人教版（2019）高中生物必修二 5.1 基因突变和基因重组 课件(共46张PPT)

(共46张PPT)
基因突变和基因重组
目 录
COMPANY
01 教材分析
02 学情分析
04 教学重难点分析
03 教学目标分析
05 教学特色分析
06 教学过程分析
01 教材分析
遗传的基本规律和物质基础
承上启下
基因突变和基因重组
生物的进化及多样性
“基因突变与基因重组”是人教版高中生物学《必修2·遗传与进化》第五章第一节的内容。包括基因突变的概念、原因、特点、意义及细胞癌变，是生物变异的重点知识。
深化
基础
02 学情分析
高一学生已经具备一定的抽象逻辑思维能力，科学探究的一般方法和阅读资料获取信息的能力。
对于新鲜的事物，能够根据教师的引导加以分析总结。
学生也有了一定的生物学基础知识。
基于以上特点，我将在重点处引导、难点处点拨进行教学。
03 教学目标分析
知识目标教学目标生命观念科学探究科学思维社会责任运用基因在染色体上线性排列的知识，利用结构与功能观，理解碱基对的增添，缺失和替换只有发生在基因内部，才称为基因突变。通过小组讨论基因突变结果并综合分析，培养观察分析、合作交流能力及科学探究核心素养。通过分析基因突变对个体的影响及生物进化的意义，培养学生的辩证思维。通过讨论结肠癌发生的原因，说明癌变与基因突变之间的关系，提升远离致癌因子，选择健康的生活方式的社会责任感。04 教学重难点分析
1.教学重点：
（1）基因突变的概念。
（2）基因突变的原因和意义。
2.教学难点：基因突变的结果及意义。
05 教学特色分析
教学特色
充分利用情境、合作、会话等学习环境要素激发学生的主动性、积极性，在整个教学过程中，教师发挥组织者、指导者、帮助者和促进者的作用。
最终促进学生有效地实现对当前所学生物知识的建构，落实了生物学学科核心素养的培养。
本节课充分体现了对教学助手和互动课堂的应用：
1.先通过AR 导入老虎，激发学生对学习任务产生兴趣；
2.对于难点：基因突变的结果，引导学生小组合作探究,并通过互动课堂实时反馈结果；
3.最后，师生共唱“基因突变欢迎你”，总结归纳本节重难点。
06 教学过程分析
1
AR导入， 0距离接触老虎
2
分析实例，归纳基因突变概念
3
小组合作，互动课堂展示基因突变结果
4
分析细胞癌变的原因，关注癌症的产生和预防
5
自主探究，完成基因突变的原因和特点
6
教师引导，归纳基因突变的意义
1
AR导入， 0距离接触老虎
2
分析实例，归纳基因突变概念
3
小组合作，互动课堂展示基因突变结果
4
分析细胞癌变的原因，关注癌症的产生和预防
5
自主探究，完成基因突变的原因和特点
6
教师引导，归纳基因突变的意义
正常红细胞
镰状红细胞
镰状细胞贫血
一
设计意图：强化学生的结构与功能观，激发学生进一步探究的意识
教师展示镰状红细胞图片，与正常的红细胞的性状和功能作对比
学生已经知道生物的性状主要由基因决定，自然而然会想到该病与基因异常有关
镰状细胞贫血的病因是什么呢，让我们一起来探究一下？
正常
镰状细胞贫血
血红蛋白
DNA
转录
mRNA
翻译
谷氨酸
正常
缬氨酸
异常
自主探究一：
阅读课本81页的相关内容，思考并讨论以下问题：
1.图5-2中氨基酸发生了什么变化？分析镰状细胞贫血的直接病因。
2.完善右侧图解（参照密码子表），分析镰状细胞贫血的根本病因。
3.分析DNA分子中碱基改变的类型？总结基因突变的概念？
4. 细胞分裂的什么时期容易发生基因突变？基因突变能否遗传给后代？
设计意图：先自主学习，再小组讨论，既能培养学生的自学能力，又能培养合作意识。
　　
1
4
5
6
7
8
2
3
1
4
5
6
7
8
2
3
镰状细胞贫血的直接病因：
正常血红蛋白第6位上的谷氨酸被缬氨酸替换
设计意图：学生分析图片，可以很直观的分析出镰状细胞贫血的直接原因
正常
镰状细胞贫血
血红蛋白
DNA
转录
mRNA
翻译
谷氨酸
正常
缬氨酸
异常
A
A
T
U
自主探究一：
完善右侧图解（参照密码子表），分析镰状细胞贫血的根本病因。
结合皱粒豌豆和囊性纤维化的病因，引导学生一步步由宏观到微观寻找病因，并总结基因突变的三种类型及概念
设计意图：从氨基酸序列推出mRNA的碱基序列，进而推出DNA序列，培养学生的逆向思维。随机选人增加学习的趣味性。
互动课堂：随机挑人
DNA分子中发生碱基的 、 或 ，而引起的
的改变。
缺失
替换
基因碱基序列
ATCCG
TAGGC
缺失
（正常）
ATTCCG
TAAGGC
AGCCG
TCGGC
A CCG
T GGC
替换
增添
增添
1.概念：
基因突变
基因中碱基对的改变，是如何影响蛋白质中氨基酸序列的？（难点）
一
1
AR导入， 0距离接触老虎
2
分析实例，归纳基因突变概念
3
小组合作，互动课堂展示基因突变结果
4
分析细胞癌变的原因，关注癌症的产生和预防
5
自主探究，完成基因突变的原因和特点
6
教师引导，归纳基因突变的意义
正常基因中的部分碱基序列 TAC GTA ATG TGG CTT CGT TCG GCG-（模板链）
ATG CAT TAC ACC GAA GCA AGC CGC-
转录产生的mRNA序列（密码子） AUG CAU UAC ACC GAA GCA AGC CGC-
翻译产生的肽链中的氨基酸序列
活动一：
小组合作探究基因突变的三种类型对蛋白质的影响
活动要求：1.写出发生碱基的替换、增添或缺失后的基因转录出的mRNA及翻译出的相应的氨基酸序列。2.与原肽链中相应位置不同的氨基酸用红色记号笔圈出。3.最后小组讨论总结结论并通过互动课堂展示。
甲硫-组-酪-苏-谷-丙-丝-精-
1 2 3 4 5 6 7 8
正常基因中的部分碱基序列 TAC GTA ATG TGG CTT CGT TCG GCG-（模板链）
ATG CAT TAC ACC GAA GCA AGC CGC-
基因中一个碱基对的替换（1） TAC GTA AGG TGG CTT CGT TCG GCG-（模板链）
ATG CAT TCC ACC GAA GCA AGC CGC-
基因中一个碱基对的替换（2） TAC GTA ATA TGG CTT CGT TCG GCG-（模板链）
ATG CAT TAT ACC GAA GCA AGC CGC-
基因中一个碱基对的插入 TAC GTA AATG TGG CTT CGT TCG GCG-（模板链）
ATG CAT TTAC ACC GAA GCA AGC CGC-
基因中一个碱基对的缺失（1） TAC GTA TG TGG CTT CGT TCG GCG-（模板链）
ATG CAT AC ACC GAA GCA AGC CGC-
基因中一个碱基对的缺失（2） TAC GTA AT TGG CTT CGT TCG GCG-（模板链）
ATG CAT TA ACC GAA GCA AGC CGC-
正常基因中的部分碱基序列 TAC GTA ATG TGG CTT CGT TCG GCG-（模板链）
ATG CAT TAC ACC GAA GCA AGC CGC-
转录产生的mRNA序列（密码子） AUG CAU UAC ACC GAA GCA AGC CGC-
翻译产生的肽链中的氨基酸序列
基因中一个碱基对的替换（1） TAC GTA AGG TGG CTT CGT TCG GCG-（模板链）
ATG CAT TCC ACC GAA GCA AGC CGC-
突变后mRNA序列 AUG CAU UCC ACC GAA GCA AGC CGC-
突变后氨基酸序列 甲硫-组-丝-苏-谷-丙-丝-精-
甲硫-组-酪-苏-谷-丙-丝-精-
1 2 3 4 5 6 7 8
正常基因中的部分碱基序列 TAC GTA ATG TGG CTT CGT TCG GCG-（模板链）
ATG CAT TAC ACC GAA GCA AGC CGC-
转录产生的mRNA序列（密码子） AUG CAU UAC ACC GAA GCA AGC CGC-
翻译产生的肽链中的氨基酸序列
基因中一个碱基对的替换（2） TAC GTA ATA TGG CTT CGT TCG GCG-（模板链）
ATG CAT TAT ACC GAA GCA AGC CGC-
突变后mRNA序列 AUG CAU UAU ACC GAA GCA AGC CGC-
突变后氨基酸序列 甲硫-组-酪-苏-谷-丙-丝-精-
甲硫-组-酪-苏-谷-丙-丝-精-
1 2 3 4 5 6 7 8
正常基因中的部分碱基序列 TAC GTA ATG TGG CTT CGT TCG GCG-（模板链）
ATG CAT TAC ACC GAA GCA AGC CGC-
转录产生的mRNA序列（密码子） AUG CAU UAC ACC GAA GCA AGC CGC-
翻译产生的肽链中的氨基酸序列
基因中一个碱基对的插入 TAC GTA AATG TGG CTT CGT TCG GCG-（模板链）
ATG CAT TTAC ACC GAA GCA AGC CGC-
突变后mRNA序列 AUG CAU UUAC ACC GAA GCA AGC CGC-
突变后氨基酸序列 甲硫-组-亮-组-精-丝-赖-脯-
甲硫-组-酪-苏-谷-丙-丝-精-
1 2 3 4 5 6 7 8
正常基因中的部分碱基序列 TAC GTA ATG TGG CTT CGT TCG GCG-（模板链）
ATG CAT TAC ACC GAA GCA AGC CGC-
转录产生的mRNA序列（密码子） AUG CAU UAC ACC GAA GCA AGC CGC-
翻译产生的肽链中的氨基酸序列
基因中一个碱基对的缺失（1） TAC GTA TG TGG CTT CGT TCG GCG-（模板链）
ATG CAT AC ACC GAA GCA AGC CGC-
突变后mRNA序列 AUG CAU AC ACC GAA GCA AGC CGC-
突变后氨基酸序列 甲硫-组-苏-脯-赖-谷氨-丙-
甲硫-组-酪-苏-谷-丙-丝-精-
1 2 3 4 5 6 7 8
正常基因中的部分碱基序列 TAC GTA ATG TGG CTT CGT TCG GCG-（模板链）
ATG CAT TAC ACC GAA GCA AGC CGC-
转录产生的mRNA序列（密码子） AUG CAU UAC ACC GAA GCA AGC CGC-
翻译产生的肽链中的氨基酸序列
基因中一个碱基对的缺失（2） TAC GTA AT TGG CTT CGT TCG GCG-（模板链）
ATG CAT TA ACC GAA GCA AGC CGC-
突变后mRNA序列 AUG CAU UA ACC GAA GCA AGC CGC-
突变后氨基酸序列 甲硫-组-终止
甲硫-组-酪-苏-谷-丙-丝-精-
1 2 3 4 5 6 7 8
类型 影响范围 对氨基酸序列的影响
碱基替换
碱基增添
碱基缺失
小
大
大
活动一：
基因突变的三种类型对蛋白质的影响
只改变1个氨基酸或不改变
不影响插入位置前的序列，影响插入位置后的序列
不影响缺失位置前的序列，影响缺失位置后的序列
结论总结
设计意图：1. 写出基因突变后蛋白质中氨基酸序列的变化，培养学生的动手能力和科学探究核心素养。
2.小组合作归纳基因突变的结果，培养学生合作能力及归纳总结的能力。3.互动课堂随时展示学生结果，实时反馈。
细胞分裂的什么时期容易发生基因突变？
基因突变能否遗传给后代？
（2）有丝分裂前的间期
（1）减数分裂前的间期
细胞分裂前的间期
将遵循遗传规律传递给后代。
一般不能遗传。但有些植物体细胞发生基因突变，可以通过无性繁殖遗传
（生殖细胞）
（体细胞）
2.基因突变的主要时期：
思考：
学习了基因突变有利于我们进一步认识细胞癌变。
从DNA复制的过程入手，引导学生思考
排位 疾病死亡原因 占死亡总人数 (%)
1 脑血管病 22.63%
2 癌症 22.17%
3 心脏病 16.77%
4 呼吸系统疾病 14.09%
5 损伤、中毒 6.18%
材料：
我国人口死亡原因统计（前5位）
我国癌症死亡人数不断增加
设计意图：通过材料信息，激发学生进一步探究细胞癌变的相关知识。
1
AR导入， 0距离接触老虎
2
分析实例，归纳基因突变概念
3
小组合作，教学助手展示基因突变结果
4
分析细胞癌变的原因，关注癌症的产生和预防
5
自主探究，完成基因突变的原因和特点
6
教师引导，归纳基因突变的意义
正常结肠上皮细胞
抑癌基因Ⅰ突变
原癌基因突变
抑癌基因Ⅱ突变
癌细胞转移
抑癌基因Ⅲ突变
结肠癌发生的简化模型
癌
自主探究：阅读课本82页思考并讨论：
1.根据图示推测，癌细胞与正常细胞相比，具有哪些明显的特点？
2.从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么？
3.健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？其功能分别是什么？尝试结合原癌基因和抑癌基因的功能分析细胞癌变的具体原因。
原癌基因和抑癌基因突变，
存在原癌基因和抑癌基因
细胞的癌变
细胞癌变是多基因突变积累的结果。
无限增殖，形态结构改变（呈球形），
易分散转移（糖蛋白减少）
二
设计意图：通过讨论结肠癌发生的原因，说明癌变与基因突变之间的关系。
1.基因突变的诱发因素有哪些？
2.基因突变也会自发产生吗？
3.谈一谈生活中应怎样做才能健康生活，远离癌症？
基因突变的原因
阅读课本83页的相关内容，思考并讨论以下问题：
某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA。
亚硝酸盐、碱基类似物等能改变核酸的碱基。
紫外线、X射线、其他辐射等能损伤细胞内的DNA。
会，自然条件下DNA复制偶尔出错。
诱发突变
自发突变
外因
内因
提高突变频率
三
设计意图：使学生产生认知冲突。该部分内容较简单，学生联系生活中基因突变的生物学事实，自主学习即可解决。能培养学生的自主学习能力和归纳总结能力。
基因如此稳定为什么会发生突变？
联系生活、学以致用
饮食清淡 少吃脂肪
膳食纤维 不可忽视
坚持运动 保持苗条
新鲜蔬果 每日必备
腌制食物 不宜多食
绝不吸烟　 健康相伴　 　
情绪稳定 轻松工作
定期检查 防患未然
健康生活，远离癌症！
设计意图：学生畅所欲言，提升远离致癌因子，选择健康的生活方式的社会责任感。
1
AR导入， 0距离接触老虎
2
分析实例，归纳基因突变概念
3
小组合作，教学助手展示基因突变结果
4
分析细胞癌变的原因，关注癌症的产生和预防
5
自主探究，完成基因突变的原因和特点
6
教师引导，归纳基因突变的意义
自然界的物种中广泛存在（动物、植物、微生物）
可发生在个体发育的任何时期
自然状态下基因突变率很低：10-5-10-8
普遍性
随机性
低频性
一个基因可以产生一个以上的等位基因
不定向性
可发生在细胞内不同的DNA分子上
可发生在同一个DNA分子的不同部位
基因突变的原因
基因突变的特点
活动二：
我来连一连
四
灰
色
白色
黑色
黄色
设计意图：防止学生眼高手低，互动课堂实时反馈，并强调易混淆的不定向性和随机性
太空大南瓜
青霉素高产菌株
人类白化病
人类多指
思考：基因突变对生物是有利的还是有害的？
多数有害，少数有利，
既无害也无益。
基因突变的特点
四
设计意图：自然条件下基因突变率低，大多数是有害的，这对生物的进化有什么意义？
教师提出问题，使学生产生认知冲突。
1
AR导入， 0距离接触老虎
2
分析实例，归纳基因突变概念
3
小组合作，教学助手展示基因突变结果
4
分析细胞癌变的原因，关注癌症的产生和预防
5
自主探究，完成基因突变的原因和特点
6
教师引导，归纳基因突变的意义
基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，为生物进化提供了丰富的原材料。
基因突变的意义
1.基因突变能产生新基因和新性状吗？
2.基因突变对生物进化的意义？
五
设计意图：展示体色变异对桦尺蛾的利害，提出问题串，以帮助学生理解和总结基因突变的意义
长满地衣的树干上的桦尺蛾
黑褐色树干上的桦尺蛾
2.人类能遗传给后代的基因突变常发生在（ ）
A.减数第一次分裂 B.四分体时期
C.减数第一次分裂前的间期 D.有丝分裂前的间期
1.判断
（1）基因突变一定会改变组成蛋白质的氨基酸序列，进而改变生物体的性状 （ )
（2）基因突变指的是DNA分子中碱基的替换、增添或缺失，故遗传物质是RNA的病毒（如HIV）,不能发生基因突变 （ ）
×
×
C
①··· T A G ···→··· T A A ···
→
②AA→Aa
当堂检测：
设计意图：巩固知识
谈一谈本节课你的收获或感想？
指基因结构的改变，包括DNA碱基对的增添、缺失和替换。
细胞分裂前的间期，DNA复制时。
新基因产生的途径，生物变异的根本来源，生物进化原始材料。
⒈基因突变概念：
⒉时间：
5.特点：
6.意义：
普遍性
随机性
低频性
物理因素(辐射) 化学因素(药剂) 生物因素
4.外因：
多害少利性
不定向性
小结
六
黑板上展示建构的知识网络
3. 细胞癌变：
特点、原因
一起唱一唱
变异大门常打开 开放怀抱等你
碱基增添缺失替换 都是内部突变
遗传物质双链解开已不再稳定
碱基变化很突然 进化了祖先
变异欢迎你 探索它的奥秘
基因突变类型也分显隐性
产生的原因 外因有三个都记清
生物射线和药剂
基因突变有特点 低频随机而普遍
方向不定多害少利 仍然很有意义
用它育种虽然麻烦但是也还行
材料要大量处理 但速度第一
突变了不起 能产生新基因
在漫长历史里进化了生命
时间日新月异 还有发现在等你
学习并去创造奇迹
《基因突变欢迎你》
播放伴奏
设计意图：师生共唱，归纳总结本节重难点。
作业：
1.完成学案17
2.搜集资料，了解基因突变在育种等现实生活中的其他应用
设计意图：既有知识的巩固；
又将理论运用于实践，培养学生获取信息的能力
下课啦！