突变原
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2023年3月19日发(作者：vbs代码教程)基因突变和基因重组的教学设计
王慧英河北平山古月中学
一、教学目标
知识方面：
1、举例说明基因突变的特征和原因
2、说出基因突变的意义
3、举例说明基因重组及其意义
情感态度和价值观方面：
1、通过基因突变原因的学习，树立事物发展的内因是根本，外因是条件的辨证唯物的思想
2．通过对基因突变原因及特点的逻辑论证过程，不但可以使学生懂得生物界丰富多彩的本
质，还可以对学生进行用辨证唯物主义的观点认识生物体和生物界的思想教育。
3．通过基因突变与生活的联系，使学生能形成关爱生命，热爱生命的态度。
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．教师精心设计训练和反馈．培养学生理论联系实际的能力。
二、教学重点、难点
重点：1．基因突变的概念及特点
2．基因突变的原因
难点：基因突变和基因重组的意义
三、教学与学法方法
教师在教学过程中利用多媒体课件适当补充相关的材料,创设形象生动的教学氛围，让
学生从实例分析入手,教师适当举例以问题形式层层递进引导，按照认知的规律从现象到本
质，从宏观到微观来归纳总结概念；引导学生运用类比推理的方法，从讨论英文句子中发生
个别字母改变可能导致句子意义的变化情况和一本书的文字信息在重新拷贝一份时易发生
的错误，进行理解引导联想和类比，理解基因突变和生物性状改变的关系；以设问、讨论的
形式引导学生通过问题探究和自主合作学习思考基因突变和重组的意义；用填表的形式引导
学生进行知识的对比和总结。最后有效小练进行巩固和加深理解，以达到学生对知识的掌控
一次性到位。
四、学情分析
生物的变异现象对于学生而言并不陌生。通过前面对基因结构和功能的学习，学生已经
初步认识到生物的变异与遗传物质有关，也与环境有关。基因突变和基因重组是遗传学中重
要的概念，是学生学习生物遗传、变异和进化的基础，其中的基因突变是生物变异这部分教
学内容中的一个重点知识。由于该部分的知识比较抽象，需要学生具备相当强的抽象、空间
思维能力和丰富的想象力。虽然学生在本模块前面的教学内容中遇到类似的情况，通过学习
提高了能力，但要达到从分子水平上理解和掌握，仍需要教师通过采取适当的教学策略，引
导学生在不断地探究、思考、分析和讨论的过程中实现教学目标。
五、教材版本及设计意图
教材版本：人民教育出版社，新课标高中生物必修二第五章基因突变及其它变异第一节《基
因突变和基因重组》
设计意图：从基因结构变化的角度来认识生物发生变异的原因，是基因表达的延续和拓展，
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也是学习6章和7章的基础。通过本节学习，从实例入手，通过对镰刀型细胞贫血症
的分析，引入基因突变的概念，并对基因突变的概念进行详细分析让学生明白概念的
内涵和外延，根据以前基因的相关知识，对基因表达的异常情况进行理解，然后再仔
细阐述基因突变的原因和特点。在讲述基因突变的原因和特点时，先大致归纳了引起
基因突变的三类原因，然后紧扣原因分析特点。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教程中“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，对前面
的减数分裂进行复习，结合相关知识再利用课本中的“思考与讨论”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。
六、教学过程
《基因突变和基因重组》教学案
问题设计
问题:
1、籽粒饱满的种子与普通种子相比,太空椒与普通青椒相比,性状有明显的
差异,原因何在?子粒大而饱满的种子种下去长不出同样好的种子,而是普通
种子;把肥大的太空青椒籽种下去可以结出肥大的青椒。这些现象说明什么
问题?
2、请根据资料利用基因控制蛋白质合成的有关知识分析完成镰刀型贫血
症病因的图解。讨论该病能否遗传？还有哪些情况也会引起类似的蛋白质
结构的变化？总结基因突变的概念。
3、基因突变都会引起性状的改变吗？对生物生存有何影响？基因突变的
结果是什么？
4、癌症就是由于基因突变引起的，请大家结合生活实际，讨论总结哪些
人容易患癌症？
5、基因突变有何特点？
6、基因突变什么时候容易发生？基因突变的结果是什么？
7、如何理解基因突变的随机性和不定向性？
8、基因重组的概念、类型和意义是什么？
9、列表比较基因突变和基因重组。
所需设备：
投影仪、电脑演示PPT教学软件
教师活动学生活动
设计意图
一、引入新课
播放投影：一张是普通的青椒
种子在水、肥、光特别充足的
条件下，所结的果实较大，种
子饱满，但种下去的果实还是
原来的大小，没有太大的改变。
另一张是太空椒（普通种子遨
游过太空后培育而成的）与普
通青椒相比，果实明显增大，
种下它的种子，仍是肥大果实。
学生讨论，组织语言，分析可能原
因。
通过问题激发学生学
习兴趣，激活学生思
维，激发学生用所学
知识解决实际问题的
热情，并引入变异的
概念及类型。
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提出问题1．籽粒饱满的种子
与普通种子相比,太空椒与普
通青椒相比,性状有明显的差
异,原因何在?
子粒大而饱满的种子种下去长
不出同样好的种子,而是普通
种子;把肥大的太空青椒籽种
下去可以结出肥大的青椒。这
些现象说明什么问题?
教师根据学生回答归纳总结
我们知道生物的表现型与
基因型和外界环境条件有关。
像普通青椒这样果实较大，子
粒而饱满是由于水、肥和光充
足引起的(也即由外界环境条
件引起),这种变异是不可遗传
的。而太空椒遨游过太空,宇宙
辐射改变了其遗传物质,因而
改变了其性状,这个变异性状
是可遗传的。从上述可以看出,
生物的变异受基因的和环境的
共同影响，而变异有这样两种
类型:可遗传的变异和不遗传
的变异。
可遗传的变异是生物变异
的主要类型。它的来源主要由
三个方面:基因突变、基因重组
和染色体变异。
二、基因突变的概念
用多媒体展示镰刀型贫血症患
者和正常人的红细胞图片，组
织学生观看关于正常红细胞的
基因突变形成镰刀型细胞贫血
征的录像以及相关文字资料。
提出问题2．请根据资料利用
基因控制蛋白质合成的有关知
识分析完成镰刀型贫血症病因
的图解。讨论该病能否遗传？
还有哪些情况也会引起类似的
蛋白质结构的变化？总结基因
突变的概念。
关于概念：
如果学生有困难，教师提示
学生回答：发生了变异
学生回答：生物的变异有的不能遗
传有的可以遗传。
学生小组合作讨论，完成镰刀型贫
血症病因的图解，并讨论其能否遗
传？尝试总结基因突变的概念。
学生得出结论
1．控制血红蛋白的基因中的一个碱
基对的改变造成了血红蛋白的一个
氨基酸的改变从而引起了血红蛋白
结构的改变并最终导致镰刀型贫血
症的发生。
2．DNA分子中发生碱基对的替换、
增添或缺失，而引起基因结构的改
变叫做基因突变。
3．如果这种变化发生在体细胞一
般不会遗传给后代，如果发生在生
殖细胞则可能遗传给后代。故基因
利用多媒体的优势进
行直观性教学，培养
学生的观察能力和比
较能力。
创设情境，让学生进
行问题的探究、创造
讨论与交流机会。
培养学生运用知识解
决问题的能力。
理解红细胞形态不同
是因为血红蛋白质分
子不同，而血红蛋白
不同是组成蛋白质的
氨基酸的种类也不
同，而氨基酸的种类
是由密码子来决定
的。密码子的排列是
由DNA分子决定的。
密码子发生改变是因
为DNA分子发生了改
变。从而加深学生对
基因控制生物形状的
相关知识的理解。
引导学生归纳和概
括，以把握基因突变
4
（教师举例引导：大家请看老
师手中的这本书，书中有文字
信息，图片信息等，其中的信
息是不会发生改变的，若要照
它的文字再抄一份时，就可能
发生多抄字、少抄字和抄错字
的现象根据此同学们请同学们
完成对概念的理解）
①．学生可以根据基因控制蛋
白质过程来思考完成病因图
解。在此基础上引导学生分析
除了这种碱基改变还有其他情
况会引起基因结构改变吗？进
而总结出基因突变的概念。
②．考虑这种变化发生在细胞
和生殖细胞有什么差别？
通过多媒体出示幻灯片，组织
关于概念的深入思考：
学生讨论问题1：概念中谁在
变？可不可以说成脱氧核苷酸
在变？
学生讨论问题2：DNA的一条模
板链原来的碱基组成为GTA，
当它的第一个碱基由G突变成
A时其决定的氨基酸有何变
化？如果第三个碱基由A突变
成G时其决定的氨基酸有没有
变化？（密码子：组氨酸CAU
或CAC；酪氨酸UAU）
在替换种类中哪一种变异对
生物的影响大？
在增添和缺失的类型中对生
物的影响又如何（增一对，
增两对，增三对，在哪里
增）？
提出问题3．基因突变都会引
起性状的改变吗？对生物生
存有何影响？基因突变的结果
是什么？
教师提示补充：基因突变会产
生原因的等位基因,有隐
性突变和显性突变，若是
生物基因型有AA突变成Aa
也不会引起性状改变。
三、基因突变的原因
突变是可遗传的变异，但不一定都
能遗传给后代。
学生归纳得出结论1：
碱基对在变，可以碱基是脱氧核苷
酸的组成，碱基在这实质上就是脱
氧核苷酸在变
学生归纳行出结论2：替换若发生在
决定密码子的第一和第二碱基上则
对氨基酸的影响较大，若在第三碱
基则有可能不影响。
在增添和缺失的变异中增或缺一对
两对的影响大，在它所增的位置后
面所有的密码子都发生了改变，若
是三对则相比前两种影响相对较
小。也有例外，比如变后正好成了
终止子影响也较大。
学生归纳得出结论3：
由于密码子的兼并性，基因发生突
变不一定会引起形状的改变。
如果生物性状没有改变对生物生存
没有影响，如果引起生物产生有害
的变异，则不利于生物适应环境，
如果产生有利变异则有利生物不断
适应变化的环境。
的实质或内涵在于基
因结构的改变，领会
基因突变的外延包括
碱基对的增添、缺失
或替换。
引导学生多角度分析
问题，养成发散思维
习惯，领悟辨证唯物
主义的思想。
培养学生的列举事实
和归纳能力
利用生活中的实例帮
助学生理解基因发生
突变的原因。给予学
生在健康保健方面的
一些指导建议，引导
学生形成热爱生命珍
爱生命的价值观。
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出示癌症的相关资料
提出问题4．癌症就是由于基
因突变引起的，请大家结合生
活实际，讨论总结哪些人容易
患癌症？
四、基因突变的特点
问题5．基因突变有何特
点？
教师展示：4个幻灯片，
引导探究：残翅果蝇.短腿安
康羊.白化病病人.镰刀型细胞
贫血症的患者图片。
教师提示：任何一种生物
都是长期进化过程的产物，它
们与环境条件之间已经取得了
高度的协调。如果发生基因突
变，就有可能破坏这种协调关
系，所以基因突变一般是对生
物的生存是有害
问题6．基因突变什么时
候容易发生？基因突变的结果
是什么？
问题7．如何理解基因突
变的随机性和不定向性？
五、基因突变的意义
问题8．基因突变的意义？
学生思考、讨论，并举例说明：
1．经常吃剩饭和剩菜，其中的细菌
病毒，和代谢产物如亚硝酸盐等致
癌物质。
2.处于生长旺盛时期的青少年长时
间使用手机，防止手机辐射对大脑
等器官发育的影响。
2．怀孕的妇女不能照X光，高能量
的射线对胎儿不利，还有长时间使
用电脑以免辐射对胎儿的不利影
响。
3．在强日光下暴晒容易得皮肤癌。
4．前苏联的切尔诺贝利核电站发生
核泄漏时，核电站周围的居民得癌
症的几率大大增加。
5．生活在进行过豪华装潢的居室中
的儿童易患白血病。
6．长期食用咸菜等腌制食品过多可
能会致癌。
7．一些病毒能诱发细胞癌变。
学生讨论归纳：生物因素突变、
物理因素和化学因素。基因可以分
为自发突变和诱发突变。
学生自主学习归纳总结出
1．基因突变的特点。
2．基因一般在DNA复制时候容易
发生基因突变。
3．基因突变一般会产生原基因的
等位基因。
4．突变发生的个体、部位、基因、
时间是随机的。
5．突变发生的时间越早，表现突变
的部分越多，突变发生的时期越
晚，表现突变的部分越少。(如
发生在植物叶芽和花芽上的突
变)
学生自学总结：
基因突变是新基因产生的途
学生自主学习，归纳
概括能力。通过问题
引领，加深对知识的
理解，加强前后知识
之间的联系，提高学
生发散思维能力。
学生自主学习，
教师通过问题引导学
生思考，加深对各特
点的了解。
通过教师指导，提高
学生绘图，试图能力；
加深对基因重组的理
解；掌握基因重组的
意义。使课堂教学有
延续性和生成性，促
进学生的自主发展。
多角度加深对知识理
解
课堂效果反馈，巩固
知识。
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教师活动：多媒体呈现多
幅图片
图片1：“一母生九子，连
母十个样”
图片2：一只母猫和它的
几个小猫的照片
图片3：一只白猪它的8
只小猪的体色
学生观察，讨论
教师问：生物子代与亲
代之间.子代与子代之间的个
体差异又称为什么现象？
教师导出基因重组
六、基因重组
问题9．基因重组的概念、
类型和意义是什么？
为帮助学生理解和记忆，
可提出下列问题让学生思考：
1.“基因重组”是指基
因的重新组合，哪些基因可以
进行重新组合呢？
2.非等位基因为什么要
重新组合呢？
3.非同源染色体在什么
时期重新组合？
4.减数分裂第一次分裂
后期，同源染色体和等位基因
是怎样变化的？
教师引导学生绘制减数分
裂四分体时期同源染色体的非
姐妹染色单体的交叉互换图解
和减数第一次分裂后期同源染
色体分裂非同源染色体的自由
组合图解。
教师展示：减数分裂的图
片。
七、基因重组和基因突变的比
较
幻灯片出示表格，学生讨
论完成。
八、课堂反馈练习
幻灯片展示课堂练习题。
径，是生物变异的根本来源，是生
物进化的原始材料。
学生回答：父母的遗传物质的重新
组合。
学生绘图，教师纠正，引导学生理
解基因重组的概念和类型。
学生自学总结基因重组的意义。
学生自学并总结：
1.非等位基因
2.因为非等位基因位于非同源染色
体上，非同源染色体要重新组合
3．减数分裂第一次分裂的后期
4.分离
基因突变
本质
基因的分子结构发生改变，产
基因，出现了新的性状。
因，
状重
发生时间
及原因
细胞分裂间期DNA分子复制时
外界理化因素或自身生理因素色体
利用问题层层递进，
符合学生的认知习
惯，同时锻炼了学生
的独立思考能力。
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九、教师留课下作业
的碱基对的替换、增添或缺失。非等位基因进行了自由组合。
条件
外界环境条件的变化和内部因素的
相互作用。
有性生殖过程中进行减数分裂形成
生殖细胞。
意义
生物变异的根本来源，是生物进化的
原材料。
生物变异的来源之一，是形成生物
样性的重要原因。
发生可能突变频率低，但普遍存在。有性生殖中非常普遍。
学生讨论完成表格
学生独立完成
七、板书设计
第五章第一节基因突变和基因重组
一、变异的类型：
可遗传的变异有三种来源：基因突变、基因重组和染色体变异
二、基因突变
1、实例：镰刀型细胞贫血症
概念图
2、基因突变的概念
3、基因突变的原因
4、基因突变的特点：普遍性、随机性、不定向性、低频性、少利多害性
5、基因突变的意义：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
三、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
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、教后反思
本节课中如何在前面遗传的物质基础上引导学生对基因突变和基因重组的理解进入一
个新的平台是本次教学思考的主要问题。在对教学资源进行整合的基础上，立足课本，实现
对知识的深化和拓展是主要的指导思想。在学习基因突变时，带领学生学习基因突变的基本
概念，对概念进行深入解析，从基因结构的改变，到碱基对的增添、缺失和替换中的相关理
解及突变的结果原因和特点等进行系统的理解和深入学习。同时结合基因的结构和基因对性
状控制的相关知识让学生研究基因突变是否一定会影响生物的性状。在学习基因重组的过程
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中采取了新的尝试，让学生根据文字，结合减数分裂的相关知识学习，在自己摸索的过程中
实现对基因重组知识的理解和掌握，在此过程中锻炼了学生的自主学习能力。在题型练习的
设置中要结合学生的实际学情，充分利用好高考题，对学生的基础知识进行巩固和再理解。
总之本次课无论是在学生的活动积极性上，还是教师的适当引导中都配合的相对满意。