转载 第5章第1节《基因突变和基因重组》复习课教学设计

教学

环节

教师活动

学生活动

一、创设问题情景导入

二、构建变异概念图

三、基因突变的实例分析

1.引导学生找出镰刀型红细胞形成的直接原因。

2.引导学生推出镰刀型红细胞形成的根本原因

3.通过训练加强学生对知识综合运用。

4、通过其它实例引导学生生成基因突变的概念

四、分析基因突变对蛋白质合成、性状的影响

五、分析基因突变对子代的影响

六．通过癌症病例探讨基因突变的外因。

七．归纳基因突变的特点

八．归纳基因突变的意义

九．利用概念图对基因突变知识的总结

十．基因重组

1.概念

2.时期

3.原因

4.意义

十一、基因突变和基因重组的对比

十一、综合运用

展示哈尔宾市最相似的父母子女脸选两张相片，引导学生比较父女之间、母女之间相貌。

问：亲代与子代之间性状相似这是什么现象？

问：如果生物个体之间的不同或生物子代与亲代之间、子代与子代之间的个体差异又称为什么现象？

展示三张图片

图片一：母猪和小猪之间、小猪之间差异

图片二：太空椒和普通青椒

图片三：多倍体水果（葡萄、无籽西瓜、草莓）

引导学生从生物变异实例入手，从基因和染色体变化的角度来回忆生物发生变异的原因。针对每一实例个别提问学生。

问：这些变异类型都有一个共同特点，也就是遗传物质发生变化，我们称为可遗传变异。除此之外，环境发生变化，但遗传物质没有发生改变能不能引起变异现象？举例说明。

归纳：变异类型还包括不可遗传变异。基因重组、基因突变、染色全变异导致生物基因型改变，这是内因，环境发生改变，这是外因，共同导致生物性状的改变，也就是表现型改变。

要求同学以变异为中心词尝试构建概念图。

导入复习：本节课我们首先从基因分子水平的变化研究变异的发生。请同学们翻开教材P80第5章第1节基因突变和基因重组。

幻灯片展示正常红细胞和异常红细胞的图片

1928年人们已经了解到镰刀型细胞贫血病是一种遗传病。后来证实，它是一种常染色体陷性遗传病。1949年美国著名化学家鲍林把正常人和患者的血红蛋白电泳图谱分析，推测该病是由血红蛋白分子的缺陷造成的。请问两者的血红蛋白质究竟有何不同？

根据中心法则，蛋白质是由谁控制合成的？从基因分子水平说明镰刀型红细胞形成的根本原因.

补充：碱基对的替换可以发生在生物个体发育的任何时期，但因为DNA在进行复制时可能发生错误或由于某种原因断裂后进行修复时发生错误，因此基因突变通常发生在有丝分裂间期、减数第一次分裂间期。

下面完成一道综合训练题，巩固和运用所学知识

右图是人类镰刀型细胞贫血症病因图解，请据图回答

（1） ①是过程，发生于细胞中；②是过程，发生于细胞中。

（2）③是发生了差错的过程，即突变。此过程发生在细胞分裂的期。

（3）④的碱基序列为；⑤的碱基序列为__。（4）镰刀型贫血症的直接原因？

（5）造成镰刀型细胞贫血症的根本原因是DNA中碱基对由被替换为。(图略)

除了镰刀型细胞贫血症碱基对被替换导致基因突变，之前所学的豌豆皱粒、囊性纤维病产生原因的实例，与是由于碱基对发生改变引起的，请同学们回忆一下，填表。

根据以上三个实例，尝试总结基因突变的概念。

展示基因突变概念，强调是发生在分子水平中碱基对的改变，这种变化不能在显微镜下看到，必须进行基因检才能发现。

创设问题情境：从以上三个例子，可以看到碱基对的改变会引起了所编码的蛋白质的改变。提出问题：问题一：但是不是DNA分子碱基对的改变就一定会导致生物性状的变化？问题二：基因突变都会遗传给后代吗？

请同学们围绕着以上两个问题进行小组讨论，并记下讨论结果，每一个小组请一个中心发言人发言。

老师针对各小组对问题一讨论结果，进行归纳总结：

问题一：是不是DNA分子碱基对的改变就一定会导致生物性状的变化？

原因1：DNA分子有编码蛋白质区，也有不编码蛋白质区，因此，如果发生在不编码区，碱基对改变是不影响蛋白质合成的。

原因2：由于一种氨基酸可能有几种密码子，这一现象称做密码子简并，以致DNA分子碱基对的替换不一定会导致生物性状的变化。

实例分析（略）

原因3：如果碱基对发生增添或缺失，肯定会导致蛋白质结构的改变。影响比碱基对的替换影响更大，严重的会导致在缺失或增添部位以后所控制氨基酸顺序发生改变。

例题分析：

自然界中，一种生物某一基因及其三种突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下：

根据上述氨基酸序列确定这三种突变基因DNA分子的改变是（）

A突变基因1和2为一个碱基的替换，突变基因3为一个碱基的增添

B突变基因2和3为一个碱基的替换，突变基因1为一个碱基的增添

C突变基因1为一个碱基的替换，突变基因2和3为一个碱基的增添

D突变基因2为一个碱基的替换，突变基因1和3为一个碱基的增添

分析1：突变基因1发生了基因突变，为什么决定的蛋白质没变？这对生物有什么好处？

分析2：突变基因3在哪个氨基酸上发生了突变，为什么突变后，后面的氨基酸种类发生了改变？

分析3：哪种形式的基因突变对生物影响更大？

原因4：基因突变存在着显性突变和隐性突变，隐性突变对当代没有影响。

展示显性突变和隐性突变的图解，从染色体水平，展示基因突变导致其等位基因的产生，并形成多等位基因。

归纳总结各小组对问题二讨论结果：

问题二：基因突变都会遗传给后代吗？

归纳总结：基因突变若发生在配子中，将会遗传给后代，发生在体细胞中的基因突变，一般是不能够遗传的。

发散思维训练：发生在植物体细胞中的基因突变，如何能够遗传？

引入下一知识内容：如果人体某些细胞基因突变，有可能发展为癌细胞。癌症就是一系列原癌基因与抑癌基因的突变逐渐积累的结果。

设置问题情境：在生活中有什么因素容易引发癌症，从而发生基因突变呢？

归纳总结：突变的原因诱变因素的种类：①物理因素：紫外线、X射线、激光等；②化学因素：亚硝酸盐、碱基类似物等；③生物因素：某些病毒、细菌的代谢产物等。

根据题意写出相应的基因突变的特点。

如果一个基因可以产生一个以上的等位基因，体现基因突变的(不定向性)

基因突变在自然界的物种中广泛存在，体现基因突变具有（普遍性）

基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期，细胞内不同的DNA分子上，同一DNA分子不同部位，体现基因突变具有（随机性）

在自然状态下，基因突变的频率是很低的，体现基因突变具有（低频性）

归纳总结:

基因突变特点具有：普遍性、随机性、不定向性、低频率四个特点。

设置问题情境，引入下一知识内容：

有人认为，自然条件下基因突变率很低，而且大多数突变对生物体是有害的，因此，基因突变对进化没有积极意义，不可能为进化提供原材料。你认为这观点对吗？

运用概念图，引导学生归纳基因突变的内容

设置情境：展示图片英国家庭的混血儿双胞胎

提出问题：同一父母的孩子的差异是何种原因造成的？

基因重组概念：是指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

广义的基因重组还包括有性生殖过程以外的分子水平的基因重组，如基因工程和细菌的转化、转导及结合等

发生时期：减数第一次分裂前期、后期

原因：展示基因减数第一次分裂后期非源染色体上的非等位基因自由组合过程示意图。

成因一：非同源染色体上的非等位基因形成配子时

自由组合。

展示：基因减数第一次分裂前期非姐妹染色单体之间交叉与互换过程示意图

成因二：同源染色体上的等位基因形成配子时，会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换

基因重组的意义：是生物变异的来源之一，是生物多样性的来源之一，对生物的进化具有重要的意义

1.豌豆自交种群中既可能发生显性突变（如dd→Dd），也可能发生隐性突变（如EE→Ee）。两者表现的特点是

A、第一代都表现突变性状

B、第二代都能出现纯合个体

C、第三代才能获得突变纯合体

D、隐性突变表现得早而纯合得慢

2.下图中，基因A与a_1、a_2、a₃之间的关系，不能表现的是

A. 基因突变是不定向的

B. 等位基因的出现是基因突变的结果

C. 正常基因与致病基因可以转化

D. 图中基因的遗传遵循自由组合定律

3.如图所示一结同源染色体及其上的等位基因，下列说法错误是

Ａ来自父方的染色单体与来自母方的染色单体之间发生了交叉互换

ＢＢ与ｂ的分离发生在减数第一次分裂

ＣＡ与ａ的分离发生在减数第一次分裂

ＤＡ与ａ的分离发生在减数第一次分裂或减数第二次分裂

齐答：遗传现象

个别答：变异现象

个别答：

基因重组

基因突变

染色体变异

答：能

例如人的皮肤晒黑，有的同卵双胞胎身高、体重不同等。

写到白纸中

学生看书回答：组成血红蛋白分子的多肽链上，发生了氨基酸替换，也就是谷氨酸被缬氨酸替换

学生看投影片，思考

个别回答：编码正常血红蛋白基因其中有一个碱基对A//T被T//A替换，导致信使RNA遗传信息发生改变，结果谷氨酸位置被缬氨酸取代了，导致异常血红蛋白质形成，细胞变成镰刀型。

思考两分钟，请一列同学按顺序站起来作答。

个别回答：

皱粒豌豆性状形成根本原因是抛入一段DNA片段，导致碱基对的增添引起的，而囊性纤维病发和根本原因是缺失三个碱基对。

齐答：基因突变是DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。

学生在小组之间开展讨论。

问题一：不一定

原因：

1.碱基对发生改变的部位可能发生在DNA分子中不编码蛋白质的片段中。

2.碱基对就算发生在编码蛋白质区域，但是被替换后转录出密码子与原密码子一样控制制同一种氨基酸，那因此所合成蛋白质是不发生生改变。

3.碱基对的缺失或增添止肯定导致蛋白质合成改变.

4.基因突变的发生也不一定导致性状，因为有可能突突变是一种隐性突变。在当代不会显示出性状的改变。但有可能在子代显示。

5.基因突变发生在一些组织器官中，但这些组织器官中的细胞是不表达此基因的。因为基因是在特定空间和时间内选择性表达。

齐答：

分析1：这种突变发生在同一种氨基酸的密码子之间，所以蛋白质没变，这有助于生物性状稳定性的维持。

分析2：亮氨酸,碱基数目改变，导致密码子重排，突变点后氨基酸种类改变.

分析3：碱基数目的改变

问题二答案：不一定

原因：

1. 基因突变若发生在配子中，有可能会遗传给后代；

2.发生在体细胞中的基因突变，一般是不能够遗传的。

学生总结：无性繁殖（营养繁殖）

学生思考、讨论、举例说明：物理因素：在强日光照射下容易得皮肤癌；在医院放射室工作的医生容易得癌症等化学因素：咸菜等腌制食品必须检测亚硝酸盐的含量，亚硝酸盐含量过多可能会致癌等教师总结诱发基因突变的因素

学生齐答

个别回答：

这观点是错误的。

基因突变尽管是随机、不定向的，在自然状态下突变频率很低，但却是普通存在的，基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料。

齐答：基因重组

激发学生学习兴趣

学生听讲解

学生齐答

答案：B

答案:D