高中生物-基因突变和基因重组教学设计学情分析教材分析课后反思

1、创设情景，引入新课多媒体课件展示：1910年，一黑人青年因发烧和肌肉酸痛到医院看病，经检查发现他的红细胞为弯曲的镰刀状，（展示图片）引出镰刀形细胞贫血症，引导学生分析病因，发病的直接原因及根本原因，引入新课教学——基因突变。

2、基因突变的新授教学（1）基因突变的实例及概念从现象开始，追溯根源，鼓励学生运用已有知识积累，大胆联想、推理、讨论。通过观察课件（课本“思考与讨论”中P81图）引导学生进一步思考探索。从上→下顺次演示，让学生由表及里、由浅入深的认识。当学生已有一定的感性认识后，再次演示可变为从下→上次序播放。而此种安排则有助于学生明确因果关系，进一步加深对知识理解（基因对性状的控制是通过蛋白质合成来实现的）。完成思考讨论中的图解及问题。让学生观察P80图片，讨论英文句子中个别字母发生改变后，对于全句所表达的意思的影响情况。老师再通过联想和类比的方法，结合不同的密码子可以对应相同的氨基酸的知识，引导学生理解基因突变的概念，并引导学生推测基因突变与生物性状改变之间的关系，从而理解不是所有的基因突变都会导致生物体性状的改变。所以，基因突变对于生物体来说，有的有害，有的有利，有的既无害也无利。教师点拨引导学生得出基因突变的根本原因、概念、时间等问题（2）、基因突变的原因、类型和特点设问：基因突变为何产生？联系细胞的癌变展开互动的讨论，相互启发，互相补充，解疑去惑，获取知识，锻炼能力。同时引导学生得出基因突变的具体原因（外因→内因），并由课文叙述引导学生得出基因突变的类型有自然突变和诱发突变（人工诱变）两种，作为人工诱变育种的理论依据，为下章内容打下基础。通过学生自主学习、讨论探究，使学生对基因突变的特点有一定的认识和理解，在此基础上，教师做系统点拨和补充，使他们更加准确、牢固地掌握本知识点。（3）基因突变的意义在基因突变特点的探讨学习过程中已充分渗透了基因突变对生物进化的意义，并引导学生得出突变是不定向的，选择是定向的，为第七章生物的进化打下基础。（这里引导得出结论的同时重点强调）

3、基因重组的新授教学问题情境：P83课本中的“思考与讨论”入手，讨论亲子代之间，子代个体之间性状不同的原因，带领学生梳理知识直接找出基因重组的概念、类型，使学生深刻体会到：基因重组可以为变异提供极其丰富的来源，是生物多样性的原因之一，对生物进化有重要意义。4、课堂总结（注重知识联系，有利于对知识的理解）1）多媒体展示

基因突变基因重组本质

发生时间及原因

条件

意义

发生可能

发生的生物范围

联系

2）反馈训练（注意典型性，由基础到提高的层次性）板书设计一、基因突变1：概念

DNA分子中发生碱基对的替换、增添、缺失，而引起的基因结构的改变。

根本原因

DNA分子的碱基对发生变化

时间

DNA分子复制时

结果

引起基因结构的改变，可能会导致生物体的性状发生改变。2：原因（多媒体展示）

3：特点普遍性、随机性、不定向性、低频性、少利多害性4：意义基因突变是新基因产生的途径，是变异的根本来源，是生物进化的原始材料二、基因重组1：概念：生物体在有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合2：类型（1）随机重组：减数第一次分裂后期（2）交叉互换：简述第一次分裂四分体时期。3：意义

基因重组是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要的意义。

学生对于生物变异的现象并不陌生，通过初中生物课的学习，学生已初步认识到生物的变异首先与遗传物质有关，其次与环境有关。本节内容在此基础上，进一步引导学生学习遗传物质究竟是如何引起生物的变异的。

必修一中《细胞的癌变》一节，介绍了引起原癌基因与抑癌基因发生改变的原因，在此基础上，有利于学生理解引起基因突变的原因。

学生已学过的孟德尔的具有两对相对性状的豌豆杂交实验及基因自由组合定律的实质，在此基础上可以引导学生对基因重组概念、时期及意义的理解。运用多种教学手段，完成教学目标，把传授知识、培养兴趣和能力、渗透方法有机地结合到一起，全方位地培养学生。本节在引言部分，指出生物的变异具有普遍性，变异可以分为可遗传变异和不遗传变异，可遗传的变异有三种来源。本小节介绍了基因突变的概念、意义和特点，人工诱变在育种上的应用，以及基因重组的概念和意义。

教材从实例引入基因突变的概念，是为了便于学生理解抽象的概念。

在介绍基因突变的普遍性、随机性、自然突变率低、有害性和不定向性等特点时，教材也举了具体的实例。

旁栏设置的思考题和小资料，也有助于学生加深对基因突变特点的理解。

人工诱变在育种上有重要用途，教材通过介绍我国在诱变育种方面取得的成就，对学生进行爱国主义教育。

3.教材在学生已知的知识基础上，介绍了两种常见的基因重组。以基因的自由组合引起的基因重组为例，阐述了基因重组对于生物进化的重要意义。

教材还把重组DNA技术作为小字内容，安排在基因重组的正文之后，以扩展学生的知识面，使学生能够多了解一些先进的生物技术。4.本节内容可为第七章《生物的进化》中有关现代生物进化理论的学习打下基础。基因重组的内容需要本章第二节中的自由组合定律与连锁和交换定律的有关内容作基础。基础巩固一、选择题1．下列不属于基因突变的是()A．基因中碱基对的改变B．基因中碱基对的增加C．基因中碱基对的减少D．染色体中基因重复[答案]D[解析]染色体中基因重复不属于基因突变。2．镰刀型细胞贫血症发生的根本原因是()A．基因突变B．基因重组C．蛋白质结构改变D．染色体结构变化[答案]A[解析]根本原因是基因发生突变。3．下列叙述中，最能准确表达基因突变概念的是()A．DNA分子碱基对的增添B．DNA分子碱基对的缺失C．DNA分子碱基的替换D．基因结构的改变[答案]D[解析]基因突变是基因结构发生改变。4．基因突变发生在什么过程中()A．DNA复制B．DNA形成信使RNAC．信使RNA翻译成蛋白质D．RNA的逆转录过程[答案]A[解析]基因突变发生在DNA复制过程中。5．如果一个基因中的一个脱氧核苷酸种类发生了变化，在正常情况下，这种变化将最终导致()A．遗传性状的变化B．遗传密码的变化C．遗传信息的变化D．遗传规律的变化[答案]C[解析]若一个基因中的一个核苷酸种类改变，将最终导致遗传信息的改变。6．下列有关基因突变的错误叙述是()A．染色体突变的致死机会大于基因突变B．有丝分裂和减数分裂过程中都可发生C．发生于生殖细胞才可以遗传D．突变基因都能遗传给后代[答案]D[解析]体细胞突变不一定遗传给后代。7．关于基因突变的下列叙述中，错误的是()A．基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或改变B．基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的改变而发生的C．基因突变可以在一定的外界环境条件或者生物内部因素的作用下引起D．基因突变的突变率是很低的，并且都是有害的[答案]D[解析]本题主要考查对基因突变的全面理解。A项正确，它说明了基因突变的本质。B项正确，它阐明了基因突变的原因。C项正确，它说明了引起基因突变的因素。D项错误，基因突变发生率确实很低，而且一般都是有害的，但不全是有害的，有一些基因突变是中性的，还有少数突变是有利的。二、非选择题8．滥用抗生素往往会导致细菌耐药性的产生。(1)细菌抗药性变异的来源属于________。(2)尽管在细菌菌群中天然存在抗药性基因，但是使用抗生素仍可治疗由细菌引起的感染，原因在于菌群中______________________________________。(3)细菌耐药性的形成是抗生素对细菌进行________的结果，其内在实质是________________________________________________________________________。(4)在抗生素的作用下，细菌往往只要一到两代就可以得到抗性纯系。而有性生殖的生物，淘汰一个原来频率较低的隐性基因，形成显性纯合子组成的种群的过程却需要很多代，原因是________________________________________________________________________。[答案](1)基因突变(2)有抗药性基因的个体占极少数(抗药性基因频率极低)(3)定向选择菌群中抗药性基因频率增加(4)隐性基因可通过杂合子保存下来9．下图表示某红色链孢霉合成精氨酸的过程示意图。请回答：基因Ⅰ基因Ⅱ基因Ⅲ↓↓↓酶Ⅰ酶Ⅱ酶Ⅲ↓↓↓某化合物→鸟氨酸→瓜氨酸→精氨酸(1)某菌株只能合成鸟氨酸和瓜氨酸，而不能合成精氨酸，产生这一现象的可能原因是________，导致________。(2)如果基因Ⅱ发生突变，导致酶Ⅱ不能合成，而其他基因正常，则该菌株能否合成鸟氨酸和精氨酸？________________________________。原因是____________________________________________。[答案](1)基因Ⅲ发生突变酶Ⅲ缺乏或丧失活性，所以无法合成精氨酸(2)能合成鸟氨酸，不能合成精氨酸缺少酶Ⅱ导致瓜氨酸不能合成，缺少合成精氨酸的原料能力拓展一、选择题1．一对夫妇正常，但他们生了一个色盲女孩，这个女孩出现色盲很可能的原因是()A．卵细胞形成的过程中发生了基因突变B．精子的形成过程中发生了基因突变C．父亲的体细胞发生了基因突变D．母亲的体细胞发生了基因突变[答案]B2．5－溴尿嘧啶(Bu)是胸腺嘧啶(T)的结构类似物，在含有Bu的培养基上培养的大肠杆菌中碱基数目不变，但(A＋T)/(G＋C)的碱基比例略小于原大肠杆菌，这说明Bu诱发突变的机理是()A．阻止基因的正常配对B．断裂DNA链中糖和磷酸基之间的化学键C．诱发DNA链发生碱基种类置换D．诱发DNA链发生碱基序列的改变[答案]C3．在形成卵细胞过程中，基因突变可能发生在()A．卵原细胞B．初级卵母细胞C．次级卵母细胞D．卵细胞[答案]A[解析]基因突变最可能的发生时段是DNA复制时，用排除法即可得A。4．下面叙述的变异现象，可遗传的是()A．割除公鸡和母鸡的生殖腺并相互移植，因而部分改变第二性征B．果树修剪后，形成的树冠具有特定的形状C．用生长素处理未经受粉的番茄雌蕊，得到的果实无籽D．开红花的一株豌豆自交，后代部分植株开白花[答案]D5．用紫外线照射红色细菌的培养液，几天后出现了一个白色细菌菌落，把这个白色细菌菌落转移培养，长出的菌落全部是白色的，这属于()A．染色体变异B．自然突变C．人工诱变D．基因重组[答案]C6．大气中的臭氧层可滤除大量的紫外线，保护地球上的生物。紫外线破坏生物的根本原因是导致生物()A．基因突变B．皮肤癌变C．染色体变异D．蛋白质凝固[答案]A7．贫铀弹的放射性污染，可使生物体产生变异，导致癌变、白血病和新生儿畸形等。近年来，一些欧洲国家纷纷报道本国参加南联盟维和行动的士兵因患癌症等疾病死亡，并称为“巴尔干综合症”，对上面现象的讨论，下列哪项是不正确的()A．大多数基因突变对生物是有害的B．当射线作用于生殖细胞或发育的胚胎时，新生儿可能畸形C．“巴尔干综合症”都将遗传给后代D．射线引起“巴尔干综合症”的主要原因是诱发基因突变[答案]C8．原核生物中某一基因的编码区起始端插入了一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪种情况，有可能对编码的蛋白质结构影响最小()A．置换单个碱基对B．增加4个碱基对C．缺失3个碱基对D．缺失4个碱基对[答案]D[解析]考查基因突变的实质。在编码区插入一个碱基对，因每相邻的三个碱基决定一个氨基酸，所以必然造成插入点以后几乎所有密码子的改变，控制相应的氨基酸发生变化，致使编码的蛋白质差别很大。若插入一个碱基对，再增添2个、5个、8个碱基对，或缺失1个、4个、7个碱基对，恰好凑成3的倍数，则对后面密码子不产生影响，致使编码的蛋白质差别不大。二、非选择题9．白化病和黑尿症都是酶缺陷引起的分子遗传病，前者不能由酪氨酸合成黑色素，后者不能将尿黑酸转变为乙酰乙酸，排出的尿液因含尿黑酸，遇空气氧化变黑。下图表示人体内与之相关的一系列生化过程。请根据以上材料回答：(1)该图中的酶A能催化苯丙氨酸转变成酪氨酸，而不能催化β－羟苯丙氨酸转变为尿黑酸，原因是什么？(2)酶B是在皮肤细胞内合成的，与它的合成、运输及加工关系最密切的细胞器有哪些？(3)引起白化病产生的根本原因是什么？由此可知，基因是如何控制生物性状的？(4)由上图可见：若控制酶A合成的基因发生了变异，会引起多个性状改变；黑尿症与图中几个基因都有代谢联系。这说明了什么？[答案](1)酶的催化作用具有专一性。(2)核糖体、线粒体、内质网、高尔基体。(3)控制合成酪氨酸酶的基因发生了改变。基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状。(4)一个基因可能控制多个性状；一个性状可能受多个基因控制。[解析]此题主要考查与酶有关的细胞结构、基因控制蛋白质合成、基因突变等方面的知识。此外，作为解答此题必不可少的背景知识，考生还必须了解生物体中的物质之间的相互转变是一系列的酶促反应。在能力方面，本题主要考查考生运用相关生物学原理分析问题的能力。图中显示：决定正常人皮肤颜色黑色素的形成，受两种酶(酶A和酶B)的控制，而两种酶是在两个基因的控制下形成的，说明一个性状可能受多个基因控制。图中还显示：白化病和黑尿症都与缺乏正常酶A有关，说明一个基因可以控制多种性状。10．以HbS代表镰刀型细胞贫血症的致病基因，HbA代表正常的等位基因。有一对表现型正常的表兄妹结婚后，共生了七个孩子，其中两个夭折于镰刀型的细胞贫血症。在分析该夫妇的血样时发现，当氧分压降低时，红细胞有收缩呈镰刀状的现象，而正常的纯合子HbAHbA的红细胞在同样氧分压时不变形。请分析回答：(1)该夫妇的基因型分别是________和________。(2)存活的五个孩子中，与双亲基因型相同的几率是________。(3)人类产生镰刀型细胞贫血病的根