2024-2025學(xué)年高中生物 第五章 基因突變及其他變異 第一節(jié) 基因突變和基因重組教案 新人教版必修2

2024-2025學(xué)年高中生物第五章基因突變及其他變異第一節(jié)基因突變和基因重組教案新人教版必修2學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點教具教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容來自于2024-2025學(xué)年高中生物新人教版必修2，第五章“基因突變及其他變異”的第一節(jié)“基因突變和基因重組”。本節(jié)課主要介紹了基因突變的概念、特點以及原因，同時探討了基因重組的類型、意義以及應(yīng)用。

具體內(nèi)容包括：

1.基因突變：介紹基因突變的概念、特點（隨機性、低頻性、多數(shù)有害性等），以及基因突變的原因（外因：物理因素、化學(xué)因素、生物因素；內(nèi)因：DNA復(fù)制錯誤、DNA修復(fù)失敗等）。

2.基因重組：介紹基因重組的類型（自由組合型和交叉互換型），以及基因重組的意義（生物多樣性的原因之一，是生物變異的來源之一，對生物的進化也具有重要的意義）。

3.基因重組的應(yīng)用：介紹基因重組在基因工程中的應(yīng)用，如基因工程藥物的制備、基因治療等。同時，結(jié)合實例分析基因重組在農(nóng)業(yè)育種中的應(yīng)用，如雜交水稻的培育。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)倫理等方面的核心素養(yǎng)。

1.生命觀念：通過學(xué)習(xí)基因突變和基因重組，使學(xué)生理解生物多樣性的原因，認識到生命的可變性和生命的復(fù)雜性，進一步形成生物進化的概念。

2.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，使學(xué)生能夠運用所學(xué)的知識解釋生活中的生物學(xué)現(xiàn)象，如雜交育種、基因治療等。

3.科學(xué)探究：通過小組合作、討論交流等方式，培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力和探究精神，使學(xué)生在探究過程中能夠提出有價值的問題，并通過實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)分析等方法解決問題。

4.科學(xué)倫理：在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注基因技術(shù)在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用，使學(xué)生認識到科學(xué)技術(shù)的雙刃劍效應(yīng)，培養(yǎng)學(xué)生的倫理意識，如對基因編輯技術(shù)的利弊進行合理評價。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容之前，學(xué)生應(yīng)該已經(jīng)掌握了細胞的基本結(jié)構(gòu)、DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制、基因的概念等基礎(chǔ)知識。此外，學(xué)生還應(yīng)該具備一定的實驗操作能力和數(shù)據(jù)分析能力，以便能夠理解和應(yīng)用本節(jié)課所學(xué)的知識。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：對于高中階段的學(xué)生，基因突變和基因重組作為生物學(xué)的核心內(nèi)容，具有一定的挑戰(zhàn)性和趣味性，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在學(xué)習(xí)能力方面，學(xué)生應(yīng)該具備一定的自主學(xué)習(xí)能力和合作學(xué)習(xí)能力，能夠通過小組討論、實驗操作等方式深入理解知識。在學(xué)習(xí)風(fēng)格方面，學(xué)生可能更傾向于通過實驗操作、互動交流等方式學(xué)習(xí)，因此在教學(xué)過程中應(yīng)注重實踐性和互動性。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在學(xué)習(xí)本節(jié)課的過程中，學(xué)生可能會遇到以下困難和挑戰(zhàn)：（1）基因突變和基因重組的概念較為抽象，學(xué)生可能難以理解；（2）基因突變的原因和類型較多，學(xué)生可能難以記憶和區(qū)分；（3）基因重組的應(yīng)用涉及到較多的實例和原理，學(xué)生可能難以將其與實際應(yīng)用聯(lián)系起來；（4）實驗操作和數(shù)據(jù)分析需要一定的技巧和方法，學(xué)生可能需要較多的練習(xí)和實踐。教學(xué)方法與策略1.選擇適合教學(xué)目標(biāo)和學(xué)習(xí)者特點的教學(xué)方法：

針對本節(jié)課的內(nèi)容，將采用講授法、案例研究法、小組合作學(xué)習(xí)法等教學(xué)方法。講授法主要用于向?qū)W生傳授基因突變和基因重組的基本概念、類型和原因等知識；案例研究法用于讓學(xué)生通過分析實際案例，理解基因重組的意義和應(yīng)用；小組合作學(xué)習(xí)法用于培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力和探究精神，使學(xué)生在合作中深入探究基因突變和基因重組的相關(guān)知識。

2.設(shè)計具體的教學(xué)活動：

（1）導(dǎo)入新課：通過播放一段關(guān)于基因突變在醫(yī)學(xué)應(yīng)用的視頻，引發(fā)學(xué)生對基因突變和基因重組的興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機。

（2）講授知識點：在講解基因突變和基因重組的概念、類型和原因時，結(jié)合PPT展示相關(guān)圖片和數(shù)據(jù)，以便學(xué)生更好地理解和記憶。

（3）案例分析：提供幾個關(guān)于基因重組在農(nóng)業(yè)育種和醫(yī)學(xué)應(yīng)用的案例，讓學(xué)生分組討論，分析案例中基因重組的類型、意義和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。

（4）小組實驗：安排一個關(guān)于基因重組的實驗，如模擬交叉互換型基因重組的實驗，讓學(xué)生在實驗操作中加深對基因重組過程的理解。

（5）總結(jié)與反思：讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識和實驗結(jié)果，總結(jié)基因突變和基因重組的特點、意義和應(yīng)用，并反思所學(xué)內(nèi)容在實際生活中的價值。

3.確定教學(xué)媒體和資源的使用：

（1）PPT：制作包含豐富圖片、數(shù)據(jù)和實例的PPT，以便在講解知識點時進行展示，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效果。

（2）視頻：播放關(guān)于基因突變在醫(yī)學(xué)應(yīng)用的視頻，幫助學(xué)生更好地理解基因突變和基因重組的實際應(yīng)用。

（3）實驗材料和工具：準備基因重組實驗所需的材料和工具，如顯微鏡、染色體標(biāo)本等，以便學(xué)生進行實驗操作。

（4）在線工具：引導(dǎo)學(xué)生利用在線工具進行數(shù)據(jù)分析，如基因序列分析工具，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力。

（5）課外閱讀材料：推薦一些關(guān)于基因突變和基因重組的課外閱讀材料，讓學(xué)生在課后進一步拓展知識，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。教學(xué)過程設(shè)計1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對基因突變和基因重組的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們知道基因突變和基因重組是什么嗎？它們與我們的生活有什么關(guān)系？”

展示一些關(guān)于基因突變和基因重組的圖片或視頻片段，讓學(xué)生初步感受生物學(xué)的魅力或特點。

簡短介紹基因突變和基因重組的基本概念和重要性，為接下來的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.基因突變和基因重組基礎(chǔ)知識講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解基因突變和基因重組的基本概念、類型和原因。

過程：

講解基因突變和基因重組的定義，包括其主要組成元素或結(jié)構(gòu)。

詳細介紹基因突變和基因重組的類型、原因，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解。

3.基因突變和基因重組案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過具體案例，讓學(xué)生深入了解基因突變和基因重組的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的基因突變和基因重組案例進行分析。

詳細介紹每個案例的背景、特點和意義，讓學(xué)生全面了解基因突變和基因重組的多樣性或復(fù)雜性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對實際生活或?qū)W習(xí)的影響，以及如何應(yīng)用基因突變和基因重組解決實際問題。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個與基因突變和基因重組相關(guān)的主題進行深入討論。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達能力，同時加深全班對基因突變和基因重組的認識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對展示內(nèi)容進行提問和點評，促進互動交流。

教師總結(jié)各組的亮點和不足，并提出進一步的建議和改進方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強調(diào)基因突變和基因重組的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括基因突變和基因重組的基本概念、類型、案例分析等。

強調(diào)基因突變和基因重組在現(xiàn)實生活或?qū)W習(xí)中的價值和作用，鼓勵學(xué)生進一步探索和應(yīng)用基因突變和基因重組。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫一篇關(guān)于基因突變和基因重組的短文或報告，以鞏固學(xué)習(xí)效果。拓展與延伸1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料：

-《基因的奧秘》：這本書以通俗易懂的語言介紹了基因的概念、基因突變和基因重組的過程，以及它們在生物進化中的作用。通過閱讀這本書，學(xué)生可以更深入地理解基因突變和基因重組的原理和意義。

-《基因編輯技術(shù)及其應(yīng)用》：這篇文章詳細介紹了基因編輯技術(shù)的原理、類型和應(yīng)用，包括CRISPR-Cas9等現(xiàn)代基因編輯工具。通過閱讀這篇文章，學(xué)生可以了解基因編輯技術(shù)的發(fā)展趨勢和潛在應(yīng)用領(lǐng)域。

2.鼓勵學(xué)生進行課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-讓學(xué)生觀看TED演講或科普視頻，如《CRISPR-Cas9：基因編輯的未來》等，以了解基因編輯技術(shù)在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用和挑戰(zhàn)。

-組織學(xué)生參觀基因?qū)嶒炇一蛏锛夹g(shù)公司，讓學(xué)生親身體驗基因突變和基因重組的實驗操作，了解基因技術(shù)在實際應(yīng)用中的原理和過程。

-讓學(xué)生進行基因突變和基因重組的課題研究，如調(diào)查某種遺傳病的基因突變類型和頻率，或研究某種農(nóng)作物的基因重組育種方法。通過課題研究，學(xué)生可以提高自己的實踐能力和創(chuàng)新能力。

-鼓勵學(xué)生參加科學(xué)競賽或?qū)W術(shù)研討會，如全國中學(xué)生生物競賽等，與其他學(xué)生分享和交流自己在基因突變和基因重組方面的知識和研究成果。教學(xué)反思與總結(jié)教學(xué)反思：

在本次關(guān)于基因突變和基因重組的教學(xué)中，我嘗試采用了多種教學(xué)方法和策略，希望能夠激發(fā)學(xué)生的興趣，提高他們的理解和應(yīng)用能力。在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，通過提問和展示相關(guān)圖片，我試圖讓學(xué)生對基因突變和基因重組產(chǎn)生好奇心和探究欲望。在基礎(chǔ)知識講解環(huán)節(jié)，我使用了PPT和圖表來幫助學(xué)生理解抽象的概念和原理。在案例分析環(huán)節(jié)，我選擇了幾個典型的案例，讓學(xué)生通過小組討論的方式深入探討基因突變和基因重組的特性和重要性。在小組討論環(huán)節(jié)，我鼓勵學(xué)生積極思考和參與，培養(yǎng)他們的合作能力和解決問題的能力。在課堂展示與點評環(huán)節(jié)，我讓學(xué)生表達自己的觀點和想法，并通過提問和點評來促進互動交流。在課堂小結(jié)環(huán)節(jié)，我簡要回顧了本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，并強調(diào)了基因突變和基因重組的重要性和意義。最后，我布置了課后作業(yè)，讓學(xué)生進一步鞏固所學(xué)知識。

教學(xué)總結(jié)：

從學(xué)生的反饋和表現(xiàn)來看，我覺得本節(jié)課的教學(xué)效果總體上是積極的。大部分學(xué)生對基因突變和基因重組的概念和原理有了較為清晰的理解，能夠運用所學(xué)知識分析和解決實際問題。學(xué)生在小組討論和課堂展示環(huán)節(jié)表現(xiàn)出了較高的參與度和合作能力，他們的思考和觀點也給我留下了深刻的印象。通過這次教學(xué)，我感到學(xué)生在知識、技能和情感態(tài)度方面都有了明顯的收獲和進步。

然而，我也意識到教學(xué)中存在一些問題和不足。首先，部分學(xué)生對基因突變和基因重組的概念理解仍然較為模糊，需要進一步的講解和輔導(dǎo)。其次，在小組討論環(huán)節(jié)，部分學(xué)生參與度不高，可能需要更多的引導(dǎo)和激勵。此外，在課堂展示與點評環(huán)節(jié)，時間安排可能有些緊張，可以考慮適當(dāng)延長一些時間，以便學(xué)生更充分地展示和交流。

改進措施和建議：

針對上述問題和不足，我計劃在今后的教學(xué)中進行以下改進：

1.在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，可以嘗試更多的方式激發(fā)學(xué)生的興趣，如通過講述相關(guān)的故事、案例或進行互動游戲等。

2.在基礎(chǔ)知識講解環(huán)節(jié)，可以結(jié)合更多的生活實例和實際應(yīng)用，幫助學(xué)生更好地理解和記憶概念和原理。

3.在小組討論環(huán)節(jié)，可以提前給出具體的問題和任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生有針對性地進行討論和思考。

4.在課堂展示與點評環(huán)節(jié)，可以提前通知學(xué)生展示的時間和內(nèi)容，讓他們有足夠的時間準備和練習(xí)。

5.在課后作業(yè)布置環(huán)節(jié)，可以結(jié)合學(xué)生的實際情況和學(xué)習(xí)效果，適當(dāng)調(diào)整作業(yè)的難度和量。典型例題講解1.例題一：基因突變的原因有哪些？請舉例說明。

答案：基因突變的原因有外因和內(nèi)因。外因包括物理因素（如紫外線、X射線等）、化學(xué)因素（如堿基類似物、亞硝酸等）和生物因素（如病毒感染、細菌噬菌體等）。內(nèi)因包括DNA復(fù)制錯誤、DNA修復(fù)失敗等。例如，紫外線照射可以使DNA發(fā)生嘧啶二聚體形成，導(dǎo)致基因突變；亞硝酸可以使DNA堿基發(fā)生氧化，引起基因突變；病毒感染可以插入DNA中，導(dǎo)致基因突變。

2.例題二：請簡述基因重組的類型及其特點。

答案：基因重組的類型有自由組合型和交叉互換型。自由組合型是指在減數(shù)分裂過程中，同源染色體上的非等位基因隨機組合，形成新的基因組合。交叉互換型是指在減數(shù)分裂過程中，同源染色體上的非等位基因發(fā)生交換，形成新的基因組合。自由組合型基因重組的特點是基因組合隨機性；交叉互換型基因重組的特點是基因組合非隨機性。

3.例題三：請舉例說明基因突變在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。

答案：基因突變在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用有基因治療、基因診斷等。例如，通過基因治療可以將正常的基因?qū)牖颊唧w內(nèi)，修復(fù)或替換突變的基因，從而治療遺傳病。通過基因診斷可以檢測患者基因突變的情況，為疾病診斷和治療提供依據(jù)。

4.例題四：請簡述基因重組在農(nóng)業(yè)育種中的應(yīng)用。

答案：基因重組在農(nóng)業(yè)育種中的應(yīng)用有雜交育種、基因工程育種等。例如，通過雜交育種可以將優(yōu)良基因組合在一起，培育出高產(chǎn)、抗病、適應(yīng)性強的農(nóng)作物。通過基因工程育種可以將外源基因?qū)朕r(nóng)作物，培育出具有新性狀的轉(zhuǎn)基因作物，如抗蟲、抗除草劑等。

5.例題五：請解釋基因突變和基因重組的關(guān)系及其在進化中的作用。

答案：基因突變和基因重組是生物變異的兩種主要形式，它們在進化中具有重要的關(guān)系和作用?；蛲蛔兪请S機發(fā)生的，為生物提供了新的變異來源?；蛑亟M則是生物在繁殖過程中，通過遺傳物質(zhì)的重新組合，產(chǎn)生了新的基因組合，為生物的多樣性和適應(yīng)性提供了基礎(chǔ)。進化過程中，基因突變和基因重組不斷產(chǎn)生新的變異，通過自然選擇的作用，使得適應(yīng)環(huán)境的生物得以生存和繁衍，從而推動了生物的進化。板書設(shè)計①基因突變的概念：基因突變是指DNA分子發(fā)生堿基序列改變，導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。

②基因突變的原因：外因（物理因素、化學(xué)因素、生物因素）和內(nèi)因（DNA復(fù)制錯誤、DNA修復(fù)失?。?。

③基因突變的特點：隨機性、低頻性、多數(shù)有害性。

④基因重組的類型：自由組合型和交叉互換型。

⑤基因重組的意義：生物多樣性的原因之一，是生物變異的來源之一，對生物的進化也具有重要的意義。

⑥基因重組的應(yīng)