2024-2025学年新教材高中生物 第5章 基因突变及其他变异 第1节 基因突变和基因重组教案 新人教版必修2

2024-2025学年新教材高中生物第5章基因突变及其他变异第1节基因突变和基因重组教案新人教版必修2主备人备课成员教学内容分析本节课的主要教学内容来自2024-2025学年新教材高中生物第5章“基因突变及其他变异”中的第1节“基因突变和基因重组”。教学内容聚焦基因突变的概念、原因、类型及其对生物多样性的影响，同时涉及基因重组的基本原理及其在生物进化中的作用。

教学内容与学生已有知识的联系在于，学生在前期课程中已经学习了基因的概念、遗传信息的传递以及基因与性状的关系。在此基础上，本节课将进一步探讨基因如何在复制和重组过程中发生突变，这些突变如何影响个体和种群的遗传特性。通过这一联系，学生能够更深入地理解生物变异的本质，以及这些变异如何成为生物进化的原材料。核心素养目标本节课的核心素养目标旨在培养学生以下能力：首先，通过探究基因突变和基因重组的过程，提高学生的生命观念，使其能够理解生物变异的内在机制及其在生物进化中的重要性。其次，通过分析基因突变与生物多样性的关系，发展学生的科学思维，使其能够运用科学方法探讨遗传变异问题。再次，通过案例研究和讨论，培养学生科学探究的能力，使其能够自主提出问题、设计方案、分析数据并得出结论。最后，结合现实生活中的实例，提高学生的社会责任感，使其认识到生物技术在生产生活中的应用及其伦理意义，符合新教材对学生核心素养培养的要求。学情分析本节课面向的是高中二年级的学生，他们在知识、能力、素质方面具备以下特点：

1.知识层面：学生已经掌握了基因、DNA和遗传信息的知识，能够理解基因在生物体内的重要作用。然而，对于基因突变、基因重组等较深入的遗传学概念，他们的理解可能还不够深入，容易将这些复杂过程简化，难以把握其内在联系。

2.能力层面：学生在科学探究方面具备一定的能力，能够运用所学知识分析问题，但部分学生可能在实际操作、数据处理和分析推理方面存在困难。此外，学生的批判性思维能力有待提高，对于基因突变与生物进化等抽象概念，需要引导他们学会质疑、思考。

3.素质层面：学生在合作学习方面表现出较好的团队精神，能够积极交流、分享观点。但在自主学习方面，部分学生可能缺乏主动性和自律性，需要教师进行引导和监督。此外，学生的社会责任感和伦理观念逐渐形成，对于生物技术的应用和伦理问题表现出较高的关注。

具体分析如下：

（1）学生层次：学生层次参差不齐，部分学生对生物学有浓厚兴趣，知识掌握扎实，具备较好的学习基础；而另一部分学生则可能在学习过程中感到吃力，对生物学概念的理解相对困难。

（2）知识方面：学生对基因、DNA和遗传信息的基本概念已有一定了解，但基因突变、基因重组等知识点较为复杂，学生可能难以理解其中的机制。此外，学生对生物进化理论的了解程度不同，可能会影响到对基因突变在生物进化中作用的理解。

（3）能力方面：学生在分析问题、解决问题方面表现出一定的能力，但实际操作、数据处理和推理分析能力有待提高。在学完本节课后，学生应能够：

-分析基因突变和基因重组的机制；

-掌握基因突变与生物多样性的关系；

-运用所学生物学知识，对实际问题进行科学探究。

（4）素质方面：学生在合作学习、交流分享方面表现良好，但自主学习能力、自律性等方面有待提高。此外，学生对生物技术在生产生活中的应用及伦理问题表现出较高关注，有利于培养其社会责任感。

（5）行为习惯：学生的学习习惯各异，部分学生养成了良好的预习、复习习惯，能够主动学习；而另一部分学生可能在学习过程中依赖性强，需要教师进行督促和指导。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源准备1.教材：确保每位学生都有2024-2025学年新教材高中生物第5章“基因突变及其他变异”中的第1节“基因突变和基因重组”的相关教材或学习资料，以便学生能够预习、复习和跟随课堂讲解。

2.辅助材料：

-准备与基因突变和基因重组相关的图片、图表、动画和视频等多媒体资源，用于直观展示基因突变的过程、类型和基因重组的机制。

-收集相关科学研究的案例，如具体基因突变引起的疾病实例，以及基因重组在生物育种中的应用案例，以便在课堂上进行分析讨论。

-准备相关的科普文章和新闻，涉及基因编辑技术、生物伦理等内容，以增强学生对社会责任感的认识。

3.实验器材：

-如果课程中包含实验环节，准备PCR扩增仪、电泳设备、凝胶成像系统等实验器材，确保其完整性和安全性。

-准备实验所需的试剂和耗材，如DNA提取试剂盒、PCR反应混合物、DNA标记物等。

-确保实验室的安全设施完善，如生物安全柜、个人防护装备等。

4.教室布置：

-根据教学需要，将教室分为讲授区、讨论区、实验操作台等不同区域。

-讲授区配置多媒体教学设备，如投影仪、电脑等，以便展示辅助教学材料。

-讨论区设置成小组形式，配备白板或黑板，方便学生进行讨论和记录。

-实验操作台应提前布置好，确保实验器材和试剂的有序摆放，同时保证操作空间的安全和舒适。

5.教学互动工具：

-准备课堂互动工具，如答题器、教学管理系统等，以便进行课堂提问、投票和反馈。

-准备在线学习平台，如学校的教学平台或虚拟实验室，供学生课前预习、课后复习和拓展学习。教学流程本节课的教学流程分为课前、课中和课后三个阶段，共计45分钟。

1.课前准备（5分钟）

（1）教师通过在线学习平台发布预习任务，要求学生阅读教材中关于基因突变和基因重组的内容，了解基本概念和过程。

（2）学生完成预习任务，对课堂内容进行初步了解。

2.课中教学（35分钟）

（1）导入新课（5分钟）

利用多媒体展示基因突变和基因重组在生物进化中的应用案例，激发学生兴趣，引出本节课的主题。

（2）知识点讲解（15分钟）

①基因突变的概念、原因、类型及影响。

通过讲解和辅助材料（如图片、动画等），让学生了解基因突变的基本知识，强调基因突变对生物多样性的影响。

②基因重组的概念、类型及在生物进化中的作用。

结合教材内容，讲解基因重组的机制，并举例说明其在生物育种中的应用。

（3）案例分析（5分钟）

分组讨论教材中提供的案例，分析基因突变和基因重组在生物进化中的作用，引导学生运用所学知识解决实际问题。

（4）实验环节（5分钟）

①学生分组进行PCR实验，观察基因突变检测过程。

②教师示范基因重组实验，并解释实验原理。

（5）课堂小结（5分钟）

教师通过提问、投票等方式，检查学生对本节课知识点的掌握情况，并对重难点进行总结。

3.课后巩固与拓展（5分钟）

（1）作业布置：针对本节课的内容，布置相关习题和思考题，要求学生在课后完成。

（2）拓展学习：推荐学生阅读相关科普文章和新闻，了解基因编辑技术、生物伦理等话题。

（3）在线讨论：鼓励学生在学习平台上就课堂内容和拓展学习中的疑问进行讨论，分享学习心得。

具体用时分配：

1.课前准备：5分钟

2.课中教学：

-导入新课：5分钟

-知识点讲解：15分钟

-案例分析：5分钟

-实验环节：5分钟

-课堂小结：5分钟

3.课后巩固与拓展：5分钟学生学习效果1.知识掌握：

-学生掌握了基因突变的概念、原因、类型及其对生物多样性的影响，能够运用所学知识解释遗传变异现象。

-学生理解了基因重组的基本原理及其在生物进化中的作用，能够分析基因重组在实际应用中的价值。

-学生能够运用所学知识，结合教材中的案例，对基因突变和基因重组相关问题进行科学探究。

2.能力提升：

-学生的科学思维能力得到提高，能够运用批判性思维分析基因突变与生物进化之间的关系。

-学生在实验操作、数据处理和分析推理方面的能力有所提升，能够独立完成简单的遗传实验。

-学生的合作学习能力和交流沟通能力得到锻炼，能够在小组讨论中发挥积极作用。

3.素质培养：

-学生对生物学产生了更浓厚的兴趣，提高了学习积极性，养成了良好的自主学习习惯。

-学生在生物伦理观念方面有所提升，能够关注生物技术在生产生活中的应用及其伦理问题。

-学生的社会责任感增强，能够认识到生物科技对社会发展的重要性，并关注相关领域的新闻和动态。

具体表现如下：

1.学生在课堂上的参与度明显提高，能够主动提问、积极回答问题，表现出对知识点的深入思考。

2.在案例分析环节，学生能够运用所学知识分析问题，提出合理的解决方案，显示出良好的知识运用能力。

3.在实验环节，学生能够按照实验步骤进行操作，观察实验现象，并通过分析实验结果，加深对基因突变和基因重组过程的理解。

4.课后作业和拓展学习中，学生表现出较高的学习热情，能够主动完成习题，并通过学习平台进行讨论和分享。

5.学生在学习过程中形成了良好的团队合作意识，能够在小组讨论中互相学习、共同进步。板书设计1.重点知识点：

①基因突变：概念、原因、类型、影响

②基因重组：概念、类型、生物进化中的作用

③生物多样性与遗传变异

2.关键词：

①突变

②重组

③多样性

④进化

3.趣味性表达：

①基因的“变身术”：介绍基因突变的类型和过程，以卡通形象或比喻手法增加趣味性。

②DNA的“重组舞会”：形象地描述基因重组的过程，激发学生对基因重组的兴趣。

③生物多样性的“色彩盘”：用色彩丰富的图案展示生物多样性的丰富性，引导学生理解遗传变异的意义。

板书设计示例：

```

┌───────────┐

│基因突变│

│1.概念│

│2.原因│

│3.类型│

│4.影响│

└───────────┘

│

▼

┌───────────┐

│基因重组│

│1.概念│

│2.类型│

│3.生物进化│

└───────────┘

│

▼

┌─────────────┐

│生物多样性与遗传变异│

│丰富多彩的“色彩盘”│

└─────────────┘

```典型例题讲解例题1：

题目：某基因发生了一个点突变，导致其编码的蛋白质中的一个氨基酸发生了改变。请分析这个突变对该蛋白质功能的影响。

解答：这个突变可能会导致蛋白质的结构和功能发生改变。具体影响需要进一步分析突变发生的氨基酸在蛋白质中的位置和功能。如果突变发生在关键区域，可能会导致蛋白质功能丧失或减弱；如果发生在非关键区域，可能对蛋白质功能影响较小。

例题2：

题目：基因重组在生物进化中有重要作用。请举例说明基因重组在生物育种中的应用。

解答：基因重组在生物育种中具有重要意义。例如，通过基因重组，可以将不同品种的优良性状进行组合，培育出具有多种优良性状的新品种。如将抗病性强和产量高的基因进行重组，培育出既抗病又高产的新品种。

例题3：

题目：基因突变和基因重组是生物多样性的重要来源。请举例说明它们在生物多样性形成中的作用。

解答：基因突变和基因重组为生物进化提供了丰富的遗传变异。例如，在自然选择作用下，有利的突变和重组可以被保留并传递给后代，从而促进了物种的适应和分化，形成了丰富的生物多样性。

例题4：

题目：基因突变可能导致疾病的发生。请举例说明一个由基因突变引起的遗传病，并分析其发病机制。

解答：镰状细胞性贫血是