5.1基因突变和基因重组教学设计2021-2022学年高一下学期生物人教版必修2

基因突变和基因重组教学设计 教学目标 1. 采取镰刀型细胞贫血症的实例，从现象开始，让学生理解基因突变的根本原因。 2. 举例说明基因突变的特点和原因。 3. 说出基因突变和基因重组的意义。 4. 引导学生从生物学角度对基因突变和基因重组做科学的了解，形成正确的科学价值观，激发学生的责任感。 教学内容 教学重点： 1. 基因突变的概念及特点。 2. 基因突变的原因。 教学难点： 1.基因突变和基因重组的意义。 教学过程 1、 创设情景，引用新闻图片，导入新课 展示以下图片：日本出现的双头龟、双头蜥蜴 关于为何会出现“双头”的情况，多年来研究者们也是提出了很多种的可能性，其中更多的研究者认为是在孕育的过程中，由于环境污染，从而导致基因突变。由此引出本节课内容。 2、 展示资料，进一步理解基因突变的概念 1. 展示资料 在1910年，赫里克医生的诊所来了一个黑人病人，病人脸色苍白，四肢无力，是严重的贫血病患者，医生使用所有能治疗贫血症的药物，但都对这个病人无效。对他做血液检查时发现，红细胞在显微镜下不是正常的圆饼状，而是又长又弯的镰刀型，由此提出为镰刀型细胞贫血症。 镰刀型细胞贫血症患者一旦缺氧，红细胞就会变成镰刀状，血液的粘性增加，引起红细胞的堆积，进而导致各器官血流的阻塞。病重时，红细胞受到机械损伤而破裂产生溶血现象，引起严重贫血而造成死亡。 课件展示：正常红细胞和镰刀型细胞的对比图。 研究发现：正常的血红蛋白和镰刀型细胞的血红蛋白真的有一个肽段的位置不同。 2. 展示：正常和镰刀型细胞的血红蛋白的氨基酸顺序。 发现正常血红蛋白特定位置上的谷氨酸被缬氨酸取代。 提出问题：基因指导蛋白质的合成，那我们推测有可能控制血红蛋白合成的基因发生了改变。 我们是否可以通过氨基酸来推出对应的DNA片段，看看两者是否真的不同呢？ 通过查看密码子表，得出：产生镰刀型细胞贫血症的直接原因是谷氨酸被替换为缬氨酸，根本原因则是基因中碱基对的替换。 3. 思考：基因突变的类型除了碱基对的替换，还包括什么呢？ 总结出基因突变的概念：DNA分子中发生碱基的替换，增添或缺失，而引起基因碱基序列的改变，叫做基因突变。 4. 对位训练：再次强化基因突变的定义。 【问题探讨】 1.所有的基因突变都能改变生物体的性状吗？ 以学生抄写英语句子出现的问题为例，引出即使DNA分子携带的遗传信息发生了改变，其DNA编码的氨基酸不一定改变。但是如果氨基酸发生了改变，生物体的性状就可能发生改变。 2.什么时候容易发生基因突变？ 基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期，不论体细胞或生殖细胞都可能发生基因突变。但是由于DNA复制时双链要解开，DNA的稳定性会大大降低，容易受到外来因素的干扰而发生复制错误。因此基因突变通常发生在细胞分裂间期DNA分子复制的过程中。包括有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。 3.基因突变一定能遗传吗？ 若生殖细胞发生基因突变，基因突变的结果可以通过受精作用传递给后代，体细胞发生的基因突变一般不能遗传给后代。但是对于能进行营养繁殖的植物，只要把突变的芽或枝条采取营养繁殖的方法，便可保留下来。由这种芽或枝条产生的植株，还可以把突变遗传给有性后代。而人体有些体细胞若发生基因突变，有可能会发展为癌细胞。 3、 基因突变的实例2——细胞癌变。 以新闻报道日本因核泄漏当地居民患癌几率上升，引出基因突变与癌症的关系，以结肠癌为例，得出结肠癌发生的根本原因就是原癌基因和抑癌基因发生了突变。通过课前预习，总结癌细胞与正常细胞相比具有的特征。 4、 导致基因发生突变的原因是什么呢？ 易诱发生物发生基因突变的外界因素可分为三类：物理因素化学因素和生物因素。 内因：自身DNA复制偶尔发生错误。 5、 基因突变的特点和意义 通过图片及具体实例，得出基因突变具有如下特点： 1. 普遍性 2.随机性 3.不定向性 4.低频性 5.多害少利性 引出基因突变的结果能产生新的基因，得出基因突变的意义：是新基因产生的唯一途径。对生物界的种族繁衍和进化来说，产生了新基因的生物有可能更好的适应环境的变化，开辟新的生存空间，从而出现新的生物类型。因此，基因突变是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了丰富的原材料。 6、 基因重组 问：什么是基因重组？基因重组产生的根本原因是什么？举例说明 【强调】基因重组只是生物个体的基因型发生了改变，出现了新的基因组合，而基因本身的结构没有改变。 基因重组产生的根本原因主要有两个方面：一是基因的自由组合:非同源染色体上的非等位基因的自由组合(减I后期）；二是基因的交叉互换:同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生局部互换(减I前期）。 基因重组是原有基因的重新组合，只能产生新的基因型和重组性状，不能产生新基因。 意义