資源簡介

人教版（2019）必修二 遺傳與進化 第5章 基因突變及其他變異
第1節 基因突變和基因重組
一、教學目標的確定
課程標準與本節對應的“內容要求”是：“概述堿基的插入、替換和缺失會引發基因中堿基序列的改變；闡明基因中基因序列的改變有可能導致它所編碼的蛋白質及相應的細胞功能發生變化，甚至帶來致命的后果；描述細胞在某些化學物質、射線以及病毒的作用下基因突變的概率可能增高，而某些基因突變能導致細胞分裂失控，甚至癌變。”根據上述要求和建議，本節課教學目標確定如下：
1.說明基因突變的特點和原因。
2.簡述基因重組及其意義。
3.關注癌癥的產生和預防。
二、教學重難點
教學重點
（1）基因突變的概念
（2）基因突變的原因和意義
教學難點
基因突變的意義
三、教學設計思路
本節課從航天育種開始，接下來講解鐮狀細胞貧血，引導學生建構基因突變的概念。通過探究結腸癌發生的原因，分析基因突變的結果。通過回顧減數分裂過程以及自由組合定律，講解基因重組及意義。
四、教學步驟
1.新課導入
教師活動：利用課件展示航天育種成果的圖片。并展示討論中的兩個問題：
1.航天育種的生物學原理是什么？
2.如何看待基因突變的結果？
學生活動：討論問題并回答。
設計意圖：引導學生初步認識基因突變及其意義，激發學生學習興趣。
教師活動：講解要點為：
1.航天育種的生物學原理是利用太空的特殊環境，誘導基因發生突變。
2.基因突變后會產生新的基因，新的基因會控制新的性狀，因為基因突變的結果是形成的新的性狀。
教師活動：為什么作物種子在太空的特殊環境里容易發生基因突變？太空育種誘發的突變性狀是不是我們需要的優良性狀呢？基因突變如何導致生物變異？
2.新課講授
一、基因突變的實例
教師活動：利用課件展示關于正常的紅細胞基因突變形成鐮刀狀細胞（課本圖片5-1），觀察正常和異常紅細胞是什么形狀？
學生活動：正常是圓餅狀，異常的是鐮刀狀。
教師活動：大家知道，性狀是由蛋白質來體現的，我們先來看正常血紅蛋白與鐮刀型血紅蛋白的氨基酸的組成（展示課本圖5-2）。兩者有什么區別呢？
學生活動：正常的是谷氨酸，異常的是纈氨酸。
教師活動：研究發現，這個氨基酸的變化是編碼血紅蛋白的基因的堿基序列發生改變所引起的。右圖是鐮狀細胞貧血病因的圖解，請你完成圖解。想一想這種疾病能否遺傳？怎樣遺傳？
學生活動：能遺傳。
教師活動：補充講解：基因突變若發生在配子中將遵循遺傳規律傳遞給后代。若發生在體細胞中，一般不能遺傳。但有些植物的體細胞發生了基因突變，可以通過無性生殖遺傳。
教師活動：利用課件展示基因突變實例的圖片以及基因突變引起性狀改變的圖片。請同學們總價一下基因突變的概念。
學生活動：DNA分子中發生堿基對的替換、增添和缺失，而引起的基因結構的改變，叫做基因突變。
教師活動：引導學生閱讀課本82頁內容，并思考以下問題：
1.從基因角度看，結腸癌發生的原因是什么？
2.健康人的細胞中存在原癌基因和抑癌基因嗎？
3.根據圖示推測，癌細胞與正常細胞相比，具有哪些明顯的特點？（
教師活動：講解以上問題，要點為：
1.原癌基因和抑癌基因突變。
2.存在。
3.癌細胞的形態結構發生了變化，容易在體內分散和轉移。
教師活動：講解人和動物細胞中的DNA上本來就存在與癌變相關的基因：原癌基因和抑癌基因。一般來說，原癌基因表達的蛋白質是細胞正常的生長和増殖所必需的，這類基因一旦突變或過量表達而導致相應蛋白質活性過強，就可能引起細胞癌變。相反，抑癌基因表達的蛋白質能抑制細胞的生長和增殖，或者促進細胞凋亡，這類基因一旦突變而導致相應蛋白質活性減弱或失去活性，也可能引起細胞癌變。
教師活動：展示正常細胞和癌細胞的圖片，講解癌細胞的特征。
教師活動：講解三類致癌因子：物理致癌因子、化學致癌因子和病毒致癌因子。那么請同學們上網查一下，生活中怎樣才能遠離致癌因子？下節課我們一起總結。
二、基因突變的原因
教師活動：引導學生閱讀課本83頁關于基因突變的原因的內容。提出問題：引起基因突變的因素有哪些？基因突變有哪些特點？請同學回答以上兩個問題，不完整的請其他同學補充。
學生活動：因素有物理因素、化學因素和生物因素。特點有：普遍性、隨機性、不定向性等。
教師活動：展示基因突變的原因的圖片以及基因突變的實例進行講解補充。
三、基因突變的意義
教師活動：通過前面的學習我們已經知道，基因突變有它的特點，請同學們討論：基因突變產生新的基因嗎？這些新的基因產生的新性狀對生物的生存有什么意義（有利還是有害）？自然環境會選擇哪些個體生存下來？
教師活動：講解基因突變能產生新的基因，這些新的基因產生的新性狀對生物的生存可能有利也可能有害，自然環境會選擇那些適應環境的個體生存下來。
四、基因重組
教師活動：展示減數第一次分裂后期的圖片。這一時期的主要特點是什么？
教師活動：引導學生繪制減數分裂I后期同源染色體分離、非同源染色體自由組合的圖解。
教師活動：基因重組的第二個來源減數分裂四分體時期同源染色體的非姐妹染色單體互換。
教師活動：不管是那種來源，基因重組都發生于減數分裂過程中，通過受精作用表現出來，也就是說通過有性生殖去實現。那同學們能不能描述一下基因重組的概念呢？
學生活動：基因重組就是指在生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。
教師活動：基因突變可以產生新基因，那基因重組可不可以呢？
教師活動：這是二者的區別之一。由于基因重組產生了多種多樣的配子，雌雄配子的隨機結合就使“一母生九子，連母十個樣，所以人群中個體性狀如此多樣化。
教師活動：正由于配子的種類及配子的組合方式如此之多，成就了如此多樣的人，在這么多的基因組合中，總有適應某種變化環境的，有助于物種在一個無法預測的變化環境中生存所以說它為生物變異提供了極其豐富的來源，對生物的進化具有重要意義這就是基因重組的意義。
五、板書設計
第五章 第1節 基因突變和基因重組
一、基因突變的實例
鐮狀細胞貧血
基因突變的概念：DNA分子中發生堿基對的替換、增添和缺失，而引起的基因結構的改變，叫做基因突變。
細胞癌變的原因：原癌基因和抑癌基因突變。
細胞癌變的特征：不死；變態；易擴散；活躍。
二、基因突變的原因
物理因素、化學因素和生物因素
三、基因突變的意義
基因突變是變異的根本來源，為生物進化提供豐富的原材料。
四、基因重組
概念：基因重組就是指在生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。
原因：源減數分裂四分體時期同源染色體的非姐妹染色單體互換；減數分裂I后期同源染色體分離、非同源染色體自由組合。
意義：基因重組是生物變異的來源之一，對生物進化具有重要意義。
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