
8.教学反思与改进
优势：①以镰状细胞贫血这一具体实例为线索，贯穿本节课的核心内容，符合学生从具体到抽象的认知规律，有效激发了学生的学习兴趣；②通过小组讨论、模型构建、例题分析等多种教学活动，充分调动了学生的积极性和主动性，培养了学生的科学思维和探究能力；③注重核心素养的培养，将生命观念、科学思维、社会责任等融入教学过程，实现了知识与能力、情感态度与价值观的统一。
不足：①在讲解基因突变对氨基酸序列的影响时，部分学生对密码子简并性的理解仍存在困难，课堂上的讲解和练习时间略显不足；②对于基因突变的随机性和不定向性，虽然结合了实例进行分析，但学生的理解仍不够深入，需要更多的生活实例或探究活动来辅助理解；③课堂互动的深度和广度有待进一步提升，部分学生参与讨论的积极性不高。
改进设想：1. 针对密码子简并性这一难点，课前准备更多的密码子表相关练习，课堂上增加针对性的讲解和小组合作探究活动，帮助学生加深理解；2. 收集更多与基因突变随机性、不定向性相关的生活实例（如农作物病虫害的抗药性变异、自然界中生物的多种变异类型等），在课堂上进行分享和分析，让学生从实际生活中感受基因突变的特点；3. 设计更多分层式的问题和任务，满足不同层次学生的学习需求，鼓励更多学生参与课堂互动；同时，加强对小组讨论的引导和管理，确保讨论的有效性和针对性；4. 课后通过线上答疑、小组交流等形式，及时解决学生的疑问，强化知识的巩固和应用。