资源简介

5.1基因突变和基因重组的教案
【教材分析】
本节课内容是人教版高中生物教材必修2《遗传与进化》中第5章第一节《基因突变和基因重组》。该部分是学生在学习了基因指导蛋白质的合成和基因表达与性状的关系这些内容的基础上设置的，本节课内容包括基因突变的实例、原因和意义以及基因重组。
【学情分析】
生物的变异现象对于学生而言并不陌生。通过前面生物课的学习，学生已经初步认识到生物的变异与遗传物质有关，也和环境有关。基因突变是遗传学中重要的概念，是学生学习生物的遗传、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。
【教学目标】
1、知识目标：基因突变的特点、原因和意义。
2、技能目标：从生物的具体外在性状分析入手，学生以原有知识结构为基础动脑分析事物现象背后的一般规律。
3、素养目标：认知科学研究是不断深入的，是一个从宏观到微观，从现象到本质而后又从微观到宏观、本质到现象的认知过程，要树立科学的认知观和发展观。
【教学重难点】
1、教学重点
（1）基因突变的概念、原因及特点。
（2）细胞癌变的原因及癌细胞的特点
（3）基因重组
2、教学难点
（1）细胞癌变的原因
（2）基因重组的类型
【新课导入】
给同学们展示航天育种成果，可以看出与普通果实对比，航天育种的果实明显增大，种植下去，仍然是肥大果实。
讨论
1.航天育种的生物学原理是什么
2.如何看待基因突变所造成的结果
【新课讲解】
基因突变的实例
介绍基因突变的实例——镰刀型细胞贫血症
积极思维：正常血红蛋白究竟出了什么问题？
1．从图中我们看到正常红细胞是什么形状，有什么功能？
圆饼形状。运输氧气功能
2．镰刀型细胞贫血症的红细胞呈镰刀状，对功能的完成有没有影响？
有，运输氧气能力降低，易破裂溶血造成贫血，严重时会导致死亡
那么又是什么原因使正常的红细胞变成镰刀型红细胞？分子生物学研究表明是基因突变的结果。让我们来看看镰刀型细胞贫血症病因的图解。
直接原因：正常血红蛋白第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代。
病因：镰刀型细胞贫血症是由__DNA分子中碱基对替换__引起的一种遗传病。
基因突变可否遗传？如何遗传？
可以遗传。突变后的DNA分子复制，通过减数分裂形成带有突变基因的生殖细胞，并将突变基因传给下一代。
1．基因突变的概念：
由于DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因碱基序列的改变。
2．基因突变的主要时期：细胞分裂间期
（1）有丝分裂间期（体细胞）：但一般不能传给后代
（2）减数第一次分裂间期（生殖细胞）：可以通过受精作用直接传给后代
3．细胞癌变
人和动物细胞中的DNA上本来就存在与癌变相关的基因：原癌基因和抑癌基因。一般来说，原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的，这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变。相反，抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡，这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性，也可能引起细胞癌变。
基因突变的原因
（1）外部因素（诱发突变）：
A．物理因素：X射线、激光等
B．化学因素：亚硝酸和碱基类似物等
C．生物因素：病毒和某些细菌等
讨论：
能不能列举一些实例来说明这些因素确实会导致基因突变？
案例一：
在第二次世界大战临近结束的1945年8月，美国先后向日本广岛和长崎投下了两颗原子弹，造成约10．6万人死亡，约13万人受伤。
在战后的20多年里，广岛和长崎先后出生了数以百计死胎和智障、肢体畸型的新生儿。
案例二：
北京市民李发君的妻子朱继荣2002年8月初买了一辆新车作为上下班的交通工具，9月底就发现身上有大量出血点。10月经正规医院诊断为重症再生障碍性贫血（白血病），治疗5个月后宣告治疗无效病逝。
由于苯中毒可导致重症再生障碍性贫血，朱也是继买车后才出现病症，于是李在中国室内装饰协会下属室内环境监测中心进行车内空气检测，确认车内苯超标后，认为罪魁祸首就是这辆新车。
如果没有这些因素，基因突变会不会发生？
但是，再没有这些外来因素的影响时，基因突变也会由于DNA分子复制偶尔发生错误，DNA的碱基组成发生改变等原因自发产生。
（2）内部因素（自发突变）：
A．复制偶发错误
B．碱基组成改变
为什么在强烈的日光下要涂抹防晒霜，做X射线透视的医务人员要穿防护服？
因为紫外线和X射线易诱发基因突变，使人患癌症。
有关基因突变的叙述，正确的是（C）
A．不同基因突变的频率是相同的
B．基因突变一定会引起生物性状的改变
C．一个基因可以向多个方向突变
基因突变的意义
有关基因突变的叙述，正确的是（C）
A．不同基因突变的频率是相同的
B．基因突变一定会引起生物性状的改变
C．一个基因可以向多个方向突变
为何基因突变对生物体而言，多数为有害突变？
打破生物对环境的适应性
这样的话基因突变对生物岂不是没有意义？
产生新基因→引发生物变异→为进化提供原始材料
基因重组
1.基因重组的概念
在生物体进行有性生殖过程中，控制不同性状的基因的重新组合。
基因重组的类型
①自由组合型 ②互换型
①自由组合型
发生时期：减数第一次分裂后期
现象：非同源染色体自由组合
结果：非等位基因自由组合
②互换型
发生时期：减数第一次分裂前期 （四分体时期）
现象：同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换
结果：等位基因之间发生交换
3.基因重组的结果
产生与亲代不同的新的基因型。
4.基因重组的意义
有性生殖过程中的基因重组使产生的配子种类多样化，进而产生基因组合多样化的子代，其中一些子代可能会含有适应某种变化的、生存所必需的基因组合，因此有利于物种在一个无法预测将会发生什么变化的环境中生存。
意义：基因重组是生物变异的来源之一，是生物多样性的原因之一，对生物的进化具有重要意义。
基因重组的应用
杂交育种：我国是最早养殖和培育金鱼的国家，将透明鳞和正常鳞的金鱼杂交，得到五花鱼；将朝天眼和水泡眼的金鱼杂交得到朝水泡眼。正因为基因突变、基因重组以及人工选择，才会出现色彩斑斓、形态各异的金鱼，极大丰富了人们的生活。
基因工程：基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
【板书】
5.1基因突变和基因重组
一、基因突变的实例
镰状细胞贫血
细胞癌变
二、基因突变的原因
物理因素、化学因素和生物因素
三、基因突变的意义
基因突变是变异的根本来源，为生物进化提供丰富的原材料。
四、基因重组
意义：基因重组是生物变异的来源之一，对生物进化具有重要意义。
【课后反思】
本节课是关于基因突变和基因重组的内容。从知识结构上讲，如果对于蛋白质的组成多样性的三点：1、氨基酸的种类多样；2、氨基酸的数量多样；3、氨基酸的排列顺序多样。还有关于基因指导蛋白质的合成的，转录、翻译的知识都要有联系的话。本节课很容易突破。但是实际教学中，学生对以前知识学习不牢固。导致教学过程十分的困难。
下来后，认真反思一下几点：1、对导学案再次进行修改把知识联系都写到学案上2、再简单一点，问题探究就要求学生理解概念，不要求学生应用概念解决问题。基因突变和基因重组的判别是常考点。精选近几年来高考试题，巩固和加深对知识的理解，发挥好高考对教学的指导作用，做到和考试大纲的接轨。每节课的教学任务要当堂完成，不增加学生课外负担。在本节内容小结时通过列表比较这两类变异的本质、发生时间、意义及可能性，给学生以系统和比较完的认识。

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