《第1節(jié) 基因突變和基因重組》 教學(xué)設(shè)計(jì)【人教版高中生物必修2】

5/5《基因突變和基因重組》教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)1．舉例說(shuō)明基因突變的特點(diǎn)和原因。2．舉例說(shuō)出基因重組。3．說(shuō)出基因突變和基因重組的意義。教學(xué)重難點(diǎn)【教學(xué)重點(diǎn)】1．基因突變的原因、概念及特點(diǎn)。2．基因重組的類型。【教學(xué)難點(diǎn)】基因突變和基因重組的意義。教學(xué)過(guò)程一、導(dǎo)入新課教師通過(guò)多媒體展示問(wèn)題探討：三位同學(xué)在抄寫英語(yǔ)句子“THECATSATONTHEMAT（貓坐在草席上）”時(shí)，分別抄成了以下的句子：THEKATSATONTHEMATTHEHATSATONTHEMAT與原來(lái)的句子相比較，意思發(fā)生了什么變化呢？假如在DNA分子的復(fù)制過(guò)程中，發(fā)生了類似的錯(cuò)誤，DNA分子所攜帶的遺傳信息將會(huì)發(fā)生怎樣的變化？這樣的變化可能對(duì)生物體產(chǎn)生什么影響？激發(fā)學(xué)生積極討論，引入教學(xué)主題：基因突變和基因重組。二、講授新課教師通過(guò)播放視頻，引入生物界的變異現(xiàn)象。（建議下載使用視頻：【生物世界】實(shí)驗(yàn)：探究花生果實(shí)大小的變異）教師引導(dǎo)學(xué)生分析：什么是生物的變異？（生物體親代和子代之間以及子代個(gè)體之間性狀的差異性。）教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)可遺傳的變異和不可遺傳的變異。進(jìn)而引出可遺傳的變異來(lái)源：基因突變、基因重組和染色體變異。（一）基因突變的實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生分析資料：1910年，赫里克醫(yī)生的診所來(lái)了一位黑人病人，病人臉色蒼白，四肢無(wú)力，是嚴(yán)重的貧血病患者。醫(yī)生使用所有能治療貧血病的藥物，但對(duì)這個(gè)病人無(wú)效。對(duì)病人做血液檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，紅細(xì)胞在顯微鏡下不是正常的圓餅形，而是又長(zhǎng)又彎的鐮刀狀，稱鐮狀細(xì)胞貧血。（1）1949年，美國(guó)化學(xué)家鮑林將正常人和鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的血紅蛋白，分別放在一定的溶液中電泳，發(fā)現(xiàn)正常人和患者的血紅蛋白的電泳圖譜明顯不同，鮑林推測(cè)鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由于血紅蛋白分子的缺陷造成的。經(jīng)過(guò)分析，鮑林認(rèn)為鐮刀型細(xì)胞貧血癥是一種分子?。ㄕ故菊＜t細(xì)胞和鐮狀紅細(xì)胞的圖片）。（2）1956年，英格拉姆等人用酶將正常的血紅蛋白和鐮刀型細(xì)胞的血紅蛋白在相同條件下切成肽段，通過(guò)電泳對(duì)二者進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)肽段的位置不同。鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因分析：教師展示血紅蛋白合成過(guò)程中的異常：?jiǎn)栴}1：鐮刀型細(xì)胞貧血癥的形成原因是什么？（鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由DNA分子中堿基替換引起的一種遺傳病。）問(wèn)題2：基因突變發(fā)生在信息流動(dòng)的哪個(gè)環(huán)節(jié)中？（DNA→DNA。）問(wèn)題3：從圖中來(lái)看，基因突變一般發(fā)生在細(xì)胞分裂的哪一時(shí)期？（有絲分裂間期或減數(shù)第一次分裂前的間期DNA復(fù)制時(shí)。）（二）基因突變的概念思考：堿基除了替換，還有哪些變化可以引起基因突變？概念：DNA分子中發(fā)生堿基的替換、增添和缺失，而引起的基因堿基序列的改變。教師通過(guò)PPT展示不同類型的基因突變：?jiǎn)栴}4：堿基的幾種改變方式，一定會(huì)引起蛋白質(zhì)的改變嗎？（不一定。當(dāng)發(fā)生替換時(shí)，由于密碼子的簡(jiǎn)并性，蛋白質(zhì)中的氨基酸可能發(fā)生變化，也可能不發(fā)生變化。）問(wèn)題5：基因中的堿基發(fā)生增添后，對(duì)蛋白質(zhì)有何影響？（當(dāng)發(fā)生增添時(shí)，除肽鏈長(zhǎng)度發(fā)生改變外，插入點(diǎn)以后的氨基酸一般都會(huì)發(fā)生變化。）問(wèn)題6：基因中的堿基發(fā)生缺失后，對(duì)蛋白質(zhì)有何影響？當(dāng)發(fā)生缺失時(shí)，除肽鏈長(zhǎng)度發(fā)生改變外，缺失點(diǎn)以后的氨基酸一般都會(huì)發(fā)生變化。從以上分析可以看出，堿基的改變不一定會(huì)引起蛋白質(zhì)的改變。堿基的替換引起蛋白質(zhì)的改變最小。（三）基因突變的原因基因突變包括誘發(fā)突變和自發(fā)突變。誘發(fā)因素包括三類：物理因素、化學(xué)因素和生物因素。例如，紫外線、X射線及其他輻射能損傷細(xì)胞內(nèi)的DNA；亞硝酸鹽、堿基類似物等能改變核酸的堿基；某些病毒的遺傳物質(zhì)能影響宿主細(xì)胞的DNA，等等。但是，在沒(méi)有這些外來(lái)因素的影響時(shí)，基因突變也會(huì)由于DNA復(fù)制偶爾發(fā)生錯(cuò)誤等原因自發(fā)產(chǎn)生。（四）基因突變的特點(diǎn)教師引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思考，加深對(duì)各特點(diǎn)的了解。教師展示圖片、引導(dǎo)。學(xué)生總結(jié)歸納基因突變的特點(diǎn)。（1）普遍性：所有生物都可能發(fā)生基因突變（2）隨機(jī)性：①時(shí)間上的隨機(jī)：可發(fā)生于生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)候（常在分裂間期）②部位上的隨機(jī)（3）低頻性（4）少利多害性：突變可能破壞生物體與現(xiàn)有環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系，而對(duì)生物有害，如人類多數(shù)遺傳病是基因突變產(chǎn)生的；但有些突變，可能產(chǎn)生新性狀，適應(yīng)改變的環(huán)境，獲得新的生存空間，如植物的抗藥性、耐旱性、微生物的抗藥性突變等；還有些既無(wú)害也無(wú)益。注意：基因突變的利害性主要取決于生物生存的環(huán)境，在某一環(huán)境中屬于有利的，而在另一環(huán)境中可能是有害的。（5）不定向性（五）基因突變的意義1．新基因產(chǎn)生的途徑；2．生物變異的根本原因；3．生物進(jìn)化的原始材料。（六）基因重組展示生物體的多樣性的圖片，引導(dǎo)學(xué)生思考：“一母生九仔，連母十個(gè)樣”這種差異是怎么造成的？1．概念：基因重組是指生物進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中，控制不同性狀的基因的重新組合。問(wèn)題：基因重組能否產(chǎn)生新的基因？不能，因?yàn)榛蛑亟M只是原有基因的重新組合。2．類型：（1）非同源染色體上非等位基因自由組合。發(fā)生于減數(shù)第一次分裂后期。（2）同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交叉互換。發(fā)生于減數(shù)第一次分裂前期（四分體時(shí)期）。3．意義：基因重組為生物變異提供了極其豐富的來(lái)源，是生物變異的來(lái)源之一，對(duì)生物進(jìn)化也具有重要的意義。三、課堂反饋1．基因突變的本質(zhì)是（D）

A．染色體上的DNA變成了蛋白質(zhì)

B．染色體上的DNA變成了RNA

C．染色體上的DNA減少了或增多了

D．染色體上的DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生了局部改變2．進(jìn)行有性生殖的生物其親子代之間總是存在著一定的差異的主要原因是（A）A．基因重組B．基因突變C．染色體變異D．生活條件改變3．如圖為高等動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞分裂示意圖，圖中不能反映的是（A）①該細(xì)胞一定發(fā)生基因突變②該細(xì)胞一定發(fā)生基因重組③該細(xì)胞可能發(fā)生基因突變④該細(xì)胞可能發(fā)生基因重組A．①②B．③④C．