基因突變和基因重組的教學設計

王慧英河北平山古月中學

一、教學目標

知識方面：

1、舉例說明基因突變的特征和原因

2、說出基因突變的意義

3、舉例說明基因重組及其意義

情感態度和價值觀方面：

1、通過基因突變原因的學習，樹立事物發展的內因是根本，外因是條件的辨證唯物的思想

2.通過對基因突變原因及特點的邏輯論證過程，不但可以使學生懂得生物界豐富多彩的本

質，還可以對學生進行用辨證唯物主義的觀點認識生物體和生物界的思想教育。

3.通過基因突變與生活的聯系，使學生能形成關愛生命，熱愛生命的態度。

能力目標：

1.通過對課本中實例的分析，培養學生分析歸納總結的邏輯推理能力。

2.通過學生之間相互啟發、相互補充、激發靈感，提高學生合作一探究的能力。

3.教師精心設計訓練和反饋.培養學生理論聯系實際的能力。

二、教學重點、難點

重點：1.基因突變的概念及特點

2.基因突變的原因

難點：基因突變和基因重組的意義

三、教學與學法方法

教師在教學過程中利用多媒體課件適當補充相關的可料,創設形象生動的教學氛圍，讓

學生從實例分析入手,教師適當舉例以問題形式層層遞進引導，按照認知的規律從現象到本

質，從宏觀到微觀來歸納總結概念；引導學生運用類比推理的方法，從討論英文句子中發生

個別字母改變可能導致句子意義的變化情況和一本書的文字信息在重新拷貝一份時易發生

的錯誤，進行理解引導聯想和類比，理解基因突變和生物性狀改變的關系；以設問、討論的

形式引導學生通過問題探究和自主合作學習思考基因突變和重組的意義；用填表的形式引導

學生進行知識的對比和總結。最后有效小練進行鞏固和加深理解，以達到學生對知識的掌控

一次性到位。

四、學情分析

生物的變異現象對于學生而言并不陌生。通過前面對基因結構和功能的學習，學生已經

初步認識到生物的變異與遺傳物質有關，也與環境有關?；蛲蛔兒突蛑亟M是遺傳學中重

要的概念，是學生學習生物遺傳、變異和進化的基礎，其中的基因突變是生物變異這部分教

學內容中的一個重點知識，由于該部分的知識比較抽象，需要學生具備相當強的抽象、空間

思維能力和豐富的想象力，雖然學生在本模塊前面的教學內容中遇到類似的情況，通過學習

提高了能力，但要達到從分子水平上理解和掌握，仍需要教師通過采取適當的教學策略，引

導學生在不斷地探究、思考、分析和討論的過程中實現教學目標。

五、教材版本及設計意圖

教材版本：人民教育出版社，新課標高中生物必修二第五章基因突變及其它變異第一節《基

因突變和基因重組》

設計意圖：從基因結構變化的角度來認識生物發生變異的原因，是基因表達的延續和拓展，

也是學習6章和7章的基礎。通過本節學習，從實例入手，通過對鐮刀型細胞貧血癥

的分析，引入基因突變的概念，并對基因突變的概念進行詳細分析讓學生明白概念的

內涵和外延，根據以前基因的相關知識，對基因表達的異常情況進行理解，然后再仔

細闡述基因突變的原因和特點。在講述基因突變的原因和特點時，先大致歸納了引起

基因突變的三類原因，然后緊扣原因分析特點。在闡述自然狀態下基因突變的頻率很

低時，教材用實例說明在一個足夠大的群體中，即使基因突變頻率很低，突變個體仍

然會占有一定的數量。這個實例體現了生物在進化教程中“變”與“不變”的平衡，

有助于學生理解基因突變在生物進化中所占有的重要地位。在基因重組部分，對前面

的減數分裂進行生習，結合相關知識再利用課本中的“思考與討論”讓學生利用數學

方法，通過計算，體會基因重組機制提供的極其多樣的基因組合方式。

六、教學過程

《基因突變和基因重組》教學案

問題設計問題：

1、籽粒飽滿的種子與普通種子相比，太空椒與普通青椒相比,性狀有明顯的

差異，原因何在?子粒大而飽滿的種子種下去長不出同樣好的種子，而是普通

種子;把肥大的太空青椒籽種下去可以結出肥大的青椒。這些現象說明什么

問題？

2、請根據資料利用基因控制蛋白質合成的有關知識分析完成鐮刀型貧血

癥病因的圖解。討論該病能否遺傳？還有哪些情況也會引起類似的蛋白質

結構的變化？總結基因突變的概念。

3、基因突變都會引起性狀的改變嗎？對生物生存有何影響？基因突變的

結果是什么？

4、癌癥就是由于基因突變引起的，請大家結合生活實際，討論總結哪些

人容易患癌癥？

5、基因突變有何特點？

6、基因突變什么時候容易發生？基因突變的結果是什么？

7、如何理解基因突變的隨機性和不定向性？

8、基因重組的概念、類型和意義是什么？

9、列表比較基因突變和基因重組。

所需設備：投影儀、電腦演示PPT教學軟件

教師活動學生活動設計意圖

一、引入新課

播放投影：一張是普通的青椒

學生討論，組織語言，分析可能原通過問題激發學生學

種子在水、肥、光特別充足的

因。習興趣，激活學生思

條件下，所結的果實較大，種

維，激發學生用所學

子飽滿，但種下去的果實還是

知識解決實際問題的

原來的大小，沒有太大的改變。

熱情，并引入變異的

另一張是太空椒（普通種子遨

概念及類型。

游過太空后培育而成的）與普

通青椒相比，果實明顯增大，

種下它的種子，仍是肥大果實。

提出問題1.籽粒飽滿的種子

2

與普通種子相比，太空椒與普

通青椒相比，性狀有明顯的差

利用多媒體的優勢進

異，原因何在？學生回答：發生了變異

行直觀性教學，培養

子粒大而飽滿的種子種下去長

學生的觀察能力和比

不出同樣好的種子，而是普通

學生回答：生物的變異有的不能遺較能力。

種子;把肥大的太空青椒籽種

傳有的可以遺傳。創設情境，讓學生進

下去可以結出肥大的青椒。這

行問題的探究、創造

些現象說明什么問題？

討論與交流機會。

教師根據學生回答歸納總結

我們知道生物的表現型與

基因型和外界環境條件有關。

像普通青椒這樣果實較大，子

粒而飽滿是由于水、肥和光充

足引起的（也即由外界環境條

件引起），這種變異是不可遺傳

的。而太空椒遨游過太空，宇宙

輻射改變了其遺傳物質，因而

改變了其性狀，這個變異性狀

是可遺傳的。從上述可以看出，

生物的變異受基因的和環境的

共同影響，而變異有這樣兩種

類型：可遺傳的變異和不遺傳

的變異。

可遺傳的變異是生物變異

的主要類型。它的來源主要由

三個方面：基因突變、基因重組

和染色體變異。

培養學生運用知識解

二、基因突變的概念學生小組合作討論，完成鐮刀型貧決問題的能力。

用多媒體展示鐮刀型貧血癥患血癥病因的圖解，并討論其能否遺理解紅細胞形態不同

者和正常人的紅細胞圖片，組傳？嘗試總結基因突變的概念。是因為血紅蛋白質分

織學生觀看關于正常紅細胞的學生得出結論子不同，而血紅蛋白

基因突變形成鐮刀型細胞貧血1.控制血紅蛋白的基因中的一個堿不同是組成蛋白質的

征的錄像以及相關文字資料?；鶎Φ母淖冊斐闪搜t蛋白的一個氨基酸的種類也不

提出問題2.請根據資料利用氨基酸的改變從而引起了血紅蛋白同，而氨基酸的種類

基因控制蛋白質合成的有關知結構的改變并最終導致鐮刀型貧血是由密碼子來決定

識分析完成鐮刀型貧血癥病因癥的發生。的。密碼子的排列是

的圖解。討論該病能否遺傳？2.DNA分子中發生堿基對的替換、由DNA分子決定的。

還有哪些情況也會引起類似的增添或缺失，而引起基因結構的改密碼子發生改變是因

蛋白質結構的變化？總結基因變叫做基因突變。為DNA分子發生了改

突變的概念。3.如果這種變化發生在體細胞一變。從而加深學生對

關于概念：般不會遺傳給后代，如果發生在生基因控制生物形狀的

殖細胞則可能遺傳給后代。故基因相關知識的理解。

如果學生有困難，教師提示突變是可遺傳的變異，但不一定都引導學生歸納和概

（教師舉例引導：大家請看老能遺傳給后代。括，以把握基因突變

師手中的這本書，書中有文字的實質或內涵在于基

信息，圖片信息等，其中的信因結構的改變，領會

息是不會發生改變的，若要照基因突變的外延包括

它的文字再抄一份時，就可能堿基對的增添、缺失

發生多抄字、少抄字和抄錯字或替換。

的現象根據此同學們請同學們

完成對概念的理解）

引導學生多角度分析

①.學生可以根據基因控制蛋

問題，養成發散思維

白質過程來思考完成病因圖

習慣，領悟辨證唯物

解。在此基礎上引導學生分析

主義的思想。

除了這種堿基改變還有其他情

況會引起基因結構改變嗎？進

而總結出基因突變的概念。

②.考慮這種變化發生在細胞

和生殖細胞有什么差別？學生歸納得出結論1：

通過多媒體出示幻燈片，組織堿基對在變，可以堿基是脫氧核甘

關于概念的深入思考：酸的組成，堿基在這實質上就是脫

學生討論問題1:概念中誰在氧核甘酸在變

變？可不可以說成脫氧核甘酸學生歸納行出結論2：替換若發生在

在變？決定密碼子的第一和第二堿基上則

學生討論問題2：DNA的一條模對氨基酸的影響較大，若在第三堿

板鏈原來的堿基組成為GTA,基則有可能不影響。

當它的第一個堿基由G突變成在增添和缺失的變異中增或缺一對

A時其決定的氨基酸有何變兩對的影響大，在它所增的位置后

化？如果第三個堿基由A突變面所有的密碼子都發生了改變，若

成G時其決定的氨基酸有沒有是三對則相比前兩種影響相對較

變化？（密碼子：組氨酸CAU小。也有例外，比如變后正好成了

或CAC；酪氨酸UAU）終止子影響也較大。

在替換種類中哪一種變異對

生物的影響大？培養學生的列舉事實

在增添和缺失的類型中對生和歸納能力

物的影響又如何（增一對，利用生活中的實例幫

學生歸納得出結論3：

增兩對，增三對，在哪里助學生理解基因發生

由于密碼子的兼并性，基因發生突

增）？突變的原因。給予學

變不一定會引起形狀的改變。

提出問題3.基因突變都會引生在健康保健方面的

如果生物性狀沒有改變對生物生存

起性狀的改變嗎？對生物生一些指導建議，引導

沒有影響，如果引起生物產生有害

存有何影響？基因突變的結果學生形成熱愛生命珍

的變異，則不利于生物適應環境，

是什么？愛生命的價值觀。

教師提示補充：基因突變會產如果產生有利變異則有?利生物不斷

生原因的等位基因，有隱適應變化的環境。

性突變和顯性突變，若是

生物基因型有AA突變成Aa

也不會引起性狀改變。

三、基因突變的原因

4

出示癌癥的相關資料學生思考、討論，并舉例說明：

1.經常吃剩飯和剩菜，其中的細菌

提出問題4.癌癥就是由于基

病毒，和代謝產物如亞硝酸鹽等致

因突變引起的，請大家結合生

癌物質。

活實際，討論總結哪些人容易

2.處于生長旺盛時期的青少年長時

患癌癥？

間使用手機，防止手機輻射對■大腦

等器官發育的影響。

2.懷孕的婦女不能照X光，高能量

的射線對胎兒不利，還有長時間使

用電腦以免輻射對胎兒的不利影

響。

3.在強日光下暴曬容易得皮膚癌。學生自主學習，歸納

4.前蘇聯的切爾諾貝利核電站發生概括能力。通過問題

核泄漏時.，核電站周圍的居民得癌引領，加深對知識的

癥的幾率大大增加。理解，加強前后知識

5.生活在進行過豪華裝潢的居室中之間的聯系，提高學

的兒童易患白血病。生發散思維能力。

G.K期食用咸菜等腌制食品過多可

能會致癌。

7.一些病毒能誘發細胞癌變。

學生討論歸納：生物因素突變、

物理因素和化學因素。基因可以分

為自發突變和誘發突變。學生自主學習，

學生自主學習歸納總結出教師通過問題引導學

四、基因突變的特點

1.基因突變的特點。生思考，加深對各特

問題5.基因突變有何特

2.基因一般在DNA復制時候容易點的了解。

點？

發生基因突變。

教師展示：4個幻燈片，

3.基因突變一般會產生原基因的通過教師指導，提高

引導探窕：殘翅果蠅.短腿安

等位基因。學生繪圖，試圖能力；

康羊.白化病病人.鐮刀型細胞

4.突變發生的個體、部位、基因、加深對基因重組的理

貧血癥的患者圖片。

時間是隨機的。解：掌握基因重組的

教師提示：任何一種生物

5.突變發生的時間越早，表現突變意義。使課堂教學有

都是長期進化過程的產物，它

的部分越多，突變發生的時期越延續性和生成性，促

們與環境條件之間已經取得了

晚，表現突變的部分越少。（如進學生的自主發展。

高度的協調。如果發生基因突

發生在植物葉芽和花芽上的突

變，就有可能破壞這種協調關

變）

系，所以基因突變一般是對生

多角度加深對知識理

物的生存是有害

解

問題6.基因突變什么時

候容易發生？基因突變的結果

是什么？

學生自學總結：課堂效果反饋，鞏固

問題7.如何理解基因突

基因突變是新基因產生的途知識。

變的隨機性和不定向性？

徑，是生物變異的根本來源，是生

五、基因突變的意義

物進化的原始材料。

問題8.基因突變的意義？

教師活動：多媒體呈現多

幅圖片

圖片1:“一母生九子，連

母十個樣”

圖片2：一只母貓和它的

幾個小貓的照片

圖片3：一只白豬它的8

只小豬的體色

學生觀察，討論

教師問：生物子代與親

代之間.子代與子代之間的個學生回答：父母的遺傳物質的重新利用問題層層遞進，

體差異又稱為什么現象？組合。符合學生的認知習

教師導出基因重組慣，同時鍛煉了學生

六、基因重組的獨立思考能力。

問題9.基因重組的概念、學生繪圖，教師糾正，引導學生理

類型和意義是什么？解基因重組的概念和類型。

學生自學總結基因重組的意義。

為幫助學生理解和記憶，

可提出下列問題讓學生思考：學生自學并總結：

1非.等位基因

1.“基因重組”是指基

因的重新組合，哪曲基因可以

進行重新組合呢？2.因為非等位基因位于非同源染色

2.非等位基因為什么要體上，非同源染色體要重新組合

重新組合呢？3.減數分裂第一次分裂的后期

3.非同源染色體在什么

時期重新組合？4.分離

4.減數分裂第一次分裂

后期，同源染色體和等位基因

是怎樣變化的？

教師引導學生繪制減數分

裂四分體時期同源染色體的非

蛆妹染色單體的交叉互換圖解

和減數第一次分裂后期同源染

色體分裂非同源染色體的自由

和合圖解。

教師展示：減數分裂的圖

基因突變思因重組

片O

不同基因的重新組合，不產生新2

七、基因重組和基因突變的比基因的分子結構發生改變產生了新

本質因，而是產生新的基因型，使不同

較基因，出現了新的性狀。

狀重新阻合。

幻燈片出示表格，學生討

細胞分裂間期DNA分子復同時，由于減數第一次分裂后期中，隨著同游

論完成。發生時間

外界理化因素或自身生理因素引起色體的分開，1立于非同源染色體上

八、課堂反饋練習及原因

的堿基對的替換、增添或喪失。非等位基因進行了自由組合。

幻燈片展示課堂練習題。

條件外界環境條件的變化和內邵因素的有性生殖過程中進行減數分裂形人

6

九、教師留課下作業相互作用。生殖細胞C

生物變異的根本來源，是目?物進化的生物變異的來源之一，是形成生物

意義

原材料。樣性的重要原因。

發生可能突變頻率低，但普遍存在有性生殖中非常普遍。

學生討論完成表格

學生獨立完成

七、板書設計

第五章第一節