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第四章 生物的变异
第一节 基因突变可能引起性状的改变
主要介绍了可遗传变异的来源，包括基因重组、基因突变和染色体畸变。基因突变主要介绍了类型、特点和诱导基因突变的主要因素已经基因突变的机理等内容。基因重组包括了两个方面的内容：一个是基因的自由组合，一个是交叉互换。染色体畸变主要包括染色体结构和数目的变异两个方面。根据每种变异的特点，将其进行生产实践的应用--遗传育种。
认识生物具有变异的普遍现象
说明生物变异的类型
说明基因突变是如何引起生物变异的
基因突变在遗传育种中的应用
在此过程中渗透核心素养中的生命观以及生物之间的统一性，任何生物（除病毒）都是由细胞组成的，我们有共同的起源，自然界的生命可以说与我们息息相关，每个人都应当善待生命，保护护生命，维系地球
教学重点：基因突变的实例和分析
教学难点：基因突变的重大意义，是可遗传变异的来源，与生物的进化、物种起源有密切关系
PPT
教的活动1由字面含义理解什么是变异？从而引出变异的概念 学的活动1分析 回答
教的活动2疑问：那哪些因素会引起生物变异呢？提供资料，同学进行分析 学的活动2分析，思考、回答
教的活动3对于刚才的问题，请同学阅读课本小资料，思考回答 学的活动3思考 记录 学习 分析
教的活动4通过刚才的分析，由此我们可知生物的变异分为哪几种类型呢？ 学的活动4
教的活动5那可遗传变异分为哪几种类型呢？ 学的活动5
教的活动6以镰刀型细胞贫血症为例，引出基因突变的概念及机理 学的活动6
教的活动7由此基因突变分为哪些类型呢？那镰刀型细胞贫血症属于哪种类型 学的活动7分析回答
教的活动8你能根据提供的资料1~3，说出基因突变的特点吗？ 学的活动8分析，回答基因突变的特点
教的活动9根据基因突变的特点，可知其具有低频性，你是否觉得自然界中会有某些因素会诱发基因突变？能给大家举个实例吗？ 学的活动9分析 回答 自发突变和诱发突变
教的活动10生物为什么要基因突变，这只是现象是好还是不好呢？基因突变有意义吗？ 学的活动10基因突变和进化的关系：是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了最初的原材料。
教的活动11那我们体内有没有基因突变而导致自身发生某种变异的实例？资料给出，学生分析 学的活动11回答 癌细胞
教的活动12基因突变虽然具有多害性，是不是我们就只能一网打尽，让其永不翻身？是更多的利用好？还是打入冷宫，永不录用好？因此诱变育种的内容 学的活动12分析 回答
教的活动13根据基因突变的特点，诱发因素，学生自己总结诱变育种优、缺点 学的活动13分析 回答
该部分内容是第四章的第一部分，根据现实中的具体实例，引出变异和基因突变，相对便于理解，只是在理解基因突变机理时需要更加细节的解释，其他内容，如果掌握理解，同学是可以掌握该节课的主旨思想的。第4章　生物的变异
第1节 基因突变可能引起性状改变
本课时为必修2的第四章《生物的变异》第1节《基因突变可能引起性状改变》。本课时主要由“基因突变”、“诱变育种”两部分构成。前面三章学习了遗传，从个体水平、细胞水平、分子水平学习了遗传物质如何控制性状的传递以及遗传规律，本章内容是变异，遗传是变异的基础，变异是遗传的补充，本章的内容安排让学生知道生物变异的来源以及在生产生活上的应用，更为后面要学习的生物进化方面的知识打下基础，因此，本节课对于学生的知识框架而言具有承上启下的作用。
【生命观念】理解基因突变的概念，建立结构与功能观，理解基因突变带来的影响。
【科学思维】运用基因突变的原理，提高诱变育种的频率。
【科学探究】探究不同的育种方法，得到更好的育种产品，培养团队合作精神，提升创新意识。
【社会责任】关注育种知识，积极运用生物学原理，指导生产实践。
重点：基因突变、诱变育种
难点：基因突变
1、情境导入，引入新知
以太空育种为例，引入诱变育种的概念。
太空育种即航天育种，也称空间诱变育种，是将作物种子或诱变材料搭乘返回式卫星或高空气球送到太空，利用太空特殊的环境诱变作用，提高种子变异的频率，再返回地面培育作物新品种的育种新技术。
接下来请各小组就课前准备的材料上来进行介绍。
1.太空育种主要涉及的技术。
2.太空育种特殊的环境有哪些？
3.目前进行太空育种的国家有哪些？
4.太空育种的生物有哪些？
5.太空育种得到的变异个体的特点有哪些？
6.太空育种每次都是成功的吗？是否一定能按照预想的模式得到想要的变异结果？
7.太空育种的食品是安全的吗？变异的原因是？
7.影响太空育种的因素有哪些？
8.太空育种的意义和发展前景？
太空育种这个实例，接近生活，容易与学生引起共鸣，可以让学生很快进入上课状态，而对太空育种知识的普及以及学习，是本节课的诱变育种的内容之一，也可以解决一些原来无法解决的问题。
2、基因突变
太空育种引起生物性状的改变的主要原因是基因突变，很自然地引入基因突变的概念。
基因突变：是指基因内部结构的改变。注意这里是基因内部，再次复习基因的概念。
1. 基因突变的方式
方式一：碱基对的替换
思考：基因突变为什么常发生在DNA复制时？基因突变对子代DNA的影响？
方式二：碱基对的缺失
方式三：碱基对的增添
思考：碱基对缺失和增添对基因表达的影响？（此处注意缺一对和缺三对的结果不同）
2. 实例（镰刀型贫血症）解释基因突变对性状的影响
3. 继续设问，①基因突变一定会导致性状改变吗？
紧接着上面的例子，学生能很快想到密码子的简并性，即同一氨基酸对应的密码子对样，有可能蛋白质未变。在此基础上，教师进一步追问：基因突变性状不变的原因还有哪些？
①突变的基因不表达（体细胞中基因选择性不表达，或产生隐性基因，形成杂合子）
②突变发生于基因不转录的序列中
③突变部位转录后，在形成mRNA过程中被剪切。（不翻译）
④ 突变部位转录后位于起始密码子之前或终止密码子之后。（不翻译）
⑤突变后的转录产生的新密码子还是决定原来的氨基酸。
⑥突变后翻译出新的蛋白质，但其功能与原蛋白质功能相同，性状相同。
4. 关于基因突变引起的遗传问题
②基因突变都会遗传给后代吗？取决于？
回答：不一定。一般情况下，只有发生在生殖细胞的基因突变才能遗传给下一代。
③体细胞的基因突变会遗传给后代吗？
回答：无性繁殖
5. 基因突变的特点
①普遍性:
②可逆性:
③稀有性:
④多方向性：
⑤多数有害性：
结合课本，且结合前面太空育种的实例说明基因突变的这些特点的具体表现。
6. 基因突变的诱发因素
物理因素：如各种射线、温度剧变
化学因素：如亚硝酸、碱基类似物（如5-溴尿嘧啶）
生物因素：如麻疹病毒等
7. 基因突变的意义
基因突变能产生新的基因，是生物变异的根本来源，对生物进化和选育新品种具有非常重要的意义
8. 基因突变的危害—癌变
（1）癌变的概念：受致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，成为不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。
（2）特点：①无限增殖;②形态结构发生改变;③细胞膜上的粘连蛋白等物质减 少或缺失，易转移。
（3）癌变的外因：①物理致癌因子（各种射线）；②无机物或有机化合物（化学致癌因子）；
③病毒致癌因子。
3、诱变育种
1.思考：结合基因突变的因素，除了太空育种还有哪些具体的诱变方法？请举例说明
物理因素诱变育种：γ射线处理籼稻种子，辐射育成的“太辐一号”小麦、“黑农五号”大豆。
化学因素诱变育种：交替使用X射线和紫外线照射和化学物质诱发突变，选育出发酵产量提高了数千倍的菌株。
2.优点：
①提高变异频率，能产生多种多样的新类型，为育种创造出丰富的原材料。
②能在较短的时间内有效对改良生物品种的某些性状。
③改良作物品质，增强抗逆性。
缺点：诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。有利变异少，需大量处理供试材料。
遗传是变异的基础，变异是遗传的补充，本节内容为基因突变及基因突变的应用，从知识层面上来说学生已经有一定的基础，所以本节课的内容理解上没有很大的问题，但是本节知识点易错点较多，尤其与后面要学到的染色体结构变异，学生易混淆。因此，本节教学设计特别注重细节的落实，层层引导，以学生熟悉的太空育种为切入口，引出诱变育种及基因突变的概念，并在此基础上进行不同层面的拓展，且注重知识的前后联系，在基因突变的影响处，设计基因突变与性状改变之间的问题探讨，更有利于提高学生的迁移能力和深化学生对知识的理解程度。最后，本节课以诱变育种结尾，做到首尾呼应。

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