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2019-2020年高中生物《基因突變和基因重組》教案15 新人教版必修2 一、教材分析 《基因突變和基因重組》是人教版高中生物必修二《遺傳與進(jìn)化》第5章第1節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，主要學(xué)習(xí)基因突變的概念、特點(diǎn)和原因，基因突變和基因重組的意義。 二、教學(xué)目標(biāo) （一）知識(shí)方面 1.舉例說(shuō)明基因突變的概念、原因、特點(diǎn)； 2.舉例說(shuō)出基因重組； 3.說(shuō)出基因突變和基因重組的意義。 （二）能力方面 1.學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)處理，類比推理等科學(xué)方法； 2.培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力，發(fā)散思維及綜合能力。 （三）情感態(tài)度價(jià)值方面 1.在基因突變的學(xué)習(xí)中懂得生物界在豐富多彩的本質(zhì)，從而進(jìn)行辯證唯物主義的思想教育； 2.在基因突變的學(xué)習(xí)中懂得如何確立健康的生活方式。 3．引導(dǎo)學(xué)生從生物學(xué)角度對(duì)基因突變和基因重組作科學(xué)的了解，形成正確的科學(xué)價(jià)值觀，激發(fā)學(xué)生的責(zé)任感。 三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：1．基因突變的概念及特點(diǎn)。2．基因突變的原因。 難點(diǎn)： 基因突變和基因重組的意義。 四、學(xué)情分析 生物的變異現(xiàn)象對(duì)于學(xué)生而言并不陌生，通過(guò)初中生物課的學(xué)習(xí)學(xué)生已經(jīng)初步認(rèn)識(shí)到生物的變異首先與遺傳物質(zhì)有關(guān)，其次與環(huán)境有關(guān)本節(jié)在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)遺傳物質(zhì)究竟是如何引起生物的變異的。 五、教學(xué)方法 1．學(xué)案導(dǎo)學(xué)：見后面的學(xué)案。 2．新授課教學(xué)基本環(huán)節(jié)：預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑→情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)→合作探究、精講點(diǎn)撥→反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè)→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí) 六、課前準(zhǔn)備 1．學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：預(yù)習(xí)本節(jié)問(wèn)題探討及基因突變的實(shí)例。 2．教師的教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件制作，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課內(nèi)探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué)案。 七、課時(shí)安排：1課時(shí) 八、教學(xué)過(guò)程 (一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑 檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對(duì)性。 （二）情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。 引言：前面我們對(duì)遺傳問(wèn)題進(jìn)行了學(xué)習(xí),知道了主要的遺傳物質(zhì)是DNA，控制生物性狀遺傳的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位是基因，以及遺傳的二個(gè)基本定律和伴性遺傳。 生物性狀是由什么決定的呢？（答：由遺傳物質(zhì)決定的。） 性狀表現(xiàn)除與遺傳物質(zhì)有關(guān)外，還與什么有關(guān)？（答：與外界條件有關(guān)）性狀由親代傳遞到子代時(shí)，會(huì)不會(huì)一成不變呢？當(dāng)然不會(huì)，或多或少都會(huì)存在差異，這又為什么呢？（答：這是因?yàn)樯矬w不僅具有遺傳還具有變異。） 在豐富多彩的生物界中，蘊(yùn)含著形形色色的變異現(xiàn)象。那么生物的變異又是如何產(chǎn)生的呢？又有什么特點(diǎn)呢？今天，我們就來(lái)學(xué)習(xí)這方面的知識(shí)。 檢查學(xué)生預(yù)習(xí)情況并讓學(xué)生把預(yù)習(xí)過(guò)程中的疑惑說(shuō)出來(lái)。 設(shè)計(jì)意圖：步步導(dǎo)入，吸引學(xué)生的注意力，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。 （三）合作探究、精講點(diǎn)撥。 探究1.基因突變的實(shí)例 講述：生物的變異有兩種類型。那什么情況下的變異不遺傳，什么情況下的變異可遺傳？我們知道生物的表現(xiàn)型與基因型和外界環(huán)境條件有關(guān)。像玉米這樣，子粒飽滿是由于水、肥和光充足引起，也就是外界環(huán)境條件引起的，這種變異是不遺傳的。而太空椒邀游過(guò)太空，宇宙輻射改變了遺傳物質(zhì)，因此這個(gè)變異性狀就是可遺傳的。 可遺傳的變異是生物變異的主要類型。它的來(lái)源主要有三方面：基因突變、基因重組和染色體變異。 那么，什么是基因突變？基因突變是怎么產(chǎn)生的？又怎么導(dǎo)致生物變異呢？下面一些圖片是關(guān)于正常的紅細(xì)胞基因突變形成鐮刀型細(xì)胞貧血癥的內(nèi)容，我們先來(lái)看一下 （學(xué)生閱書第80—81頁(yè)后回答鐮刀型細(xì)胞貧血癥是怎樣引起的一種遺傳病？討論并回答問(wèn)題）。 問(wèn)：從片子中我們看到正常紅細(xì)胞是什么形狀？有什么功能？ （答：圓餅形狀，運(yùn)輸氧氣功能。） 問(wèn)：鐮刀型細(xì)胞貧血癥的紅細(xì)胞呈鐮刀狀，對(duì)功能的完成有沒(méi)有影響？ （答：有，運(yùn)氧氣能力降低，易破裂溶血造成貧血，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致死亡。） 講述：那么又是什么原因使正常紅細(xì)胞變成鐮刀型紅細(xì)胞？分子生物學(xué)研究表明是基因突變的結(jié)果。讓我們來(lái)看鐮刀型細(xì)胞貧血癥病因的圖解。 大家知道，性狀是由蛋白質(zhì)來(lái)體現(xiàn)的，我們先來(lái)看正常血紅蛋白與鐮刀型血紅蛋白的氨基酸的組成（學(xué)生看課文81頁(yè)討論并回答問(wèn)題）。 問(wèn)：兩者有什么區(qū)別？（答：正常的是谷氨酸，異常的是纈氨酸） 問(wèn)：氨基酸是由什么決定的？（答：由信使RNA上的密碼子決定的。） 問(wèn)：構(gòu)成信使RNA上的密碼子的那些堿基又是由什么決定的呢？（答：由DNA上的堿基決定的。） 問(wèn)：大家來(lái)比較一下正常與異常的DNA，它們的區(qū)別在哪里？ （答：一個(gè)堿基對(duì)的改變。） 問(wèn)：DNA上一個(gè)堿基對(duì)發(fā)生了改變，最終導(dǎo)致了鐮刀型細(xì)胞貧血癥。我們知道性狀是由基因控制的，基因是怎么來(lái)決定性狀的？ （答：基因是由脫氧核苷酸組成的，脫氧核苷酸的排列順序代表了遺傳信息，基因控制生物性狀就是要把特定的遺傳信息通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯反映到具體的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)上。） 講述：我們看控制血紅蛋白的DNA上一個(gè)堿基對(duì)改變，使得該基因脫氧核苷酸的排列順序發(fā)生了改變（教師引導(dǎo)學(xué)生回答），也就是基因結(jié)構(gòu)改變了，最終控制血紅蛋白的性狀也會(huì)發(fā)生改變，所以紅細(xì)胞就由圓餅狀變?yōu)殓牭稜盍恕；蚪Y(jié)構(gòu)改變除了堿基對(duì)的替換，還會(huì)不會(huì)有其它可能？ 大家回顧一下，什么叫基因？基因的分子結(jié)構(gòu)如何？出示基因結(jié)構(gòu)變化示意圖，對(duì)圖講解。 現(xiàn)在請(qǐng)大家自己來(lái)總結(jié)出基因突變的概念。 （答：DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添和缺失而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變叫基因突變。） 講述：基因突變是染色體的某一個(gè)位點(diǎn)上基因的改變，基因突變使一個(gè)基因變成它的等位基因，并且通常會(huì)引起一定的表現(xiàn)型變化。如棉花正常枝→短果枝、普通羊→短腿羊、正常人→白化病、水稻高桿→矮桿、果蠅的紅眼→白眼等。 那么基因突變是如何產(chǎn)生的呢？ 探究2.基因突變的原因 學(xué)生閱讀書本81頁(yè)自己總結(jié)易誘發(fā)生物發(fā)生基因突變并提高基因突變頻率的因素有三類： （1）物理因素：包括X射線、紫外線、激光等； （2）化學(xué)因素：有亞硝酸、堿基類似物等。 （3）生物因素：如病毒和某些細(xì)菌等 生物的變異不只是由基因突變引起的，我們?cè)鯓尤フJ(rèn)識(shí)由于基因突變而引起的變異？下面我們就來(lái)了解基因突變的特點(diǎn)。 探究3.基因突變的特點(diǎn) 出示圖片：棉花正常枝→短果枝；水稻高桿→矮桿；果蠅長(zhǎng)翅→殘翅；雞的直羽→卷羽；人正常色覺→色盲；正常人→白化病。這些圖片，有植物，動(dòng)物，還有人的例子，你們認(rèn)為突變有什么特點(diǎn)？（可讓學(xué)生進(jìn)行討論，用具體實(shí)例來(lái)說(shuō)出各特點(diǎn)。） （答：植物、動(dòng)物和人都可能發(fā)生基因突變。） 基因突變是發(fā)生在什么時(shí)期？哪些細(xì)胞能發(fā)生基因突變？ （答：其實(shí)基因突變可以發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期和生物體的任何細(xì)胞。） 問(wèn)：如果突變發(fā)生在體細(xì)胞，該性狀會(huì)不會(huì)遺傳給后代？ （答：不會(huì)，只有生殖細(xì)胞的突變才會(huì)遺傳給后代） 既然任何生物發(fā)育的任何時(shí)期任何細(xì)胞都可能發(fā)生突變，那是不是突變很容易發(fā)生呢？請(qǐng)大家閱讀書本第82頁(yè)第4段的內(nèi)容。（通過(guò)一問(wèn)一答的形式明確） 基因突變率很低，高等生物中大約有十萬(wàn)個(gè)到一億個(gè)生殖細(xì)胞中才會(huì)有一個(gè)生殖細(xì)胞發(fā)生基因突變，低等生物，細(xì)菌、噬菌體突變頻率更低，同一種生物不同的基因突變率也不一樣。 基因突變對(duì)生物體究竟好不好呢？大家討論一下。 我們能不能只讓它進(jìn)行有利的突變呢？這不行。因?yàn)榛蛲蛔兪遣欢ㄏ虻?。一個(gè)基因可以向不同的方向發(fā)生突變，產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因?；蛲蛔兊奶攸c(diǎn)有：①普遍性、②隨機(jī)性、③低頻性（突變率低）、④多數(shù)有害性、⑤不定向性。（在進(jìn)行討論時(shí)，教師要適時(shí)根據(jù)具體情況引導(dǎo)，正確了解基因突變的特點(diǎn)，就能正確地認(rèn)識(shí)基因突變引起的變異） 基因突變往往產(chǎn)生了一些新性狀，這對(duì)生物有什么意義？ 探究4．基因突變的意義 學(xué)生閱讀書本82頁(yè)第5段思考討論基因突變的意義。 探究5.基因重組 其實(shí)生物變異不只是由基因突變引起的，基因重組也會(huì)造成生物變異。那么基因重組造成的生物變異又是在什么情況下發(fā)生的呢？又有什么特點(diǎn)呢？接下來(lái)我們就來(lái)學(xué)習(xí)基因重組。什么是基因重組呢？基因重組是控制不同性狀的基因重新組合。關(guān)于基因重組我們?cè)谇懊鎸W(xué)習(xí)自由組合定律時(shí)已經(jīng)接觸過(guò)這方面的知識(shí)。大家先回顧一下，黃色圓粒與綠色皺粒作親本雜交，產(chǎn)生后代的過(guò)程。 問(wèn)：F２除了黃色圓粒、綠色皺粒以外還有兩種親本所沒(méi)有的新性狀：黃色皺粒、綠色圓粒，這兩種性狀與親本相比是不是變異性狀？ （答：是。） 問(wèn)：它們又是如何產(chǎn)生的呢？ （答：在F１減數(shù)分裂形成配子時(shí)，控制不同性狀的基因自由組合形成的。） 問(wèn)：基因重組可以發(fā)生在什么情況下？ （答：減數(shù)分裂形成配子時(shí)非同源染色體上的非等位基因自由組合） 基因重組還可以發(fā)生在減數(shù)分裂四分體時(shí)期，由于同源染色體的非姐妹染色單體之間常常發(fā)生局部互換，而造成控制不同性狀的基因重新組合（教師引導(dǎo)回答。） 請(qǐng)大家舉出基因重組的例子。（回答：略） 大家舉出的例子有好多，要強(qiáng)調(diào)的是這些基因重組的變異必須通過(guò)有性生殖過(guò)程實(shí)現(xiàn)。豐富多彩的變異形成了生物多樣性的重要原因之一。因此對(duì)生物進(jìn)化具有十分重要的意義。 （四）反思總結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)。 教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，并進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)。 教師列表總結(jié)基因突變和基因重組的本質(zhì)、發(fā)生時(shí)間及原因、條件和意義等。 基因突變 基因重組 本質(zhì) 基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，產(chǎn)生了新基因，出現(xiàn)了新的性狀。 不同基因的重新組合，不產(chǎn)生新基因，而是產(chǎn)生新的基因型，使不同性狀重新組合。 發(fā)生時(shí)間及原因 細(xì)胞分裂間期DNA分子復(fù)制時(shí)，由于外界理化因素引起的堿基對(duì)的替換、增添或缺失。 減數(shù)第一次分裂后期中，隨著同源染色體的分開，位于非同源染色體上的非等位基因進(jìn)行了自由組合。 條件 外界環(huán)境條件的變化和內(nèi)部因素的相互作用。 有性生殖過(guò)程中進(jìn)行減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞。 意義 生物變異的根本來(lái)源，是生物進(jìn)化的原材料。 生物變異的來(lái)源之一，是形成生物多樣性的重要原因。 發(fā)生可能 突變頻率低，但普遍存在。 有性生殖中非常普遍。 設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)并對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單的反饋糾正。（課堂實(shí)錄） （五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。 我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了基因突變和基因重組，那么，可遺傳的變異還有染色體變異，在下一節(jié)課我們一起來(lái)學(xué)習(xí)染色體變異。這節(jié)課后大家可以先預(yù)習(xí)這一部分，著重分析染色體變異的類型。并完成本節(jié)的課后練習(xí)及課后延伸拓展作業(yè)。 設(shè)計(jì)意圖：布置下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè)，并對(duì)本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時(shí)批閱本節(jié)的延伸拓展訓(xùn)練。 九、板書設(shè)計(jì) 第五章　基因突變和其他變異 第一節(jié)　基因突變和基因重組 一．基因突變： 1．基因突變的實(shí)例： 2．基因突變的概念：3．基因突變的原因：4．基因突變的特點(diǎn)： 5．基因突變的意義： 二.基因重組： 1．概念： 2．類型： 3．意義： 三.基因突變與基因重組的區(qū)別 十、教學(xué)反思 1．本節(jié)根據(jù)具體的事例和學(xué)生已掌握的知識(shí)來(lái)設(shè)置問(wèn)題，符合學(xué)生特點(diǎn)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生思維的積極性，在尋求問(wèn)題答案的同時(shí)，既獲得了知識(shí)，又提高了能力； 2.把重點(diǎn)難點(diǎn)突破分解成一個(gè)個(gè)較小的問(wèn)題，深入淺出，事半功倍，較好地完成了本節(jié)的教學(xué)任務(wù)。 3．基因突變的時(shí)間分配比基因重組的時(shí)間需要的多些 在后面的教學(xué)過(guò)程中會(huì)繼續(xù)研究本節(jié)課，爭(zhēng)取設(shè)計(jì)的更科學(xué)，更有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)，也希望大家提出寶貴意見，共同完善，共同進(jìn)步!