優(yōu)秀教案第1節(jié)基因突變和基因重組

1、第5章基因突變及其他變章節(jié)規(guī)劃本章包括三節(jié)：第1節(jié)基因突變和基因重組，第2節(jié)染色體變異，第3節(jié)人類遺傳病。主要解決以下問題：基因在代代相傳的過程中，會不會發(fā)生變化？為什么會發(fā)生變化？怎樣變化？發(fā)生的變化對生物會產(chǎn)生什么影響？除基因突變外，還有哪些變異？本章在第3章、第4章闡述基因的本質(zhì)及基因是如何起作用的基礎(chǔ)上，從遺傳物質(zhì)發(fā)生變化的角度出發(fā)，分析了基因突變及其他變異對生物體的影響，以及在生物進化過程中所具有的重要意義。本章也是學(xué)習第6章從雜交育種到基因工程和第7章現(xiàn)代生物進化理論的重要基礎(chǔ)。第1節(jié)基因突變和基因重組從實例入手，通過對鐮刀型細胞貧血癥的分析，引入基因突變的概念，然后詳細闡述基因突

2、變的原因和特點。在講述基因突變的原因和特點時，先大致歸納了引起基因突變的三類原因，然后緊扣原因分析特點。在闡述自然狀態(tài)下基因突變的頻率很低時，教材用實例說明在一個足夠大的群體中，即使基因突變頻率很低，突變個體仍然會占有一定的數(shù)量。這個實例體現(xiàn)了生物在進化過程中“變”與“不變”的平衡，有助于學(xué)生理解基因突變在生物進化中所占有的重要地位。在基因重組部分，教材設(shè)置了“思考與討論”的欄目，旨在讓學(xué)生利用數(shù)學(xué)方法，通過計算，體會基因重組機制提供的極其多樣的基因組合方式。第2節(jié)染色體變異包括“染色體結(jié)構(gòu)的變異”和“染色體數(shù)目的變異”以及實驗“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化”?！叭旧w結(jié)構(gòu)的變異”部分主要采用

3、了圖文結(jié)合的呈現(xiàn)方式。插圖不僅直觀地表現(xiàn)了染色體結(jié)構(gòu)變異的具體情形，而且還增設(shè)了對應(yīng)的實例，以增進學(xué)生的感性認識。本節(jié)中的實驗是課程標準中“活動建議”部分所列入的活動，旨在鍛煉學(xué)生的動手能力。通過這個實驗，學(xué)生能夠用顯微鏡觀察到細胞中染色體數(shù)目的增加，但增加的確切數(shù)目難以確定。第3節(jié)人類遺傳病包括“人類常見遺傳病的類型”“遺傳病的監(jiān)測和預(yù)防”和“人類基因組計劃及其影響”。由于課程標準對人類遺傳病的要求只是了解水平，因此教材輔以實例，簡要介紹了單基因遺傳病、多基因遺傳病和染色體異常遺傳病。在這部分，教材還根據(jù)課程標準的活動建議，安排了“調(diào)查人群中的遺傳病”，旨在培養(yǎng)學(xué)生接觸社會、從社會中直接獲取

4、資料和數(shù)據(jù)的能力。“遺傳病的監(jiān)測和預(yù)防”以圖文結(jié)合的方式簡要呈現(xiàn)了遺傳咨詢的內(nèi)容和步驟以及產(chǎn)前診斷、基因診斷等預(yù)防方法。課程標準對這部分內(nèi)容的情感態(tài)度、價值觀的要求是探討人類遺傳病的監(jiān)測和預(yù)防，為經(jīng)歷（感受）水平，因此教材提出了基因診斷可能帶來的社會問題，并安排了“資料搜集和分析”，讓學(xué)生圍繞相關(guān)問題展開討論。“人類基因組計劃及其影響”簡要介紹了人類基因組計劃及其意義，將重點放在了學(xué)生對人類基因組計劃及其影響的了解與討論上。在“資料搜集和分析”欄目，教材將此計劃的某些正面和負面的效應(yīng)分左右兩欄列舉，形成了鮮明對比，并為學(xué)生的討論設(shè)置了起始情境。教材提供的資料可以啟發(fā)學(xué)生去搜集更多資料，針對各種

5、可能影響展開討論。這種呈現(xiàn)方式既為學(xué)生活動提供了一些素材，又為學(xué)生自主搜集資料留有一定空間，以體現(xiàn)課程標準的要求。知識網(wǎng)絡(luò):基因突變的實例一-基因交變的概念基因突變和甚因至組q其國突變的悌因和特點基因突變的原因.基因龕變的特息甚因重組基因突K及其他異柒色體結(jié)構(gòu)的變異柒色體變異!.妙色體相柒色體散目的變異二倍體和害情體一單僭體單基因迨傳扁人類意見醫(yī)傳病的類圖1客基因遺侍病染色體異巖遺傳摘人類逋傳癌|遺傳咨詢遺傳羯的鑒惻和預(yù)防產(chǎn)前診斷起因逡斷,人啜基因組計劃與人體健廉通過本章的教學(xué)，使學(xué)生了解基因突變的特征和原因；能舉例說出基因重組及其意義；能簡述染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異；并能列出人類遺傳病的類型

6、（包括單基因病、多基因病和染色體?。Ｒ饘W(xué)生探討人類遺傳病的監(jiān)測和預(yù)防，關(guān)注人類基因組計劃及其意義。通過進行低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化的實驗，觀察染色體數(shù)目的變化，進行人群中遺傳病的調(diào)查，進行資料的搜集和分析，了解基因診斷在遺傳病監(jiān)測中的應(yīng)用，以及人類基因組計劃對科學(xué)發(fā)展、人類健康、社會倫理等方面的影響，培養(yǎng)學(xué)生搜集信息的能力。教學(xué)安排：本章教學(xué)可用5課時，第1節(jié)可用1課時，其他各節(jié)可各用2課時。生物的變異現(xiàn)象對于學(xué)生而言并不陌生。通過初中生物課的學(xué)習，學(xué)生已經(jīng)初步認識到生物的變異首先與遺傳物質(zhì)有關(guān)，其次與環(huán)境有關(guān)。本章第1節(jié)在此基礎(chǔ)上，進一步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習遺傳物質(zhì)究竟是如何引起生物的變異的。對于

7、染色體數(shù)目的變異的知識，學(xué)生可能不太了解，但是，無子西瓜、多倍體草莓等，對于學(xué)生來說并不陌生。教師可以從學(xué)生熟悉的事物入手，引導(dǎo)學(xué)生進入相關(guān)概念的學(xué)習。人類常見遺傳病、人類基因組計劃的相關(guān)知識，學(xué)生可能已經(jīng)通過報紙雜志、廣播電視等傳播媒體有所了解。教師的任務(wù)是要結(jié)合學(xué)生已有的認識，讓學(xué)生從生物學(xué)角度作科學(xué)的了解，同時要注意引導(dǎo)學(xué)生形成正確的科學(xué)價值觀，激發(fā)學(xué)生的責任感。第1節(jié)基因突變和基因重組從容說課本節(jié)教學(xué)可用1課時，教學(xué)重點是基因突變?；蛑亟M的實質(zhì)，即基因的自由組合定律，已經(jīng)在孟德爾的豌豆雜交實驗中作過詳細的介紹，因此在本節(jié)教學(xué)中不再列為重點內(nèi)容。為了讓學(xué)生更好地理解基因突變的概念，教材

8、不是從概念到概念，而是從實例分析入手，再歸納、總結(jié)概念。在教學(xué)過程中，教師也應(yīng)遵循這種符合學(xué)生認知規(guī)律的呈現(xiàn)方式，從現(xiàn)象到概念，從宏觀到微觀來開展教學(xué)活動。關(guān)于基因突變，教材選用了鐮刀型細胞貧血癥的實例，從現(xiàn)象開始，追根溯源，讓學(xué)生理解基因突變的根本原因是DNA分子的堿基對發(fā)生了變化。這種變化可能會導(dǎo)致生物體的性狀發(fā)生改變。限于篇幅，教材沒有過多地介紹鐮刀型細胞貧血癥的發(fā)現(xiàn)過程（具體過程參見教學(xué)案例)。教學(xué)中，教師要讓學(xué)生明確：DNA分子的堿基對發(fā)生了變化生物體的性狀發(fā)生改變這一因果關(guān)系。通過討論，學(xué)生能夠認識到基因突變的本質(zhì)是DNA分子的堿基對發(fā)生了改變，并且能夠進一步理解“基因?qū)π誀畹目刂?/p>

9、是通過控制蛋白質(zhì)合成來實現(xiàn)的”這一基本的生物學(xué)原理。理解DNA分子堿基對的改變可能導(dǎo)致的結(jié)果，是不是DNA分子的堿基對發(fā)生改變就一定會導(dǎo)致生物性狀的變化？為了說明這個問題，教師可以先引導(dǎo)學(xué)生閱讀“問題探討”，討論英語句子中個別字母發(fā)生改變后，對于全句所表達的意思的影響情況。通過分析可以看出，英語句子中一個字母的改變，可能導(dǎo)致句子的意思不變、變化不大和完全改變這三種情況。然后，教師再通過聯(lián)想和類比的方法，結(jié)合不同的密碼子可以對應(yīng)相同的氨基酸的知識，引導(dǎo)學(xué)生推測基因突變與生物性狀改變之間的關(guān)系，從而理解不是所有的基因突變都會導(dǎo)致生物體性狀的改變。所以，基因突變對于生物體來說，有的有害，有的有利，有

10、的既無害也無利。在學(xué)習基因突變的原因時，教師可以通過先介紹癌癥的形成是體細胞發(fā)生基因突變的結(jié)果，然后讓學(xué)生列舉生活中的事例，歸納哪些因素會導(dǎo)致基因突變。例如，射線(X射線、紫外線、丫射線等)容易引發(fā)癌癥，在強烈的日光下暴曬，容易導(dǎo)致皮膚癌；據(jù)報道，在醫(yī)院放射室工作的醫(yī)生容易患癌癥；前蘇聯(lián)的切爾諾貝利核電站發(fā)生核泄漏時，核電站周圍的居民得癌癥的幾率大大增加。變質(zhì)花生中的黃曲霉素可致癌(化學(xué)因素)等。為了理解基因突變是生物變異的根本來源，是生物進化的原始材料，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考下列問題：基因突變能產(chǎn)生新的基因嗎？這些新的基因產(chǎn)生的新性狀對生物的生存有什么意義(有利還是有害)？自然環(huán)境會選擇哪些個

11、體生存下來？通過這些設(shè)問，使學(xué)生理解基因突變最重要的特點是產(chǎn)生了新的基因，原來的基因和新的基因所表達的性狀為自然環(huán)境提供了選擇的材料?；蛑亟M盡管不能產(chǎn)生新的基因，但可以產(chǎn)生不同的生物性狀組合，產(chǎn)生新的基因型。所以說，基因重組為生物的進化提供了可供選擇的材料。最后以填表的形式引導(dǎo)學(xué)生將基因突變和基因重組進行對比和總結(jié)。三維目標1 .知識與技能(1)舉例說明基因突變的特點和原因。(2)舉例說出基因重組。(3)說出基因突變和基因重組的意義。2 .過程與方法(1)采用鐮刀型細胞貧血癥的實例，從現(xiàn)象開始，追根溯源，讓學(xué)生理解基因突變的根本原因是DNA分子的堿基對發(fā)生了變化。(2)用類比推理的方法引導(dǎo)學(xué)

12、生理解基因突變的類型。(3)通過生活中的具體事例引導(dǎo)學(xué)生理解抽象的概念，歸納哪些因素會導(dǎo)致基因突變。(4)以設(shè)問和討論的形式引導(dǎo)學(xué)生思考基因突變和基因重組的意義。3 .情感態(tài)度與價值觀引導(dǎo)學(xué)生從生物學(xué)角度對基因突變和基因重組作科學(xué)的了解，形成正確的科學(xué)價值觀，激發(fā)學(xué)生的責任感。教學(xué)重點1 .基因突變的概念及特點。2 .基因突變的原因。教學(xué)難點基因突變和基因重組的意義。教具準備1 .基因突變實例圖片。2 .基因突變引起性狀改變流程圖(即課本P81完整圖)。課時安排1課時教學(xué)過程課前準備1 .制作教具。2 .學(xué)生根據(jù)課本P80“本節(jié)聚焦”預(yù)習課文，思考相應(yīng)問題。情境創(chuàng)設(shè)學(xué)生：閱讀課本P80“問題探

13、討”，然后分學(xué)習小組討論：（1）英語句子中一個字母的改變，可能導(dǎo)致句子的意思發(fā)生怎樣的變化？（可能導(dǎo)致句子的意思不變、變化不大和完全改變這三種情況）（2）如果DNA分子復(fù)制時發(fā)生了類似的錯誤，DNA分子攜帶的遺傳信息將會發(fā)生怎樣的變化？可能對生物體產(chǎn)生什么影響？（這種變化對于生物體來說，有的有害，有的有利，有的既無害也無利）師生互動教師：我們知道，基因是有遺傳效應(yīng)的化意味著什么？學(xué)生：意味著基因發(fā)生了改變。教師：對，我們稱這種變化叫基因突變。學(xué)生：閱讀課本P80“基因突變的實例”蛋白質(zhì)氨基酸rrRNADNA（DNA分子中的堿基對發(fā)生變化DNA片段，如果DNA分子中的堿基對發(fā)生變,回答鐮刀型細胞

14、貧血癥的發(fā)病機理。正常異常谷氨酸緘氨酸t(yī)GAAGUAtCTTCATGAAGTAmRNA分子中的堿基對發(fā)生變化相應(yīng)氨基酸改變相應(yīng)蛋白質(zhì)改變相應(yīng)性狀改變）教師：這種變化是否遺傳？怎樣遺傳？學(xué)生：能夠遺傳。突變后的DNA分子復(fù)制，通過減數(shù)分裂形成帶有突變基因的生殖細胞，并將突變基因傳遞給下一代。教師：播放1.基因突變實例圖片。2.基因突變引起性狀改變流程圖（即P81完整圖）。請同學(xué)們總結(jié)一下基因突變的概念。學(xué)生：DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，叫做基因突變。學(xué)生：閱讀課本P81P82基因突變的原因和特點”，回答：引起基因突變的因素有哪些？基因突變有哪些特點？教師：請

15、同學(xué)回答以上兩個問題，不完整的請其他同學(xué)補充。教師：通過前面的學(xué)習我們已經(jīng)知道，基因突變有它的特點，請同學(xué)們討論：基因突變產(chǎn)生新的基因嗎？這些新的基因產(chǎn)生的新性狀對生物的生存有什么意義（有利還是有害）自然環(huán)境會選擇哪些個體生存下來？（基因突變能產(chǎn)生新的基因，這些新的基因產(chǎn)生的新性狀對生物的生存可能有利也可能有害，自然環(huán)境會選擇那些適應(yīng)環(huán)境的個體生存下來）教師小結(jié)：基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來源，是生物進化的原始材料。學(xué)生：閱讀課本P83“基因重組”內(nèi)容，思考：基因重組產(chǎn)生了新的基因嗎？它的變異性狀來源于什么？有何意義？(基因重組產(chǎn)生了新的基因嗎，它的變異性狀來源于基因重組產(chǎn)生

16、的新的基因型，是生物變異的來源之一，它為生物進化提供了可供選擇的材料)教師精講(一)基因突變1 .基因突變的概念和本質(zhì)(1)概念：DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，叫做基因突變。(2)本質(zhì)：是基因內(nèi)部發(fā)生了變化，指組成基因的脫氧核甘酸的種類、數(shù)量、排列順序發(fā)生了改變。由于基因發(fā)生了改變，性狀也發(fā)生了改變。2 .基因突變的原因和特點(1)原因：物理因素、化學(xué)因素、生物因素。(2)特點：普遍性：所有生物都可能發(fā)生基因突變。隨機性：可以發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期。低頻性：對于一種生物來說，基因突變的頻率是很低的。有害性：基因突變多數(shù)是有害的，極少數(shù)是有利的。不定向性

17、：一個基因可以朝著不同的方向發(fā)生突變。3 .基因突變的意義基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來源，是生物進化的原始材料。4 .鐮刀型細胞貧血癥由于DNA分子中的堿基對發(fā)生變化(T-A)mRNA分子中的堿基對發(fā)生變化(A-U)相應(yīng)氨基酸改變(谷氨酸一繳氨酸)相應(yīng)蛋白質(zhì)改變相應(yīng)性狀改變。(二)基因重組1 .概念：是指在生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因重新組合，產(chǎn)生新的基因型的過程。2 .類型(1)非同源染色體上的非等位基因自由組合，由雌雄配子結(jié)合成受精卵，形成不同基因型。(2)位于同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體的交換而發(fā)生交換，導(dǎo)致染色單體上的基因重新組合。3.意

18、義通過有性生殖的過程實現(xiàn)基因重組，使子代產(chǎn)生變異的來源非常豐富，是形成生物多樣性的重要原因，對于生物進化具有十分重要的意義。評價反饋1.要求學(xué)生課堂上完成下表：(基因突變和基因重組的區(qū)別)基因突變基因重組本質(zhì)發(fā)生時間及原因條件意義發(fā)生可能2.學(xué)生做課本P84練習題，教師檢查評講。課堂小結(jié)基因突變基因重組基因突變那基因重組，概念RNA分子中發(fā)生蹣基對的替拂、ig索和缺失nUlf引起的基因結(jié)構(gòu)的改變n叫橄基因突瘦克倒：嫡刀型細艇備血宦原因二枷理因重、化學(xué)因素、生物因素杵點,瞥遍住，曲機性彳低凝性J有客性3%不定向性.意義二是新基因產(chǎn)生的途輕，星生物變異的根本來源，忌生物進訛的原始材料概念，是指在生

19、物體進行宿性生殖的過道中,控制不同性狀的基因叟新徂合，產(chǎn)生新的基因型的過程來源,函珥口WA技術(shù).基因的自由盤含、基因的互換窟曳二遛討型觀基因重組，使子代產(chǎn)生變異的來漉非常豐富，是形成生物金樣性的重要原因，對、于生物送訛耳有十分重要的意義課后拓展1 .當牛精原細胞進行DNA復(fù)制時，細胞不可能發(fā)生A.基因重組B.DNA解旋C.蛋白質(zhì)合成D.基因突變解析：基因重組通常發(fā)生在減數(shù)第一次分裂過程中。答案：A2 .果蠅約有104對基因，假定每個基因的突變率都是10F,一個大約有109個果蠅群，每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是A.2X109B.2X108C.2X107D.108解析：自然界中生物的自發(fā)突變率很低，這

20、是對于單個基因而言，但種群是由許多個體所組成，每個個體的每個細胞中都含有成千上萬個基因，依據(jù)題干所列出的數(shù)值，這個果蠅種群每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)目為2X104X105X109=2X108。答案：B3 .袁隆平培育的雜交水稻聞名世界，從遺傳角度看，和普通水稻相比，雜交水稻增產(chǎn)的原因是A.基因重組B.染色體結(jié)構(gòu)改變C.基因突變D.人工誘變解析：雜交水稻是通過把具有不同優(yōu)良性狀的水稻雜交，通過基因重組，形成新的基因型，出現(xiàn)新的性狀組合，從中選出所需的優(yōu)良品種。答案：A4 .將重組DNA導(dǎo)入細菌生產(chǎn)激素或蛋白質(zhì)的過程一般稱為A.基因工程B.細胞工程C.酶工程D.微生物工程解析：將目的基因插入相應(yīng)的DN

21、A中，再把重組DNA導(dǎo)入細菌生產(chǎn)激素或蛋白質(zhì)的過程一般稱為基因重組。答案：A5 .下列哪個是誘變因素A.丫射線B.紫外線C.乙酸D.亞硝酸解析：丫射線和紫外線是物理致癌因素，亞硝酸是化學(xué)致癌因素。答案：ABD板書設(shè)計第5章基因突變及其他變異第1節(jié)基因突變和基因重組一、基因突變1 .鐮刀型細胞貧血癥DNA的堿基對發(fā)生變化mRNA分子中的堿基對發(fā)生變化氨基酸改變蛋白質(zhì)改變性狀改變。2 .基因突變的概念和本質(zhì)3 .基因突變的原因和特點(1)原因：物理因素、化學(xué)因素、生物因素。(2)特點：普遍性隨機性低頻性有害性不定向性4 .基因突變的意義二、基因重組1概念5 .類型6 .意義習題詳解一、練習(課本P

22、84)(一)基礎(chǔ)題1.(1)解析：所有生物都可能發(fā)生基因突變，因而基因突變是廣泛存在的，但是基因突變多數(shù)是有害的，極少數(shù)是有利的。答案：V(2)解析：基因突變就是DNA分子攜帶的遺傳信息發(fā)生了變化，將會引起信使RNA的變化，但由于信使RNA的密碼子有重碼，也可能不會引起氨基酸的改變，不會改變生物體性狀的表現(xiàn)型。答案：X(3)解析：基因重組并沒有產(chǎn)生新的基因，所以也不會產(chǎn)生新的性狀，基因重組只是造成了基因的重新組合，從而造成性狀的重新組合。答案：X2 .解析：可遺傳的變異是由于遺傳物質(zhì)的改變造成的，A、D都沒有造成遺傳物質(zhì)的改變，B雖然造成遺傳物質(zhì)的改變，但它改變的是體細胞，不會遺傳給后代。答案

23、：C3 .解析：有性生殖由于精卵結(jié)合，使父母雙方的遺傳物質(zhì)重新組合，產(chǎn)生了許多新的基因型，造成了更大的變異性。答案：B4 .解析：生物變異的根本來源是基因突變。答案：A(二)拓展題1 .放療或化療的作用是通過一定量的輻射或化學(xué)藥劑干擾腫瘤細胞和癌細胞進行DNA分子的復(fù)制，使其產(chǎn)生基因突變，從而抑制其分裂的能力，或者殺死癌細胞。放療的射線或化療的藥劑，既對癌細胞有作用，也對正常的體細胞有作用，因此，放療或化療后病人的身體是非常虛弱的。2 .鐮刀型細胞貧血癥患者對瘧疾具有較強的抵抗力，這說明，在易患瘧疾的地區(qū)，鐮刀型細胞的突變具有有利于當?shù)厝松娴囊环矫妗ｋm然這個突變體的純合子對生存不利，但其雜合

24、子卻有利于當?shù)厝说纳?。二、問題探討（課本P80）提示：DNA分子攜帶的遺傳信息發(fā)生了改變。但由于密碼的簡并性，DNA編碼的氨基酸不一定改變。如果氨基酸發(fā)生了改變，生物體的性狀可能發(fā)生改變。改變的性狀對生物體的生存可能有害，可能有利，也有可能既無害也無利。三、本節(jié)聚焦（課本P80）1 .鐮刀型細胞貧血癥形成的原因是血紅蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，而引起紅細胞形態(tài)的變化，直接影響到它的功能而導(dǎo)致貧血。根本原因是由于DNA分子復(fù)制時，控制血紅蛋白合成的DNA堿基序列由CTT變成了CAT,在轉(zhuǎn)錄形成信使RNA時，遺傳密碼由GAA變成了GUA,結(jié)果使相對應(yīng)的血紅蛋白中的一個谷氨酸被繳氨酸代替，正常人的血紅蛋白是由兩條a鏈和兩條3鏈構(gòu)成的四聚體。a鏈由141個氨基酸組成，3鏈由146個氨基酸組成?；颊咭粭l3鏈中第6位的氨基酸是由谷氨酸變成了繳氨酸，從而導(dǎo)致性狀改變，正常的紅細胞變成了鐮刀狀紅細胞。2 .細胞分裂間期DNA分子復(fù)制時，由于外界理化因素或自身生理因素引起的堿基對的替換、增添或缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。這類因素可分為：物理因素、化學(xué)因素、生物因素。3 .基因突變的特點如下：普遍性：所有生物都可能發(fā)生基因突變。隨機性：可以發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期。低