資源簡介

基因突變和基因重組教學設計
教學目標
1. 采取鐮刀型細胞貧血癥的實例，從現(xiàn)象開始，讓學生理解基因突變的根本原因。 2. 舉例說明基因突變的特點和原因。 3. 說出基因突變和基因重組的意義。 4. 引導學生從生物學角度對基因突變和基因重組做科學的了解，形成正確的科學價值觀，激發(fā)學生的責任感。
教學內容
教學重點： 1. 基因突變的概念及特點。 2. 基因突變的原因。 教學難點： 1.基因突變和基因重組的意義。
教學過程
創(chuàng)設情景，引用新聞圖片，導入新課 展示以下圖片：日本出現(xiàn)的雙頭龜、雙頭蜥蜴 關于為何會出現(xiàn)“雙頭”的情況，多年來研究者們也是提出了很多種的可能性，其中更多的研究者認為是在孕育的過程中，由于環(huán)境污染，從而導致基因突變。由此引出本節(jié)課內容。 展示資料，進一步理解基因突變的概念 展示資料 在1910年，赫里克醫(yī)生的診所來了一個黑人病人，病人臉色蒼白，四肢無力，是嚴重的貧血病患者，醫(yī)生使用所有能治療貧血癥的藥物，但都對這個病人無效。對他做血液檢查時發(fā)現(xiàn)，紅細胞在顯微鏡下不是正常的圓餅狀，而是又長又彎的鐮刀型，由此提出為鐮刀型細胞貧血癥。 鐮刀型細胞貧血癥患者一旦缺氧，紅細胞就會變成鐮刀狀，血液的粘性增加，引起紅細胞的堆積，進而導致各器官血流的阻塞。病重時，紅細胞受到機械損傷而破裂產(chǎn)生溶血現(xiàn)象，引起嚴重貧血而造成死亡。 課件展示：正常紅細胞和鐮刀型細胞的對比圖。 研究發(fā)現(xiàn)：正常的血紅蛋白和鐮刀型細胞的血紅蛋白真的有一個肽段的位置不同。 展示：正常和鐮刀型細胞的血紅蛋白的氨基酸順序。 發(fā)現(xiàn)正常血紅蛋白特定位置上的谷氨酸被纈氨酸取代。 提出問題：基因指導蛋白質的合成，那我們推測有可能控制血紅蛋白合成的基因發(fā)生了改變。 我們是否可以通過氨基酸來推出對應的DNA片段，看看兩者是否真的不同呢？ 通過查看密碼子表，得出：產(chǎn)生鐮刀型細胞貧血癥的直接原因是谷氨酸被替換為纈氨酸，根本原因則是基因中堿基對的替換。 思考：基因突變的類型除了堿基對的替換，還包括什么呢？ 總結出基因突變的概念：DNA分子中發(fā)生堿基的替換，增添或缺失，而引起基因堿基序列的改變，叫做基因突變。 對位訓練：再次強化基因突變的定義。 【問題探討】 1.所有的基因突變都能改變生物體的性狀嗎？ 以學生抄寫英語句子出現(xiàn)的問題為例，引出即使DNA分子攜帶的遺傳信息發(fā)生了改變，其DNA編碼的氨基酸不一定改變。但是如果氨基酸發(fā)生了改變，生物體的性狀就可能發(fā)生改變。 2.什么時候容易發(fā)生基因突變？ 基因突變可以發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期，不論體細胞或生殖細胞都可能發(fā)生基因突變。但是由于DNA復制時雙鏈要解開，DNA的穩(wěn)定性會大大降低，容易受到外來因素的干擾而發(fā)生復制錯誤。因此基因突變通常發(fā)生在細胞分裂間期DNA分子復制的過程中。包括有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期。 3.基因突變一定能遺傳嗎？ 若生殖細胞發(fā)生基因突變，基因突變的結果可以通過受精作用傳遞給后代，體細胞發(fā)生的基因突變一般不能遺傳給后代。但是對于能進行營養(yǎng)繁殖的植物，只要把突變的芽或枝條采取營養(yǎng)繁殖的方法，便可保留下來。由這種芽或枝條產(chǎn)生的植株，還可以把突變遺傳給有性后代。而人體有些體細胞若發(fā)生基因突變，有可能會發(fā)展為癌細胞。 基因突變的實例2——細胞癌變。 以新聞報道日本因核泄漏當?shù)鼐用窕及茁噬仙龌蛲蛔兣c癌癥的關系，以結腸癌為例，得出結腸癌發(fā)生的根本原因就是原癌基因和抑癌基因發(fā)生了突變。通過課前預習，總結癌細胞與正常細胞相比具有的特征。 導致基因發(fā)生突變的原因是什么呢？ 易誘發(fā)生物發(fā)生基因突變的外界因素可分為三類：物理因素化學因素和生物因素。 內因：自身DNA復制偶爾發(fā)生錯誤。 基因突變的特點和意義 通過圖片及具體實例，得出基因突變具有如下特點： 普遍性 2.隨機性 3.不定向性 4.低頻性 5.多害少利性 引出基因突變的結果能產(chǎn)生新的基因，得出基因突變的意義：是新基因產(chǎn)生的唯一途徑。對生物界的種族繁衍和進化來說，產(chǎn)生了新基因的生物有可能更好的適應環(huán)境的變化，開辟新的生存空間，從而出現(xiàn)新的生物類型。因此，基因突變是生物變異的根本來源，為生物的進化提供了豐富的原材料。 基因重組 問：什么是基因重組？基因重組產(chǎn)生的根本原因是什么？舉例說明 【強調】基因重組只是生物個體的基因型發(fā)生了改變，出現(xiàn)了新的基因組合，而基因本身的結構沒有改變。 基因重組產(chǎn)生的根本原因主要有兩個方面：一是基因的自由組合:非同源染色體上的非等位基因的自由組合(減I后期）；二是基因的交叉互換:同源染色體上的非姐妹染色單體之間發(fā)生局部互換(減I前期）。 基因重組是原有基因的重新組合，只能產(chǎn)生新的基因型和重組性狀，不能產(chǎn)生新基因。 意義：能產(chǎn)生新的基因型；是生物多樣性的來源之一；是生物變異的來源之一；對生物的進化具有重要的意義。 七、立足現(xiàn)實，形成生態(tài)意識，參與環(huán)境保護實踐 我們仍然需要抵制日本核廢水入海，堅決反對隨意釋放核廢水的不負責任行為。并且保護環(huán)境，從我做起。 八、簡要總結本節(jié)內容 引導學生嘗試畫思維導圖來概括本節(jié)課所學內容，并列出表格，對基因突變和基因重組進行比較。 九、課堂檢測反饋 1.人類的血管性假血友病基因位于第12號染色體上，目前該病有20多種類型，這表明基因突變具有( ) A.可逆性 B.不定向性 C.普遍性 D.稀有性 2、下列有關基因突變的說法中，錯誤的是( ) A.在自然條件下，基因自發(fā)突變頻率低 B.無論低等、高等生物都可能發(fā)生基因突變 C.基因突變能產(chǎn)生新的基因 D.人工誘變的基因突變都是有利的 3、下列有關基因重組的說法中，錯誤的是( ) A.基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中 B.基因重組產(chǎn)生原來沒有的新基因 C.基因重組是生物變異的重要來源 D.基因重組不能產(chǎn)生新基因 十、布置課后探究任務 在癌癥發(fā)生的早期，患者往往不表現(xiàn)出任何癥狀，因而難以及時發(fā)現(xiàn)。而對于癌癥晚期的患者，目前還缺少有效的治療手段。因此，我們要避免癌癥的發(fā)生，而致癌因子是導致癌癥的重要因素，在日常生活中我們應遠離致癌因子，選擇健康的生活方式。所以希望同學們課后上網(wǎng)查一查，或者請教防癌專家，生活中怎樣做才能遠離致癌因子呢？

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