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5.1基因突变和基因重组教案
【教学目标】
1.说明基因突变是由于DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失而引起的基因碱基序列的改变。
2.分析基因突变的原因，阐明基因突变的意义。
3.分析细胞癌变的原因，选择健康的生活方式，远离致癌因子。
4.阐明基因重组的意义。
【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】
“一母生九子，连母十个样”这种个体的差异，主要是什么原因产生的？
其实生物变异不只是由基因突变引起的，基因重组也会造成生物变异。那么基因重组造成的生物变异又是在什么情况下发生的呢？有什么特点？接下来我们就来学习基因重组。
【新课讲解】
基因突变的实例
为了让学生更好地理解基因突变的概念，教材不是从概念到概念，而是从实例入手，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、讨论甚至辩论，让学生猜测基因突变的类型和结果。
材料1：
1910年，一位美国黑人青年由于发烧和肌肉疼痛到医院看病，医生检查发现，他患的是当时人们尚未认识的一种特殊的贫血病——镰刀型细胞贫血症。我们知道，正常人的红细胞是圆饼状的，而镰刀型细胞贫血症患者的红细胞却是弯曲镰刀状的。这样的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。这种病是怎样形成的呢？
教师引导学生阅读教材，观看图5-1，也可以用幻灯的形式展示正常红细胞和镰刀型细胞贫血症红细胞图片。然后提问：
（1）从图片中我们看到正常红细胞是什么形状？有什么功能？
提示：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？
提示：有，运氧气能力降低，易破裂溶血造成贫血，严重时会导致死亡。
讲述：那么又是什么原因使正常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。
材料2：
1928年，人们发现镰刀型细胞贫血症患者能将这种病遗传给下一代，并且发现该病是一种常染色体上的隐性遗传病。
1949年，美国化学家鲍林将正常人和镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白，分别放在一定的溶液中电泳，发现正常人和患者的血红蛋白的电泳图谱明显不同，鲍林推测镰刀型细胞贫血症是一种分子病。
1956年，英格拉姆等人用酶将正常的血红蛋白和镰刀型细胞的血红蛋白在相同条件下切成肽段，通过电泳对二者进行分析，发现有一个肽段的位置不同。（这段有区别的肽段的氨基酸顺序参见教科书图5―2）
大家知道，性状是由蛋白质来体现的，我们先来看正常血红蛋白与镰刀型血红蛋白的氨基酸的组成。
（1）两者有什么区别？（正常的是谷氨酸，异常的是缬氨酸。）
（2）氨基酸是由什么决定的？（由信使RNA上的密码子决定的。）
（3）构成信使RNA上的密码子的那些碱基又是由什么决定的呢？（由DNA上的碱基决定的。）
（4）大家比较一下正常与异常的DNA，它们的区别在哪里？（一个碱基对的改变。）
（5）DNA上一个碱基对发生了改变，最终导致了镰刀型细胞贫血症。我们知道性状是由基因控制的，基因是怎么来决定性状的？（基因是由脱氧核苷酸组成的，脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息，基因控制生物性状就是要把特定的遗传信息通过转录和翻译反映到具体的蛋白质结构上。）
讲述：基因脱氧核苷酸顺序代表了遗传信息，顺序变了，遗传信息也变了，通过转录、翻译形成的蛋白质也就发生了改变，性状自然会发生改变。可见，基因结构改变会使生物发生变异。
基因突变的概念：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变，叫基因突变。
过渡：基因突变是染色体的某一个位点上基因的改变，基因突变使一个基因变成它的等位基因，并且通常会引起一定的表现型变化。如棉花正常枝→短果枝、普通羊→短腿羊、正常人→白化病、水稻高秆→矮秆、果蝇的红眼→白眼等。
材料2：阅读教材p82思考与讨论
（1）从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么 （原癌基因和抑癌基因发生了突变。）
（2）健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗 （存在。）
（3）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 （无限增殖、形态结构发生显著变化等。）
原癌基因和抑癌基因是什么基因呢？
原癌基因：该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。
抑癌基因：该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。
基因突变的意义
基因突变都是对我们是有害的吗？基因突变对于我们来说有什么意义呢？
教师展示基因突变后植物的照片，并讲解，基因突变有可能对生物是有害的，有可能是有利的，还有些基因突变既无害也无利，是中性的，教会学生要辩证性的看待问题，不要片面
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
1.基因突变
原因；诱发突变、自发突变
特点；普遍性、随机性、不定向性、低频性
意义；是生物变异的根本来源，为生物进化提供原材料
对生物的影响；有利突变、有害突变、中性突变
2.基因重组
概念
类型；自由组合型、互换型
结果；不能产生新基因，可产生新基因型
意义；子代基因组合多样性、生物变异的来源之一、生物进化重要意义

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