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1、
《基因突變》教學(xué)設(shè)計
【教材分析】
《基因突變和基因重組》是高中生物必修 2 第 4 章第 4 節(jié)的內(nèi)容,從基因變化的角度來認(rèn)識生物發(fā)生變異的原因, 是基因表達(dá)的延續(xù)和拓展, 也是學(xué)習(xí)進(jìn)化的基礎(chǔ)。 本節(jié)從實例入手,通過對鐮刀型細(xì)胞貧血癥的分析, 引入基因突變的概念, 然后具體分析基因突變的原因
和特點。讓學(xué)生理解基因突變的根本原因是 DNA 分子的堿基對發(fā)生了變化,這種變化可能會
導(dǎo)致生物體的性狀發(fā)生改變, 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
實現(xiàn)的”這一基本的生物學(xué)原理。
【教學(xué)目標(biāo)】
1. 概述基因突變的概
2、念。
2. 以鐮刀型細(xì)胞貧血癥為例,運用所學(xué)知識由宏觀 (性狀 )到微觀(基因的分子水平)推理,
分析鐮刀型細(xì)胞貧血癥的直接病因和根本病因。感悟內(nèi)因是變化的依據(jù),外因是變化的條件、外因通過內(nèi)因起作用的辨證唯物主義觀點。
3. 根據(jù)給出的問題為指引,分析堿基對替換、增添和缺失對基因結(jié)構(gòu)和生物性狀的影響。
4. 閱讀書本,根據(jù)所給資料,歸納出基因突變的特點。
5. 概述基因突變的意義。
【教學(xué)重點】 1. 基因突變的概念及特點; 2. 基因突變的原因。
【教學(xué)難點】 基因突變的意義
【教學(xué)方法】
1 .利用多媒體課件,創(chuàng)設(shè)形象生動的教學(xué)氛圍。
3、
2 .通過問題引導(dǎo)學(xué)生探究和自主合作學(xué)習(xí)?!窘虒W(xué)過程】
<導(dǎo)入新課 >
用幻燈片展示幾組發(fā)生基因突變的有趣的圖片,引出課題:基因突變。
下面我們以鐮刀型細(xì)胞貧血癥為例,分析什么是基因突變,為什么會發(fā)生基因突變,基因突變有何影響。
< 新課研學(xué) >
1. 基因突變的概念課件顯示:
A. 正常型與鐮刀型細(xì)胞貧血癥的紅細(xì)胞性狀比較圖。
B. 資料:鐮刀型貧血癥是一種異常血紅蛋白病。一旦缺氧,患者紅細(xì)胞變成長鐮刀型,血液的粘性增加,引起紅細(xì)胞的堆積,導(dǎo)致各器官血流的阻塞。而出現(xiàn)脾臟腫大,四肢
4、的骨骼、關(guān)節(jié)疼痛,血尿和腎功能衰竭等癥狀,病重時,紅細(xì)胞受機械損傷而破裂產(chǎn)生溶血現(xiàn)象,
引起嚴(yán)重貧血而造成死亡。
【問題 1】鐮刀型貧血癥病人的紅細(xì)胞和正常人的為什么不一樣?
【問題 2】鐮刀型貧血癥病人血紅蛋白中的谷氨酸為什么被纈氨酸取代?
【問題 3】鐮刀型貧血癥發(fā)生的根本原因是什么?直接原因是什么?
第 1 頁
【歸納】鐮刀型細(xì)胞貧血癥發(fā)病的 直接原因 是合成血紅蛋白的谷氨酸變成了纈氨酸, 根本
原因 是控制血紅蛋白會成的基因中一個堿基對發(fā)生了改變,由 變成 。
【問題 4】堿基對還可能發(fā)生哪些變化引起基因結(jié)
5、構(gòu)改變呢?
【歸納】基因突變的概念:由于 DNA分子中發(fā)生的堿基對的替換、增添或缺失,而引起的
基因結(jié)構(gòu)的改變,叫基因突變。
【問題 5】基因突變一定會導(dǎo)致遺傳信息改變嗎?
【問題 6】基因突變能否改變?nèi)旧w上基因的數(shù)量及所處的位置?顯微鏡下能否觀察得到?
【強調(diào)】基因結(jié)構(gòu)不管按以上的哪一種情況變化,歸根結(jié)底都是堿基的排列順序發(fā)生了改
變,從而改變了遺傳信息( 產(chǎn)生了新的基因) ,改變了編碼出來的氨基酸序列,最終改變了生物的性狀 。
<合作探究 >基因突變對性狀的影響
①基因突變一定會使相應(yīng)的氨基酸序列改變嗎?
②基因突變一定會使生物的性狀
6、改變嗎?
學(xué)生活動:
①完成導(dǎo)學(xué)案對應(yīng)表格
②小組討論得出結(jié)論
③展示結(jié)論
【歸納】堿基對的增添或缺失影響更大,基因突變絕大多數(shù)情況下會使生物的性狀發(fā)生改
變。
那么,基因突變是如何產(chǎn)生的呢?
2. 基因突變的原因
知識回顧:必修一中曾涉及到基因突變,原癌基因和抑癌基因突變會引發(fā)——癌癥
引發(fā)癌癥的因素有哪些?
學(xué)生快速回答并歸納易誘發(fā)生物發(fā)生基因突變的因素有:
①物理因素:包括 X 射線、紫外線、激光等。
②化學(xué)因素:有亞硝酸、硫酸二乙酯等。
③生物因素:如病毒等。
【問題 1】自然條件下會不會發(fā)生基因
7、突變呢?
【問題 2】是否接觸了這些誘變因素就肯定會患癌癥,會發(fā)生基因突變呢?
【歸納】誘變因素會提高基因突變發(fā)生頻率。
那么,什么時候容易發(fā)生基因突變呢?
3. 基因突變發(fā)生的時間
學(xué)生回答: DNA復(fù)制時(間期)基因突變有哪些特點呢?
4. 基因突變的特點
教師充分整合課內(nèi)、 課外資源做成小資料, 借助課件逐步展示, 利用設(shè)置問題串引導(dǎo)學(xué)生思考,探究并總結(jié)出基因突變的各種特點。
①課件展示不同生物的突變圖片
②展示植物整個發(fā)育過程
【問題 1 】請大家思考,基因突
變可能發(fā)生在植物個體發(fā)育的哪
些時期?
【問題
8、2 】以上說明突變什么特
第 2 頁
點呢?
③展示經(jīng)誘變處理的黑色家鼠產(chǎn)生的子代也有幾種性狀
④小資料
⑤ 給出 白
病圖片,使學(xué)生
種生物都是長
的產(chǎn)物,它們與
高度的協(xié)調(diào)。
【問題 1】同看見過玉米白化白化玉米苗能正為什么?
基因
突變率
大腸桿菌組氨酸缺陷型基因
210-6
果蠅的白眼基因
410- 5
果蠅的褐眼基因
310
- 5
玉米的皺縮基因
110
-6
小鼠的白化基因
110
- 5
人類色盲基因
310
-
9、5
化 苗 和 白 化
理 解 任 何 一
期 進(jìn) 化 過 程
環(huán) 境 取 得 了
學(xué) 們 有 沒 有
苗?推測下,
常 生 長 嗎 ?
【問題 2】和玉米白化一樣,人類也有白化病癥,像
這些性狀對生物有益還是有害呢?體現(xiàn)了基因突變的什
么特點?
【歸納】突變特點 : ①普遍性②隨機性③不定向性④
低頻性⑤多害少利性。
< 過渡 >既然基因突變是多害少利的, 那么我們一定擔(dān)心突變后對后代是否有影響呢?
< 合作探究 >基因突變對后代的影響①基因突變都會遺傳給后代嗎?②生活中應(yīng)該怎樣
10、做才能盡量避免基因突變帶給我們危害呢?學(xué)生討論后得出結(jié)論
【歸納】 配子 中發(fā)生基因突變,可以通過受精作用傳遞給后代。 體細(xì)胞 中發(fā)生基因突變,
一般不傳遞給后代,但植物的體細(xì)胞發(fā)生基因突變,可通過無性繁殖傳遞。
<過渡 >有害的基因突變當(dāng)然不希望它遺傳給后代,如果有利的基因突變可以遺傳的話,將
會帶給人類更大利益。
課件展示圖片:突變而來的南瓜、黃瓜、花
【問題】 這些容易實現(xiàn)嗎?
【強調(diào)】基因突變的不定向性
5. 基因突變的意義
【問題 1】基因突變的結(jié)果是什么?突變的基因可以遺傳嗎?
【問題 2】自然環(huán)境會選擇哪些個體生存下
11、來?
學(xué)生相互討論,大膽發(fā)表自己對這些問題的看法,教師及時點撥、肯定并總結(jié)。
【歸納】 基因突變的意義: 基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑, 是生物可遺傳變異的根本來源,是生物進(jìn)化的原材料。
< 課堂小結(jié) >略
<典題檢測 >
例 .下列關(guān)于基因突變的敘述,正確的是 ( )
A .若體細(xì)胞發(fā)生突變,一定不能傳遞給后代 B.基因突變可發(fā)生在個體發(fā)育的不同時期C.若沒有外界誘發(fā)因素的作用,生物不會發(fā)生基因突變
D.基因突變是指 mRNA 上的堿基對的替換、增添和缺失
<反饋提升 >見導(dǎo)學(xué)案
【板書設(shè)計】
第 3 頁
12、
基因突變
1. 概念 DNA分子中發(fā)生堿基對的替換 . 增添 . 缺失,而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變,叫做基因突變
2. 發(fā)生時期:細(xì)胞分裂間期
3. 原因
4. 特點:普遍性、隨機性、不定向性、低頻性、多害少利性
5. 意義
第 4 頁