《基因突變和基因重組》教案.doc

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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(shí)，教學(xué)重點(diǎn)是基因突變。基因重組的實(shí)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(shí)驗(yàn)中作過詳細(xì)的介紹，因此在本節(jié)教學(xué)中不再列為重點(diǎn)內(nèi)容。 為了讓學(xué)生更好地理解基因突變的概念，教材不是從概念到概念，而是從實(shí)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(rèn)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(dòng)。 關(guān)于基因突變，教材選用了鐮刀型細(xì)胞貧血癥的實(shí)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(duì)發(fā)生了變化。這種變化可能會(huì)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(xì)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(duì)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(rèn)識(shí)到基因突變的本質(zhì)是DNA分子的堿基對(duì)發(fā)生了改變，并且能夠進(jìn)一步理解“基因?qū)π誀畹目刂剖峭ㄟ^控制蛋白質(zhì)合成來實(shí)現(xiàn)的”這一基本的生物學(xué)原理。 在學(xué)習(xí)基因突變的原因時(shí)，教師可以通過先介紹癌癥的形成是體細(xì)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(huì)導(dǎo)致基因突變。例如，射線（X射線、紫外線、γ射線等）容易引發(fā)癌癥，在強(qiáng)烈的日光下暴曬，容易導(dǎo)致皮膚癌；據(jù)報(bào)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(shí)，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。 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(jìn)行對(duì)比和總結(jié)。 ●三維目標(biāo) 1.知識(shí)與技能 （1）舉例說明基因突變的特點(diǎn)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(xì)胞貧血癥的實(shí)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(duì)發(fā)生了變化。 （2）用類比推理的方法引導(dǎo)學(xué)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(huì)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(jià)值觀 引導(dǎo)學(xué)生從生物學(xué)角度對(duì)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(jià)值觀，激發(fā)學(xué)生的責(zé)任感。 ●教學(xué)重點(diǎn) 1.基因突變的概念及特點(diǎn)。 2.基因突變的原因。 ●教學(xué)難點(diǎn) 基因突變和基因重組的意義。 ●教具準(zhǔn)備 1.基因突變實(shí)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(shí)安排 1課時(shí) ●教學(xué)過程 ［課前準(zhǔn)備］ 1.制作教具。 2.學(xué)生根據(jù)課本P80“本節(jié)聚焦”預(yù)習(xí)課文，思考相應(yīng)問題。 ［情境創(chuàng)設(shè)］ 學(xué)生：閱讀課本P80“問題探討”，然后分學(xué)習(xí)小組討論： （1）英語句子中一個(gè)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(shí)發(fā)生了類似的錯(cuò)誤，DNA分子攜帶的遺傳信息將會(huì)發(fā)生怎樣的變化？可能對(duì)生物體產(chǎn)生什么影響？ （這種變化對(duì)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(dòng)］ 教師：我們知道，基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，如果DNA分子中的堿基對(duì)發(fā)生變化意味著什么？ 學(xué)生：意味著基因發(fā)生了改變。 教師：對(duì)，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(shí)例”，回答鐮刀型細(xì)胞貧血癥的發(fā)病機(jī)理。 （DNA分子中的堿基對(duì)發(fā)生變化mRNA分子中的堿基對(duì)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(xì)胞，并將突變基因傳遞給下一代。 教師：播放1.基因突變實(shí)例圖片。2.基因突變引起性狀改變流程圖（即P81完整圖）。 請(qǐng)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(duì)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P81～P82“基因突變的原因和特點(diǎn)”，回答：引起基因突變的因素有哪些？基因突變有哪些特點(diǎn)？ 教師：請(qǐng)同學(xué)回答以上兩個(gè)問題，不完整的請(qǐng)其他同學(xué)補(bǔ)充。 教師：通過前面的學(xué)習(xí)我們已經(jīng)知道，基因突變有它的特點(diǎn)，請(qǐng)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(duì)生物的生存有什么意義（有利還是有害）?自然環(huán)境會(huì)選擇哪些個(gè)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(duì)生物的生存可能有利也可能有害，自然環(huán)境會(huì)選擇那些適應(yīng)環(huán)境的個(gè)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(jìn)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)生的新的基因型，是生物變異的來源之一，它為生物進(jìn)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(duì)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苷酸的種類、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(diǎn) （1）原因：物理因素、化學(xué)因素、生物因素。 （2）特點(diǎn)： ①普遍性：所有生物都可能發(fā)生基因突變。 ②隨機(jī)性：可以發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期。 ③低頻性：對(duì)于一種生物來說，基因突變的頻率是很低的。 ④有害性：基因突變多數(shù)是有害的，極少數(shù)是有利的。 ⑤不定向性：一個(gè)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(jìn)化的原始材料。 4.鐮刀型細(xì)胞貧血癥 由于DNA分子中的堿基對(duì)發(fā)生變化（T→A） mRNA分子中的堿基對(duì)發(fā)生變化 （A→U）相應(yīng)氨基酸改變（谷氨酸→纈氨酸）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(jìn)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.意義 通過有性生殖的過程實(shí)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(duì)于生物進(jìn)化具有十分重要的意義。 ［評(píng)價(jià)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(shí)間及原因 條件 意義 發(fā)生可能 2.學(xué)生做課本P84練習(xí)題，教師檢查評(píng)講。 ［課堂小結(jié)］ ［課后拓展］ 1.當(dāng)牛精原細(xì)胞進(jìn)行DNA復(fù)制時(shí)，細(xì)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：A 2.果蠅約有104對(duì)基因，假定每個(gè)基因的突變率都是10－5，一個(gè)大約有109個(gè)果蠅群，每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是 A.2109 B.2108 C.2107 D.108 解析：自然界中生物的自發(fā)突變率很低，這是對(duì)于單個(gè)基因而言，但種群是由許多個(gè)體所組成，每個(gè)個(gè)體的每個(gè)細(xì)胞中都含有成千上萬個(gè)基因，依據(jù)題干所列出的數(shù)值，這個(gè)果蠅種群每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)目為210410－5109=2108。 答案：B 3.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：A ●板書設(shè)計(jì) 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(xì)胞貧血癥 2.基因突變的概念和本質(zhì) 3.基因突變的原因和特點(diǎn) （1）原因： （2）特點(diǎn)： 4.基因突變的意義 二、基因重組 1.概念[高考資源網(wǎng)] 2.類型 3.意義