高中生物必修二第五章

第五章基因突变及其他变异

第一节基因突变和基因重组

一：教材分析

1、教材内容

本节是人教版普通高中标准实验教科书生物必修2《遗传与进化》的第五章《基因突变及其他变异》的第一节内容。

本节介绍了可遗传变异的两种类型：基因突变和基因重组，其中基因突变从实例对镰刀型细胞贫血症的分析入手，引入基因突变的概念，然后详细阐述基因突变的原因和特点、意义。在阐述自然状态下基因突变的频率很低时，教材用实例说明在一个足够大的群体中，即使基因突变频率很低，突变个体仍然会占有一定的数量。这个实例体现了生物在进化过程中“变”与“不变”的平衡，有助于学生理解基因突变在生物进化中所占有的重要地位。

在基因重组部分，教材设置了“思考与讨论“的栏目，旨在让学生利用数学方法，通过计算，体会基因重组机制提供的极其多样的基因组合方式，从而帮助学生理解基因重组是生物多样性形成的主要原因。正文中则简要阐述了基因重组的概念、类型和意义。本节内容引导学生从分子水平上理解遗传物质如何引起生物变异的。

2、教材地位和作用

通过前面各章的学习，学生对“基因是什么”、“基因在哪里”和基因如何起作用“等问题已有了基本的认识。本章内容既是对前四章内容合乎逻辑的延续，又是学习第六章《从杂交育种到基因工程》和第七章《现代生物进化理论》的重要基础。

3、教学目标

依据课程标准和本节内容确定本节教学目标为：

知识目标：

①举例说明基因突变的特点和原因。

②举例说出基因重组。

③说出基因突变和基因重组的意义。

能力目标：

①通过对课本中实例的分析，培养学生分析归纳总结的逻辑推理能力。

②通过学生之间相互启发、相互补充、激发灵感，提高学生合作—探究的能力。

③教师精心设计智能训练和反馈．培养学生理论联系实际的能力。

情感目标：

①通过生物变异的事例，增强学生对生物世界探究的好奇心及保护意识，培养学生们严谨的科学态度和热爱科学的兴趣。

②引领学生进入“自主—合作—探究”新课程理念氛围，让学生真正成为学习的主人。

4、教学重点

基因突变的概念、特点及原因。

5、教学难点

基因突变和基因重组的意义。

二：教学策略

1、从科学发现的过程切入，设置问题情境，引导学生探究。

对于于基因突变，通过镰刀型细胞贫血症的实例，从现象开始，追根溯源，让学生理解基因突变的根本原因是ＤＮＡ分子的碱基对发生了变化，这种变化可能会导致生物体的性状发生改变，并结合“思考与讨论”中的问题让学生讨论和探究。通过讨论让学生认识到基因突变的本质是ＤＮＡ分子的碱基对发生了改变，并且能够进一步理解“基因对性状的控制是通过控制蛋白质合成来实现的”这一基本的生物学原理。

2、用类比推理的方法引导学生理解基因突变的类型。

引导学生理解基因突变的类型时，可让学生观察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。通过分析可以看出，英语句子中一个字母的改变，可能导致句子的意思不变、变化不大和完全改变这三种情况。然后，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。3、通过生活中的具体事例引导学生理解抽象的概念。

在学习基因突变的原因时，引用癌症的病例，介绍癌症的形成是体细胞发生基因突变的结果，然后让学生列举生活中的事例，归纳哪些因素会导致基因突变。

4、以设问和讨论的形式引导学生思考基因突变和基因重组的意义。

教师精心设问，使学生理解基因突变最重要的特点是产生了新的基因，原来的基因和新的基因所表达的性状为自然环境提供了选择的材料。

联系孟德尔豌豆杂交实验，让学生理解基因重组尽管不能产生新的基因，但可以产生不同的生物性状组合，产生新的基因型。所以说，基因重组为生物的进化提供了可供选择的材料。

5、以填表的形式引导学生对比和总结。

教师在教学结束时，可将基因突变和基因重组进行列表总结，其中的总结内容可由学生讨论回答

三：学法

观察与比较、思考与讨论、分析与归纳

四、学情分析

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。

五、教学过程

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

2）反馈训练（注意典型性，由基础到提高的层次性）

六、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。

七、教学效果

预期效果：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。

八、教学反思

在本节课的设计过程中尝试建立新的课堂教学模式，打破以教师、课堂、书本为中心，以讲授灌输为主线的教学套路，构建以学生主动参与，探究创新为主线的教学模式。充分发挥学生学习的自主性，引导学生主动发现问题，主动搜集、分析有关信息和资料，主动建构良好的认识结构，使学生受到科学方法的训练，培养学生自主学习的意识。

第二节染色体变异

一、说教材

1、教材地位和作用

本节课是人教版高中生物第二册第六章第四节生物的变异的第二部分—染色体变异。染色体变异是生物可遗传变异的三个来源之一，在本章中起着承上启下的作用。既巩固了基因突变的相关知识，又为本章第五节《人类遗传病与优生》中有关染色体异常遗传病和第七章《生物的进化》中有关现代生物进化理论的学习打下基础。

2、教材处理

本节主要讲授“染色体结构的变异和染色体组的概念，染色体倍性(二倍体、多倍体、单倍体)及其在育种上的应用”。共安排2课时完成（这里只介绍第一课时的设计）

3、教学目标

知识与技能：⑴染色体结构变异的四种类型（B．识记）。

⑵染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的概念（B．识记）。

过程与方法：⑴以猫叫综合症产生原因为例，引出染色体结构变异的四种类型；以果蝇的染色体为例，讲解染色体组的概念，训练学生由具体到抽象的思维能力。

⑵通过对单倍体、二倍体和多倍体的分类依据的学习，对学生进行比较、分类思维能力的训练。

情感与价值：通过了解在自然或人为条件下，染色体会发生结构或数目的改变进而改变生物的遗传性状，树立事物是普遍联系的，外因通过内因起作用的辩证唯物主义观念。

4、教学重点难点关键

教学重点染色体数目的变异染色体组的概念、二倍体、多倍体和单倍体的概念

教学难点（1）染色体组的概念。

（2）单倍体的概念及“倍”的概念。

教学关键染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念

二、说教法

教学方法：开放式探究、启发式引导、互动式讨论、反馈式评价

本节课的教法贯穿启发式教学原则，采用“多媒体引导点拨”的教学方法以多媒体演示为载体，以“引导思考”为核心，设计课件展示，并引导学生沿着积极的思维方向，逐步达到即定的教学目标。

教学手段：借助影片、图片等多媒体辅助教学

三、说学法

学习方法：自主探究、观察发现、合作交流、归纳总结

根据学生思维的特点，遵循“教必须以学为主立足点”的教学理念，让每一个学生自主参与整堂课的知识构建。在教学的各个环节中引导学生进行类比迁移，对照学习。学生在教师营造的“可探索”的环境里，积极参与，生动活泼地获取知识，掌握规律、主动发现、主动发展。

四、说教学程序

（一）.温故知新、导入新课

复习提问:

基因突变导致生物变异的原因是什么?

回答:基因突变是基因结构发生改变，从而使遗传信息改变，使蛋白质结构改变、生物性状改变，即生物发生了变异。

那么，基因是什么?它和染色体又有何关系?

回答:基因是有遗传效应的DNA片断，染色体是DNA的载体，基因在染色体上呈线形排列。

引出新知:

对于一个生物体来说，正常情况下，其染色体的结构和数量都是稳定的。但在自然条件或人为因素的影响下，染色体的结构和数量均会发生改变，从而导致生物性状的改变，这就属于染色体变异。

（二）.把握重点、突破难点

重点的把握：

1、染色体结构的变异

播放影片:猫叫综合征幼儿。让学生观察: 患儿哭声轻、音调高，很像猫叫。教师补充: 患儿的征状---两眼较低、耳位低下，存在着严重的智力障碍。阐述病因---染色体片段缺失

第三节人类遗传病

一、说教材

在“基因突变和其他变异”这一章中，前两节介绍了可遗传的变异，而基因突变和染色体变异会导致生物性状的改变，在人体则可表现为某种疾病。教材中关于普通感冒和肥胖的问题探讨，以及由此引出的人类其他的疾病是否是遗传病的讨论，正是涉及到遗传物质是否改变的问题，也是本节首先要解决的问题。

遗传病通常是指由于遗传物质改变而引起的疾病。因此，学完基因突变和染色体变异之后，再进一步学习人类遗传病的类型，了解遗传病的监测和预防，关注遗传病给人类造成的危害，顺理成章，同时也是高中生应该具备的基本科学素养。

本课时是可遗传的变异的理论联系实际的延伸，通过有关的教学，要使学生进一步加深对本章内容的理解。

二、说教学目的

（一）知识目标：

1.了解人类遗传病的主要类型。

2.了解遗传病对人类的危害。

（二）能力目标：

1.通过介绍遗传病的类型，培养学生观察、分析、判断的思维能力。

2.通过复习旧知识引出新知识，培养学生温故知新、注重知识内在联系、知识迁移的学习方法。

3.通过阅读讨论，培养学生发散思维和创新精神。

（三）德育目标：

1．通过介绍遗传病对人类的危害，对学生进行人口素质教育。

2．通过介绍遗传病的发病率不断升高，对学生进行环保意识教育。

3．通过讨论，培养学生关注社会生活的主人翁意识及理论联系实际的作风。

三、说重点难点：

1、使用挂图、多媒体课件等教具，化抽象为具体，使学生知道常见的人类遗传病类型以及发病的原因。

2、如何开展及组织好人类遗传病的调查是本课时的难点，在课堂及课后都要对学生进行有关的指导。

四、说教学方法：

本课时的教学内容是介绍常见的人类遗传病，为吸引学生，课前准备从问题探讨引出人类疾病的两大类型，从而导入新课。为加深学生对遗传病的认识，激发学生的学习兴趣，还要搜集有关遗传病的资料和图片，力争使教学能联系实际和使教学直观化。

五、说学习方法：

1、要求学生进行自主个性化的学习，运用互联网、图书、杂志进行资料的收集和整理。

2、要求学生将获得的调查信息表达出来，进行科普写作。

3、让学生参与小组合作与交流。

六、说教学过程：

1、复习引入新课

先复习可遗传的变异，从问题探讨引出人类疾病的两大类型，从而导入新课。

第一部分：人类遗传病的概念和类型

总体设想：

准备通过列举已经学过的遗传病及产生原因，总结出人类遗传病的概念和类型。

第二部分：人类遗传病的具体类型

总体设想：

准备重点介绍人类遗传病的类型。通过让同学观察图片、阅读资料、分析原因，认识各种遗传病。

第三部分：遗传病的危害

总体设想：

准备通过资料列出遗传病的危害，并对学生进行环保和珍惜生命的教育。

人类遗传病的知识在课标中的要求属于了解层次，所以在课堂上更多的是让学生了解常见的人类遗传病和类型，并简单知道产生的原因，通过列举生活中的现象、事实和学生的体验来加深学生对遗传病的认识。

总之，在教学过程中，通过文字、图片、视频资料等辅助手段，加深学生对人类遗传病的认识，达到课标所要求的知识层次。

2、小结：人类遗传病的分类（略）

3、巩固练习：课本第94页判断题和《第二教材》（略）

七、说板书设计

在板书中,我根据板书的“规范、工整和美观”的要求，结合所学的内容，设计了如图所示的简洁的板书。

在其中，注重了重、难点的突出，使学生对知识的结构、层次、重点、难点一目了然，便于记忆和理解。

附板书：

第3节人类遗传病

一、人类遗传病

1．概念

2．分类

(1)单基因遗传病

(2)多基因遗传病

(3)染色体异常遗传病

①原因

②类型

3遗传病的特点

4．遗传病对人类的危害

八、说布置作业

在作业的布置中，我严格遵循“重质量、轻负担”的指导思想。第一题主要是为了帮助学生及时纠正原有的对知识的错误理解或片面认识，培养学生的解题技巧和技能。所以我选用了该题。同时想借助该题培养学生对问题的科学的思维方法和探究的精神。帮助学生提高对信息技术运用的熟练程度，发展学生的信息素养。

附作业：

1、连线题，请同学们连线指出下列遗传各属于何种类型？

（1）苯丙酮尿病A、单基因遗传病

（2）21三体综合征

（3）抗维生素D佝偻病 B、多基因遗传病

（4）软骨发育不全

（5）青少年型糖尿病 C、常染色体病

2、以生物小组为单位进行人类遗传病的调查。

九、综述

以上是对“人类遗传病”这一节教材的认识和教学过程的设计，本着信息技术与学科整合的思想，从提出问题到解决问题的整个学习过程中，充分利用各种信息技术传递教学信息，既增加了课堂教学的信息量，又能使教学内容形象化，教学过程生动活泼，激发了学生的学习兴趣，充分调动学生学习的积极性。这样，既能提高学生获取信息的效率，又能提高教学效果，将成功实现预期的教学目标。

十、教学反思