5.1基因突变与基因重组学历案2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

5.1基因突变和基因重组（第一课时） 一、教学目标 1.结合镰状细胞贫血的形成原因，理解基因突变导致合成蛋白质及其细胞功能的改变(生命观念) 2.通过分析癌症发生的原因和特点，认同癌症的危害和预防措施（社会责任） 二、 教学重难点 学习重点：1.结合镰刀型细胞贫血症的发病原因，说出基因突变的概念和方式；2.概述细胞在某些化学物质、射线以及病毒的作用下，基因突变概率可能提高，而某些基因突变能导致细胞分裂失控，甚至发生癌变。 学习难点：结合镰刀型细胞贫血症的发病原因，说出基因突变的概念和方式。 三、教学过程 第一环节 导入 问题探讨，导入新课，提出问题： 1.航天育种的生物学原理是什么？ 2.如何看待基因突变所造成的结果？ 遗传信息复制的过程中，会不会出错呢？ 第二环节 新课讲授 【知识点一：基因突变的实例】 实例1：镰状细胞贫血 （1）镰状细胞贫血患者的红细胞形态和功能发生了怎样的变化？ 答：镰状细胞贫血是一种常染色体隐性遗传病。正常人的红细胞是中央微凹的圆饼状，而镰状细胞贫血患者的红细胞却是弯曲的镰刀状。这样的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。 （2）镰状细胞贫血的病因是什么？ 直接病因：血红蛋白特定位置上的谷氨酸被缬氨酸取代。 根本病因：基因中发生碱基对的替换 若基因发生碱基的增添或缺失，氨基酸序列会发生改变吗？对应的性状呢？ 答：如果这个基因发生碱基的增添或缺失，氨基酸序列也会发生改变，从而蛋白质结构发生改变，对生物性状可能造成影响。 1. 基因突变的概念及影响 （1）基因突变的概念：DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫作基因突变。 碱基 影响范围 对氨基酸序列的影响 替换 小 只改变1个氨基酸或不改变氨基酸序列 增添 大 不影响插入位置前的序列而影响插入位置后的序列 缺失 大 不影响缺失位置前的序列而影响缺失位置后的序列 （2）基因突变的影响 基因突变时，增添一个碱基和增添三个碱基对性状的影响一样吗？ 答：不相同，增加或缺失3个碱基对影响可减小。 2. 基因突变一定会导致生物性状的改变吗？ 不一定 主要原因： （1）基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。 （2）突变可能发生在非编码蛋白质的DNA序列中。 （3）基因突变若为隐性突变，如AA→Aa，不会导致性状的改变。 3. 基因突变一定会遗传给后代吗？ 不一定 （1）若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代。 （2）若发生在体细胞中，一般不能遗传。 特殊情况：植物体细胞发生基因突变，可通过无性生殖遗传。 4. 发生时期：细胞分裂间期 （1）发生在配子中：减数第一次分裂前的间期 （2）发生在体细胞中：有丝分裂前的间期 实例2：细胞的癌变 1. 从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么？ 答：原癌基因和抑癌基因突变。 2. 健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？它们的作用是什么？ 答：有，原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的，这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变。相反，抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖或者促进细胞凋亡，这类基因一旦突变，会导致相应蛋白质活性减弱或失去活性，也可能引起细胞癌变。 3. 癌细胞与正常细胞相比，具有哪些明显的特点？ （1）能够无限增殖； （2）形态结构发生显著变化； （3）细胞膜上的糖蛋白等物质减少；细胞之间的黏着性显著降低；容易在体内分散和转移。 【课堂小结】 【习题巩固】 1.在一个DNA分子中如果插入了一个碱基对，则（ D ） A.不能转录 B.不能翻译 C.在转录时造成插入点以前的遗传密码改变 D.在转录时造成插入点以后的遗传密码改变 2.下列关于细胞癌变的叙述，错误的是(　 D　) A.癌细胞在条件适宜时可无限增殖 B.癌变前后，细胞的形态和结构有明显差别 C.病毒基因可整合到宿主细胞基因中诱发癌变 D.原癌基因的主要功能是促进细胞凋亡 3.癌症是严重威胁人类健康的疾病之一。引起细胞癌变的内在因素的是(　 B 　) A.细胞中酪氨酸酶活性降低 B.原癌基因和抑癌基因发生突变 C.长期受到电离辐射或X射线照射 D.食用含有致癌物质的霉变或熏制食物 四、教学反思 5.1基因突变和基因重组（第二课时） 一、教学目标 理解基因突变和基因重组是生物变异的来源，认识变异在生物进化中的重要意义，形成遗传变异与进化相适应的生命观念。(生命观念) 二、教学重难点 学习重点：1.结合镰刀型细胞贫血症的发病原因，说出基因突变的原因、特点及意义。2.概述基因重组的概念、类型及意义。 学习难点：基因突变与基因重组的比较及应用。 三、教学过程 第一环节 导入 复习导入 第二环节 新课讲授 【知识点二：基因突变的原因】 基因突变的特点 ①普遍性:基因突变在生物界是普遍存在的。 ②随机性:可以发生在细胞内不同的DNA分子上，以及同一个DNA分子的不同部位；可以发生在生物个体发育的任何时期。 ③不定向性:一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因。 ④低频性:在自然状态下，基因突变的频率是很低的。 例: 果蝇每个配子中红眼基因突变为白眼基因的频率约为4×10-5。 【知识点三：基因突变的意义】 是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，生物进化的原始材料。 【知识点四：基因重组】 (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)发生时间：减数分裂Ⅰ (3)类型 （1）自由组合型：减数分裂Ⅰ后期非同源染色体上的非等位基因的自由组合。 （2） 互换型：减数分裂Ⅰ前期同源染色体的非姐妹染色单体交换片段 可产生的配子类型： YD、yd 互换后，可产生的配子类型：YD、Yd、yD、yd (4)结果：①只产生新的基因型，并未产生新的基因。 ②只出现原有性状的重新组合，不会出现新的性状。 (5)意义： （1）基因重组是生物变异的主要来源 （2）基因重组是形成生物多样性的重要原因 （3）基因重组为生物进化提供了原材料 (6)应用：杂交育种 基因突变与基因重组的比较 【课堂小结】 【习题巩固】 我国大面积栽培的水稻有粳稻（主要种植在北方）和籼稻（主要种植在南方）。研究发现，粳稻的bZIP73基因通过一系列作用，增强了粳稻对低温的耐受性。与粳稻相比，籼稻的bZIP73基因中有1个脱氧核苷酸不同，从而导致两种水稻的相应蛋白质存在1个氨基酸的差异。判断下列表述是否正确。 1.bZIP73基因的1个核苷酸的差异是由基因突变导致的。（ √ ） 2.bZIP73蛋白质的1个氨基酸的差异是由基因重组导致的。（ × ） 3.基因的碱基序列改变，一定会导致表达的蛋白质失去活性。（ × ） 四、教学反思 学科网（北京）股份有限公司 $