1 基因突变和基因重组 教学设计 教案

1.   教学目标 

1.1 知识与技能：

①举例说明基因突变的特点和原因 

②举例说出基因重组

③说出基因突变和基因重组的意义

1.2过程与方法：

①采用镰刀型细胞贫血症的实例，从现象开始，追根溯源，让学生理解基因突变的根本原因是DNA分子的碱基对发生了变化

②用类比推理的方法引导学生理解基因突变的类型

③通过生活中的具体事例引导学生理解抽象的概念，归纳哪些因素会导致基因突变

④以 设问和讨论的形式引导学生思考基因突变和基因重组的意义

1.3 情感态度与价值观：

引导学生从生物学角度对基因突变和基因重组作科学的了解，形成正确的科学价值观，激发学生的责任感

2.   教学重点/难点 

2.1 教学重点

①基因突变的概念及特点；

②基因突变的原因

2.2教学难点

基因突变和基因重组的意义

3.   教学用具 

教学课件

4.   标签 

   教学过程 

一、新课导入

通过PPT资料分析甘蓝的变异是由什么原因引起的？这种变异是否能够遗传。

学生思考后回答：由环境改变发生的变异，并没有改变基因，所以变异不会遗传。学生分析变异的种类分两类：1.遗传变异2.不可遗传变异。

教师提出问题让学生思考

（1）英语句子中一个字母的改变，可能导致句子的意思发生怎样的变化？

（可能导致句子的意思不变、变化不大和完全改变这三种情况。）

（2）如果DNA分子复制时发生了类似的错误，DNA分子携带的遗传信息将会发生怎样的变化？可能对生物体产生什么影响？

（这种变化对于生物体来说，有的有害，有的有利，有的既无害也无利。）

我们知道，基因是有遗传效应的DNA片段，如果DNA分子中的碱基对发生变化意味着基因发生了改变，即基因突变。

二、基因突变

学生阅读课本80-81页有关文字和 图片提出问题1：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。

学生分析实例

 1.实例：镰刀型细胞贫血症

（1）症状：红细胞镰刀型，易破裂，溶血性贫血

（2）病因图

①直接病因：血红蛋白多肽链上的一个谷氨酸被缬氨酸 替换

②根本原因：血红蛋白基因（DNA）上的一对碱基对被替换，即CTT → CAT

探究1.镰刀型细胞贫血症能不能遗传，怎样遗传？

突变后代DNA分子复制，通过减数形成带有突变基因的生殖细胞，并将突变基因传递给下一代

学生分析DNA分子中的碱基对有哪几种变化，从而导致基因结构的改变？

【例题考察】

某人体检结果显示，其红细胞有的是正常的圆饼状，有的是弯曲的镰刀型。出现镰刀型红细胞的直接原因是（   ）

A．环境影响  B．细胞分化    C．细胞凋亡  D．蛋白质差异

答案：D

2.定义：

学生通过分析，总结基因突变定义。

DNA分子中发生 碱基对 的 替换 、增添或 缺失 ，而引起的 基因结构 的改变

3.诱发基因突变的因素

阅读课本81-82页相关内容 回答学案问题：哪些因素引发基因突变？

（1）外因：物理因素（如 紫外线 、X射线等）

                   化学因素 （如亚、碱基类似物等）

                   生物因素（如某些病毒  ）

（2）内因： DNA分子复制偶尔发生错误、DNA碱基组成发生改变

  探究2.为什么在DNA复制时易发生基因突变？

 4.种类：

自发突变：自然发生的基因突变，如短腿安康羊的产生

诱发突变：人为条件下产生的基因突变

 5.基因突变特点：

学生自主学习，通过问题 引导学生思考，加深对各特点 的了解。

教师提出问题

问题1．基因突变有何特 点？ 

问题2．如何理解基因突 变的随机性和不定向性？

学生总结归纳基因突变的特点。

（1）普遍性：所有生物都可能发生基因突变

（2）随机性：

①时间上的随机：可发生于生物个体发育的任何时候（常在间期）

②部位上的随机

探究3.若基因突变发生在生殖细胞中，则突变基因能否传递给后代？体细胞的呢？

若基因突变发生在生殖细胞中，将传递给后代；

若发生在体细胞中，一般不能遗传，但有些植物可通过无性生殖传递。

（3）不定向性

（4）低频性

（5）多害少利性：突变可能破坏生物体与现有环境的协调关系，而对生物有害，如人类多数遗传病是基因突变产生的；但有些突变，可能产生新性状，适应改变的环境，获得新的生存空间，如植物的抗药性、耐旱性、微生物的抗药性突变等；还有些既无害也无益。

注意：基因突变的利害性主要取决于生物生存的环境，在某一环境中属于有利的，而在另一环境中可能是有害的

6.基因突变的意义

（1）突变对生物自身的影响：

①一般是 有害 的   ②可产生 新性状 ，以适应改变的环境。

探究4.是否DNA上碱基对的改变都会引发生物性状的变化吗？举例说明。

生物性状不一定发生改变。发生碱基对的改变时，由于密码子的简并性，可能并不改变蛋白质中的氨基酸序列；发生隐性突变时，生物的性状也不一定改变。

（2）基因突变对自然界生物进化的意义

   ①新基因 产生的途径  ②生物变异的根本 来源   ③ 生物进化的原始材料

【例题考察】

有关基因突变的下列说法，不正确的是（   ）

A.基因突变是可遗传的变异的根本来源

B.基因突变可以产生新基因，同时产生新的基因型

C.A基因可以突变成a1、a2、a3…，同样a基因也可以突变成A1、A2、A3…

D.基因中一个碱基对发生改变，则一定发生了基因突变，并一定能改变生物的性状

答案：D

探究5.一母生九子，九子各不同，试分析原因（基因重组可以产生大量的基因型不同的后代）

三、基因重组

教师讲述基因重组概念和类型

1.概念：

在生物体进行 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：

（1）自由组合型：

减I后期， 非同源 染色体上的 非等位 基因自由组合。

（2）交叉互换型：

四分体时期，同源染色体上的 等位 基因随 非姐妹染色单体 的交换而交换。

探究6.讨论基因重组产生新基因和新性状了吗？

学生通过阅读分析基因重组的实质

3.实质：

不同基因的重新组合，产生新的基因型和表现型。

教师提问，学生分析基因重组的意义。

4.意义：

基因重组是变异的重要来源之一，对 生物进化 具有更重要意义；是生物多样性的重要原因。

【例题考察】

下列关于基因重组的说法不正确的是

A.生物体进行有性生殖的过程中控制不同性状的基因的重新组合属于基因重组

B.减数过程中，由于同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换，可导致基因重组

C.减数过程中，随着非同源染色体上的基因自由组合可导致基因重组

D.一般情况下，水稻花药内可发生基因重组，而根尖则不能

答案：B

四、基因突变和基因重组的比较

【例题考察】

下列有关变异的叙述，错误的是

A．基因突变是指基因结构中碱基对的替换、增添和缺失

B．非同源染色体上的非等位基因可以发生重组

C．镰刀型细胞贫血症的形成是因为产生了染色体变异

D．基因突变频率很低，是随机发生的、不定向的

答案：C

   课堂小结 

一、基因突变

1.实例：镰刀型细胞贫血症

①直接病因：血红蛋白多肽链上的一个谷氨酸被 缬氨酸 替换

②根本原因：血红蛋白基因（DNA）上的一对碱基对被替换，即CTT → CAT

2.定义：

DNA分子中发生 碱基对 的 替换 、增添或 缺失 ，而引起的 基因结构 的改变

 3.诱发基因突变的因素

4.种类

 5.特点：普遍性、随机性、不定向性、低频性、多害少利性

6.基因突变的意义

① 新基因 产生的途径  ②生物变异的 根本 来源   ③ 生物进化 的原始材料

二、基因重组

三、基因突变和基因重组的比较

   板书 

一、基因突变

1.实例：镰刀型细胞贫血症

①直接病因：氨基酸 替换

②根本原因：碱基对 替换

2.定义：

替换、增添、缺失

3.诱发基因突变的因素

4.种类

5.特点

6.意义

① 新基因 产生的途径  ②根本来源   ③原始材料

二、基因重组

①时期

②类型

三、基因突变和基因重组的比较