5.1基因突变和其他变异高一下学期生物人教版必修二

教学设计课题基因突变课时安排2课前准备教材内容分析本课选自人教版高中生物学教材必修2《遗传与进化》第5章第1节“基因突变和基因重组”，参考课时为2课时。“基因突变和基因重组”不仅是“基因的本质”、“基因的表达”相关教学内容的延伸，同时也为学生理解生物变异、育种和进化打下基础。因此本节课对新旧知识的承接具有重要作用。《普通高中生物学课程标准（2017年版）》提出本节应掌握的4个重要概念中，3个都与“基因突变”有关，因此“基因突变”是本节课内容的核心部分。本课题将围绕“基因突变”的实例、概念、结果、原因、特点和意义进行设计，其余知识点放在第2课时，不做过多描述。设计理念本课以“1942河南大饥荒”为引导,多个科学实验材料为辅助，创设能够促进深度学习的课堂情境,带领学生思考“基因突变是如何发生的”，“基因突变是否一定改变生物性状”、“基因突变是否一定能遗传给后代”等问题,让学生对基因突变原因、特点、意义有更直观的认识，加深了学生对基因突变的理解，最终达到将所学知识与情境建立联系并实现迁移的目的。学情分析通过之前的学习，学生对“基因的本质”、“基因的表达过程”、“基因表达产物与性状的关系”已经有了初步认识。在初中阶段，学生也简单接触过诱变育种和基因突变。因此本课先通过诱变育种导入新课，再利用“基因发生突变→表达产物改变→生物性状改变”的逻辑关系让学生理解抽象的概念。教学目标1.通过不同粮食作物的突变体形成原因进行分析,进一步理解结构与功能观，并总结出基因突变的概念；2.通过模拟活动，尝试了解基因突变的形成过程，推测基因突变的结果；3.通过讨论结肠癌发生的原因，说明癌变与基因突变之间的关系，远离致癌因子，选择健康的生活方式；4.分析基因突变的原因，阐明基因突变的意义，初步形成变异与进化观；5.通过了解诱变育种的实例,体会科学技术在发展社会生产力中的巨大作用。教学重难点1.基因突变的概念2.基因突变的原因和意义3.基因突变对生物性状的影响教学过程教学环节（一）师生活动【创设情境】1942河南大饥荒的视频【问题探讨】1.如何在有限的土地资源中种植满足近14亿人口的粮食需求？3.杂交育种和诱变育种的原理是什么？设计意图视频导入，初步认识基因突变及其意义，激发学习兴趣。同时让学生意识到我国粮食产量的提高离不开育种工作者的努力。教学环节（二）师生活动【实例分析】结合学习任务单中的资料①②③，说出不同突变体形成的根本原因。①水稻斑马叶突变体；②小麦早抽穗突变体；③拟南芥黄心突变株。【问题引导】1.水稻出现斑马叶的直接原因是什么？2.水稻出现斑马叶的根本原因是什么？（1）丝氨酸和天冬酰胺对应的密码子有什么共同点？（2）在mRNA分子上,碱基怎样改变会导致丝氨酸变为天冬酰胺?（3）那对应的DNA又应该发生怎样的改变?3.小麦提前抽穗的根本原因是什么？4.为什么插入1个碱基却改变了84个氨基酸序列？5.拟南芥出现黄心的根本原因是什么？6.缺失4个碱基为什么导致氨基酸缺失22个？设计意图通过对水稻、小麦、高粱这些粮食作物的突变情况进行分析，尝试建构基因突变的概念，并进一步强化结构与功能观。教学环节（三）师生活动【模拟活动】将学生分为5人一组，模拟DNA的复制、转录和翻译过程。在黑板上展示模板DNA碱基序列（ATGCGCTGGCTA//TACGCGACCGAT），由第1位学生记忆默写，第2、3位学生快速誊抄，第4位学生写mRNA序列，第5位学生写氨基酸序列。比一比哪个小组完成得又快又准确。【探究活动】根据学生出现的错误情况，引导学生深入分析基因突变一定会改变氨基酸序列吗？设计意图提高学生课堂参与度，通过游戏的方法巩固学生在复制、转录过程中碱基互补配对原则的使用，以及密码子表的读取。根据学生出现的错误情况进行深入分析，引导学生思考基因突变对蛋白质氨基酸序列的影响。如果学生的错误不多，可以用事先准备好的典型问题引发学生思考，从而巩固基因突变的概念。教学环节（四）师生活动【实例分析】观察“思考·讨论”中解释结肠癌发生的简化模型图,思考结肠癌发生的原因。【问题引导】1.从基因水平分析,结肠癌发生的原因是什么?2.健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗?3.根据图示推测,癌细胞与正常细胞相比,具有哪些明显的特点?设计意图通过对结肠癌实例的思考讨论，运用结构与功能观,描述基因突变可能导致细胞的癌变。通过对基因突变原因的分析,加深学生对基因突变概念的理解,形成珍爱生命的观念,选择健康的生活方式,远离致癌因子。教学环节（五）师生活动【资料分析】④MNU诱变燕麦实验⑤黑色桦尺蛾的出现【问题引导】1.桦尺蛾基因突变产生了什么新基因?2.这个新基因和原来的基因是什么关系?为什么?3.这个新基因是原来在自然界有吗?4.新基因的产生对生物生存有什么意义?设计意图让学生走进科学研究实验，并对实验结论进行分析，引导学生总结基因突变的特点。通过桦尺蛾的实例，化抽象为具体，帮助学生理解基因突变是产生新基因的途径，是生物变异的根本来源,为生物的进化提供了丰富的原材料。板书设计5.1基因突变和基因重组一、基因突变1.概念2.原因诱发突变:物理、化学、生物因素自发突变:DNA复制偶尔出错有丝分裂间期:体细胞3.时间(无性生殖遗传给后代）减数分裂间期:生殖细胞(有性生殖遗传给后代）低频性4.特点随机性不定向性普遍性5.意义产生新基因的途径，生物变异的根本来源,为生物的进化提供了丰富的原材料。教学反思信息技术作为教学辅助手段，可以让教学情境更为真实，课堂效果更活跃，教学内容更直观，从而更好地达到教