基因突变和基因重组.docx

基因突变和基因重组.docx

《基因突变和基因重组.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基因突变和基因重组.docx（36页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

基因突变和基因重组

第五章第一节基因突变和基因重组

教

学

目

标

知识目标

1、举例说明基因突变的特征和原因及其生物学意义。

2、举例说出基因重组及其意义。

能力目标

1、通过观察分析镰刀形细胞贫血症的病因，培养学生的发现问题能力。

2、通过学习比较基因突变和基因重组，培养学生自学能力并学会类比推理等科学方法。

情感态度和价值观目标

1、引导学生从生物学角度对基因突变和基因重组做科学了解，形成正确的科学价值观，激发学生的责任感。

2、在基因突变的学习中懂得如何确立健康的生活方式。

重点

1、基因突变的概念及特点。

2、基因突变的原因。

难点

基因突变和基因重组的意义。

知识点

1、生物变异的类型

2、基因突变的概念、原因、特点、意义。

3、基因重组的概念、原理及意义。

考试点

1、基因突变的概念、原因、特点及意义。

2．基因重组的概念、原理及意义。

能力点

分析思维能力、总结归纳能力

自主探究点

从镰刀型细胞贫血症的实例开始探究分析，追根溯源，让学生理解基因突变的根本原因。

易错易混点

基因突变和基因重组的意义。

训练点

基因突变和基因重组对生物性状的影响。

拓展点

基因突变和基因重组原理及应用。

拓展点

基因突变和基因重组原理及应用，。

教法与学法

自主学习法、合作探究法，教师讲授法等。

教学模式

三步六段教学模式

教具

多媒体课件

教学流程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

复习提问

.教师引导学生复习回顾

1、中心法则

2、基因对性状的控制

基因通过蛋白质的合成控制生物的性状：

（1）、基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状。

（2）、基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。

例如，镰刀形细胞贫血症

3、生物性状是由遗传物质决定的，性状表现除与遗传物质有关外，还与什么有关吗？

4、性状由亲代传递到子代时，会不会一成不变呢？

当然不会，或多或少都会存在差异，这又为什么呢？

学生回忆，准确、规范的说出控制的途径。

学生思考回答：

与外界条件有关

答：

这是因为生物体不仅具有遗传还具有变异。

将复习旧知常态化，从而强化知识的识记和落实。

导入新课

教师利用多媒体展示资料及图片：

一普通玉米种子在水、肥、光特别充足的条件下结出籽粒大而饱满的玉米穗。

二将普通蔬菜种子搭载于航天卫星，经过太空特殊环境变化处理，返回地面后，经农业专家多年培育而成太空蔬菜。

中国目前已培育出的太空蔬菜：

太空苦瓜、太空黄瓜、太空青椒、太空西红柿、太空茄子、太空南瓜、太空大豆等等。

思考1：

籽粒饱满的种子与普通种子相比，太空椒与普通青椒相比，形状有明显的差异，太空椒肥大，这是为什么？

把子粒饱满的种子种下去，长出的种子是不是粒大饱满？

思考2：

把太空椒种下去，长出的是什么？

这又说明一个什么问题？

思考3：

如有的女性通过美容手术，单眼皮变成双眼皮，或将眉毛纹成弯弯的柳叶眉，这样的双眼皮和柳叶眉能不能遗传呢？

讨论小结：

讲述：

可见生物的变异有两种类型。

可遗传的变异是生物变异的主要类型。

它的来源主要有三方面：

基因突变、基因重组和染色体变异。

本节课，我们就来学习可遗传变异中的——基因突变和基因重组。

导入新课，板书课题。

学生观察图片思考讨论。

答：

发生了变异。

不是。

回答：

肥大青椒。

说明生物的变异有的不能遗传，有的可以遗传。

创设情境，激发学生的学习的兴趣和求知欲

一、先学后教

1、目标导学

（一）出示教学目标并进行解读

通过“导学案”来展示，包括知识、技能、情感态度和价值观三个层面。

同时要根据考纲的要求对各目标给出具体的记忆层次，并指出重难点☆。

☆1、基因突变的概念，基因突变发生的时间，原因及特点。

☆2、基因突变发生在体细胞和生殖细胞时对其控制合成的蛋白质、对性状与子代的影响。

☆3、掌握基因重组的概念、来源、意义，会辨别不同情况下的基因重组。

明确本节课的任务目标

目标导学

2、自主学习

二、讲练结合

3、交流展示

4、点评总结

三、当堂达标

（二）出示“自学指导”，引导学生自学

导学语：

请同学们利用教材和《自主学习丛书》，结合“导学案”的内容，进行自主学习，同时完成“自学指导”上的相关内容。

课前，根据目标设计一课时“导学案”，内容如下：

一、基础知识导学

1、基因突变的实例

仔细阅读课本P80-81“基因突变的实例”内容，认真思考下列问题：

实例——镰刀型细胞贫血症形成的原因

思考　

（1）完成P81思考与讨论内容。

（2）造成该病的直接原因和根本原因是什么？

（3）找出基因突变的概念，分析基因结构中碱基对的增添、缺失、替换对生物的影响。

碱基对

影响范围

对氨基酸的影响

替换

只改变或不改变

增添

不影响序列，而影响

序列

缺失

不影响序列，而影响

的序列

2、基因突变的原因和特点

请仔细阅读P81-82“基因突变的原因和特点”内容，认真思考下列问题。

（1）找出提高基因突变频率的因素。

（2）找出基因突变的特点。

（3）如何理解基因突变的普遍性和随机性。

（4）思考基因突变的结果。

（5）记住基因突变的意义。

（三）、基因重组

读教材P83内容，观察图5－4，结合减数分裂与基因自由组合定律，探究下列问题：

1、基因重组产生了新基因和新性状吗？

2、谚语“一母生九子，连母十个样”，请分析这主要是什么原因造成的？

为什么？

3、思考基因重组的意义。

在此过程中认真巡视，组织好自学，同时全面了解学情，及时发现学生自学过程中发现的疑难问题，为“后教”做准备，还要把握自学时间，当绝大多数同学都完成自学任务后，就可以转入下一个环节。

（三）合作交流

1、引导各小组进行合作讨论，提出自学中的问题。

2、组织各小组之间进行合作交流，将不能解决的问题提出来进行探究。

【探究1】、基因突变的实质

（1）、给每个学习小组的学生发一个纸条，上面都写了一句英文句子

THE CAT  SAT ON THE MAT．。

（2）、由每组第一个同学看完句子记住后口头往后传，每次只说一遍，每组组长汇报结果。

（3）、由学生互相点评各组出来的结果，找出错误毛病。

点评：

刚才有的同学读错了单词，有的丢了一个单词或一个字母，有的增添了单词或字母。

类比推理：

如果把字母比作是碱基对，句子好比是DNA片段。

思考：

（1）那么碱基对的增添、缺少或替换会不会影响句子本来的意思呢？

（2）、那么刚才我们传递句子的过程就可以看成什么过程呀？

（3）、那碱基对的增添、缺少或替换从根本上改变了什么呀？

【探究2】、基因突变一定会改变遗传信息和生物性状吗？

试分析原因。

【探究3】、根据基因突变的结果、特点，思考：

（1）为什么说基因突变是生物变异的根本来源？

（2）基因突变具有低频性，如何为生物进化提供原始材料？

【探究4】、下列是孟德尔杂交实验的两种现象，请分析产生的原因是否属于基因重组，并说明理由。

①现象一：

杂合紫花豌豆自交后代中出现白花豌豆。

②现象二：

杂合黄色圆粒豌豆自交后代中出现黄皱、绿圆、绿皱豌豆。

总结语：

通过这一环节之后，绝大多数同学对本节的基础知识都应该能够理解和掌握。

3、下面来自测一下自学效果。

（见导学案）

1．下列属于可遗传的变异的是（　　）

A．一对正常夫妇生了个白化病女儿

B．穗大粒多的植株在干旱时变得穗小粒少

C．植株在水肥条件很好的环境中长势旺盛

D．生活在海边的渔民皮肤变得特别黑

答案：

A

2．当牛精原细胞进行DNA复制时，细胞不可能发生（　　）A．基因重组　　　　　　B．DNA解旋

C．蛋白质合成D．基因突变

答案：

A

3．经检测某生物发生了基因突变，但其性状并没有发生变化，其原因是（　　）

A．遗传信息没有改变

B．遗传基因没有改变

C．遗传密码没有改变

D．控制合成的蛋白质中的氨基酸序列没有改变

答案：

D

4．下列有关基因突变和基因重组的描述正确的是（　　）

A．基因突变对于生物个体是利多于弊

B．基因突变所产生的基因都可以遗传给后代

C．基因重组能产生新的基因

D．基因重组是进行有性生殖的生物才具有的一种可遗传变异方式

答案：

D

5．某个婴儿不能消化乳类，经检查发现他的乳糖酶分子有一个氨基酸改换而导致乳糖酶失活，发生这种现象的根本原因可能是（　　）

A．缺乏吸收某种氨基酸的能力

B．不能摄取足够的乳糖酶

C．乳糖酶基因有一个碱基对替换了

D．乳糖酶基因有一个碱基对缺失了

答案：

C

（四）竞相展示

组织语：

各组选出代表来展示一下你们组的自学和研讨成果。

引导各组积极参与，落实“自学指导”上相关问题的答案。

一、基因突变

1、实例（镰刀型细胞贫血症）病因分析

2、概念

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。

基因结构中碱基对的增添、缺失、替换对生物的影响。

碱基对

影响范围

对氨基酸的影响

替换

小

只改变1个氨基酸或不改变

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

3、原因、特点及意义

（1）原因

（2）特点

（3）意义

二、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．类型

类型

发生的时期

发生的范围

自由组合型

减数第一次分裂后期

非同源染色体上的非等位基因

交叉互换型

减数第一次分裂四分体时期

同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体的交换而交换

3.意义

基因重组是生物变异的来源之一，对生物进化具有重要意义。

【探究1】：

（1）基因突变的实质：

基因结构的改变

（2）、发生时期：

分裂间期DNA复制时（有丝分裂.减数第一次分裂前的间期）

【探究2】

（1）基因突变一定会改变遗传信息。

基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失和替换，基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息。

发生基因突变后，遗传信息会发生改变。

（2）生物性状不一定发生改变。

发生碱基对的改变时，由于密码子的简并性，可能并不改变蛋白质中的氨基酸序列，不改变生物的性状；

发生隐性突变时，生物的性状也不一定改变；

突变发生在不具有遗传效应的DNA片段中，生物的性状不改变。

【探究3】：

（1）基因突变是生物变异的根本来源：

因为基因突变改变了原有基因的结构，产生了新的基因，为生物变异奠定了基础。

（2）基因突变具有低频性，如何为生物进化提供原始材料？

提示：

基因突变能产生新基因，对生物个体而言，发生自然突变的频率很低，但是一个物种往往由许多个体组成，就整个物种来看，在漫长的进化过程中产生的突变还是很多的，其中有不少突变是有利变异，对生物的进化有重要意义，因此，基因突变能够为生物进化提供原始材料。

【探究4】

①现象一：

杂合紫花豌豆自交后代中出现白花豌豆。

提示：

不是。

杂合紫花豌豆自交后代中出现白花豌豆，是控制同一性状的等位基因分离的结果，而基因重组指的是控制不同性状的基因重新组合。

②现象二：

杂合黄色圆粒豌豆自交后代中出现黄皱、绿圆、绿皱豌豆。

提示：

是。

杂合黄色圆粒豌豆自交后代出现黄皱、绿圆、绿皱豌豆，是由于两对非同源染色体上控制豌豆两种性状的非等位基因随非同源染色体的自由组合而重新组合的结果。

（五）点评总结

对表现较好的小组和个人进行点评。

对回答不全的予以补充，对理解有误的予以纠正，对知识之间存在共性的予以归纳。

总结语：

同学们对本节课的内容已经有了全面的认识和掌握。

但有几个问题需要进一步解释和强调。

【教师点拨】

1、与基因突变有关的7个易错点

（1）无丝分裂、原核生物的二分裂及病毒DNA复制时均可发生基因突变。

（2）基因突变一定会导致基因结构的改变，但却不一定引起生物性状的改变。

（3）基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变，基因的数目和位置并未改变。

（4）生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高，这是因为生殖细胞在减数分裂时对外界环境变化更加敏感。

（5）基因突变的利害性取决于生物生存的环境条件。

如昆虫突变产生的残翅性状若在陆地上则为不利变异，而在多风的岛屿上则为有利变异。

（6）基因突变≠DNA中碱基对的增添、缺失、替换。

（7）基因突变不只发生在分裂间期。

2、与基因重组有关的3点提示

（1）自然状况下，原核生物中不会发生基因重组。

（2）基因重组是真核生物有性生殖过程中产生可

遗传变异的最重要来源，是形成生物多样性的重要原因。

（3）基因重组未产生新基因，只是原有基因的重新

组合，产生了新的表现型（或新品种）。

结合“导学案”，进行自主学习，完成“自学指导”。

以小组为单位进行讨论，交流。

进行分小组之间的交流合作。

学生进行游戏探究。

学生们利用了英语上学的知识找出了错误。

在老师的引导下思考回答，获得启示。

学生思考讨论

做题进行自我检测

展示自学成果，选派代表陈述“自学指导”的答案，其他的同学认真听，若有不同答案，随时提出。

培养学生自主学习能力，注意提醒学生在教材上的勾点圈画，养成良好的学习习惯

培养学生的合作交流能力。

通过亲身体验游戏，激发兴趣。

类比推理，理解记忆突变的实质。

通过自学检测，检查学生的自学情况

培养学生的表达能力，不但能学会，还要能讲出。

5、知识建构

（六）课堂小结，建构知识

小结语：

以上就是本节所学的内容，下面我们一起总结一下。

基因突变与基因重组的比较

基因突变

基因重组

本质

基因的分子结构发生改变，产生了新基因，可能出现新性状

不同基因的重新组合，产生了新基因型，使性状重新组合

发生时间

及原因

DNA分子复制时，由于外界理化因素或自身生理因素引起的基因结构的改变

减数第一次分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换，以及非同源染色体上基因的自由组合

条件

外界条件的剧变和内部因素的相互作用

不同个体之间的杂交，有性生殖过程中的减数分裂

意义

生物变异的根本来源，也是生物进化的重要因素之一

是生物变异的来源之一，是生物进化的重要因素之一

发生可

能性

可能性很小

非常普遍

和老师一起总结本节所学习的内容，形成知识体系。

能说出、最好能写出，培养学生规范表达的能力

6、达标拓展

（七）拓展应用

过渡语：

同学们对基础知识的掌握已经非常熟练，能否利用所学的知识解决问题呢？

1、连线

2、癌变的原因是由于细胞内抑癌基因和原癌基因发生突变，癌细胞的特点之一是能进行无限增殖，医学上通常使用一定量的化学药剂对癌症病人进行化疗。

另一方面接受化疗后的病人身体非常虚弱。

结合基因突变分析并回答下列问题：

（1）化疗能够治疗癌症的原理是什么？

提示：

化疗的作用是通过一定量的化学药剂干扰癌细胞进行DNA分子的复制，从而抑制其分裂的能力，或者杀死癌细胞。

（2）接受化疗的癌症患者，身体非常虚弱的原因是什么？

提示：

化疗的药物，既对癌细胞有作用，也对正常的体细胞有作用，因此，化疗后病人的身体是非常虚弱的。

（八）当堂巩固

针对本课时的教学目标，设计题目，进行课堂达标检测，当堂反馈结果，对学生的课堂表现做出评价。

就其中重点知识，布置适度的课下作业，进一步巩固所学知识。

达标检测题（导学案）

1、果蝇某染色体上的DNA分子中一个脱氧核苷酸发生了改变，其结果可能是（　　）

A．变成其等位基因

B．DNA分子内部的碱基配对方式改变

C．此染色体的结构发生改变

D．此染色体上基因的数目和排列顺序发生改变

答案　A

2基因突变是生物变异的根本来源，下列有关叙述错误（　　）

A．生物体内的基因突变属于可遗传的变异

B．基因突变的频率很低，种群每代突变的基因数不一定很少

C．基因只要发生突变，生物的表现型就一定改变

D．基因突变的方向与环境没有明确的因果关系

答案　C

3、小麦幼苗发生基因突变导致不能合成叶绿体，从而会形成白化苗。

现有一小麦的绿色幼苗种群，经检测种群中的个体全为杂合子，让其自由传粉，统计后代绿色幼苗和白化苗的比例。

下列有关叙述错误的是（　　）

A．该基因突变属于隐性突变

B．后代中白化基因的频率会降低

C．小麦白化苗的产生说明形成了新物种

D．杂合子自由传粉两代，F2中绿色幼苗∶白化苗＝8∶1

答案　C

4、用人工诱变的方法使黄色短杆菌的某基因模板链的部分脱氧核苷酸序列发生如下变化：

CCGCTAACG→CCGCGAACG，那么黄色短杆菌将发生的变化和结果是（可能用到的密码子：

天冬氨酸—GAU、GAC；丙氨酸—GCA、GCU、GCC、GCG）（　　）

A．基因突变，性状改变

B．基因突变，性状没有改变

C．染色体结构改变，性状没有改变

D．染色体数目改变，性状改变

答案　A

5．如图所示为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。

下列表述正确的是（　　）

A．图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因

B．结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果

C．图中染色体上基因的变化说明基因突变是随机和定向的

D．上述基因突变可传递给子代细胞，从而一定传给子代个体

答案　B

6．依据基因重组的概念，下列生物技术或生理过程中没有发生基因重组的是（　　）

答案　D

7．下列关于基因重组的叙述不正确的（　　）

A．同一双亲的子女的遗传差异与基因重组有关

B．纯合子自交会发生基因重组，导致子代发生性状分离

C．非同源染色体上的非等位基因的重新组合属于基因重组

D．有性生殖过程中，控制不同性状的基因的重新组合叫做基因重组

答案　B

8．下列过程存在基因重组的是（　　）

答案　A

9、根据图示分析人类镰刀型细胞贫血症的病因。

并回答：

（1）图中下列序号表示的生理过程分别是：

①________________；

②________________；

③________________。

（2）④的碱基排列顺序是________，这是决定缬氨酸的一个____________________。

（3）患镰刀型细胞贫血症的根本原因是____________________，从而改变了遗传信息。

（4）根据镰刀型细胞贫血症的发病率和表现特征，说明基因突变具有____________和____________的特点。

（5）根据基因、密码子和氨基酸的对应关系，若图示基因中第三个碱基对发生变化，能否引起性状的改变？

（提示：

谷氨酸的密码子为：

GAA、GAG）

课堂总结：

（1）基因突变：

―→产生新基因―→基因突变

（2）基因重组：

课下作业：

A类：

教材P84基础题、《高中新课程学生自主学习丛书·生物·必修二》第71页1—6题；

B类：

教材P84拓展题、《高中新课程学生自主学习丛书·生物·必修二》第72页1—3题；

当堂定时独立完成后，教师公布答案，同位互批、互助，最后提出同位没有解决的问题。

由其他同学或教师解答

课下作业独立完成。

回归实践学有所用

加强学生对所学知识的理解，同时培养学生的答题速度和规范。

针对不同层次的学生提出明确的完成目标。

板书设计：

5．1基因突变和基因重组 

一.基因突变 

1.基因突变的概念

2.实质：

基因结构的改变

3.发生时期：

细胞分裂间期（有丝分裂.减数第一次分裂前的间期）

4.基因突变的原因  

5.基因突变的特点

普遍性、随机性、不定向性、

低频性 、多害少利性

6.基因突变的意义

新基因产生的途径，

生物变异的根本来源，

生物进化的原始材料。

二、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.产生的原因

（1）自由组合

（2）交叉互换

3.基因重组的意义

 生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要的意义。

教学反思：

第五章第1节基因突变和基因重组导学案

【学习目标】

知识目标

1、举例说明基因突变的特征和原因及其生物学意义。

2、举例说出基因重组及其意义。

能力目标

1、通过观察分析镰刀形细胞贫血症的病因，培养学生的发现问题能力。

2、通过学习比较基因突变和基因重组，培养学生自学能力并学会类比推理等科学方法。

情感态度和价值观目标

1、引导学生从生物学角度对基因突变和基因重组做科学了解，形成正确的科学价值观，激发学生的责任感。

2、在基因突变的学习中懂得如何确立健康的生活方式。

【学习重点】

1、基因突变的概念及特点。

2、基因突变的原因。

学习重点和难点

【学习难点】

基因突变和基因重组的意义。

【知识储备】

1、中心法则

2、基因对性状的控制

基因通过蛋白质的合成控制生物的性状：

（1）、基因通过控制________________________________，进而控制生物的性状。

（2）、基因还能通过________________________直接控制生物的性状。

例如，镰刀形细胞贫血症

3、生物性状是由遗传物质决定的，性状表现除与遗传物质有关外，还与什么有关吗？

4、、性状由亲代传递到子代时，会不会一成不变呢？

当然不会，或多或少都会存在差异，这又为什么呢？

【新课导入】

一、普通玉米种子在水、肥、光特别充足的条件下结出籽粒大而饱满的玉米穗。

二、将普通蔬菜种子搭载于航天卫星，经过太空特殊环境变化处理，返回地面后，经农业专家多年培育而成太空蔬菜。

中国目前已培育出的太空蔬菜：

太空苦瓜、太空黄瓜、太空青椒、太空西红柿、太空茄子、太空南瓜、太空大豆等等。

思考1：

籽粒饱满的种子与普通种子相比，太空椒与普通青椒相比，形状有明显的差异，太空椒肥大，这是为什么？

把子粒饱满的种子种下去，长出的种子是不是粒大饱满？

思考2：

把太空椒种下去，长出的是什么？

这又说明一个什么问题？

思考3：

如有的女性通过美容手术，单眼皮变成双眼皮，或将眉毛纹成弯弯的柳叶眉，这样的双眼皮和柳叶眉能不能遗传呢？

生物的变异有两种类型。

可遗传的变异是生物变异的主要类型。

它的来源主要有三方面：

基因突变、基因重组和染色体变异。

【学习过程】

一、基础知识导学

1、基因突变的实例

仔细阅读课本P80-81“基因突变的实例”内容，认真思考下列问题：

实例——镰刀型细胞贫血症形成的原因

思考　

（1）完成P81思考与讨论内容。

（2）造成该病的直接原因和根本原因是什么？

（3）找出基因突变的概念，分析基因结构中碱基对的增添、缺失、替换对生物的影响。

碱基对

影响范围

对氨基酸的影响

替换

_____

只改变________________或不改变_____________

增添

______

不影响_____________序列，而影响______________序列

缺失

______

不影响______________序列，而影响______________序列

2、基因突变的原因和特点

请仔细阅读P81-82“基因突变的原因和特点”内容，认真思考下列问题。

（1）找出提高基因突变频率的因素。

（2）找出基因突变的特点。

（3）如