資源簡介

第四章 生物的變異
第一節 基因突變可能引起性狀的改變
主要介紹了可遺傳變異的來源，包括基因重組、基因突變和染色體畸變。基因突變主要介紹了類型、特點和誘導基因突變的主要因素已經基因突變的機理等內容。基因重組包括了兩個方面的內容：一個是基因的自由組合，一個是交叉互換。染色體畸變主要包括染色體結構和數目的變異兩個方面。根據每種變異的特點，將其進行生產實踐的應用--遺傳育種。
認識生物具有變異的普遍現象
說明生物變異的類型
說明基因突變是如何引起生物變異的
基因突變在遺傳育種中的應用
在此過程中滲透核心素養中的生命觀以及生物之間的統一性，任何生物（除病毒）都是由細胞組成的，我們有共同的起源，自然界的生命可以說與我們息息相關，每個人都應當善待生命，保護護生命，維系地球
教學重點：基因突變的實例和分析
教學難點：基因突變的重大意義，是可遺傳變異的來源，與生物的進化、物種起源有密切關系
PPT
教的活動1由字面含義理解什么是變異？從而引出變異的概念 學的活動1分析 回答
教的活動2疑問：那哪些因素會引起生物變異呢？提供資料，同學進行分析 學的活動2分析，思考、回答
教的活動3對于剛才的問題，請同學閱讀課本小資料，思考回答 學的活動3思考 記錄 學習 分析
教的活動4通過剛才的分析，由此我們可知生物的變異分為哪幾種類型呢？ 學的活動4
教的活動5那可遺傳變異分為哪幾種類型呢？ 學的活動5
教的活動6以鐮刀型細胞貧血癥為例，引出基因突變的概念及機理 學的活動6
教的活動7由此基因突變分為哪些類型呢？那鐮刀型細胞貧血癥屬于哪種類型 學的活動7分析回答
教的活動8你能根據提供的資料1~3，說出基因突變的特點嗎？ 學的活動8分析，回答基因突變的特點
教的活動9根據基因突變的特點，可知其具有低頻性，你是否覺得自然界中會有某些因素會誘發基因突變？能給大家舉個實例嗎？ 學的活動9分析 回答 自發突變和誘發突變
教的活動10生物為什么要基因突變，這只是現象是好還是不好呢？基因突變有意義嗎？ 學的活動10基因突變和進化的關系：是生物變異的根本來源，為生物的進化提供了最初的原材料。
教的活動11那我們體內有沒有基因突變而導致自身發生某種變異的實例？資料給出，學生分析 學的活動11回答 癌細胞
教的活動12基因突變雖然具有多害性，是不是我們就只能一網打盡，讓其永不翻身？是更多的利用好？還是打入冷宮，永不錄用好？因此誘變育種的內容 學的活動12分析 回答
教的活動13根據基因突變的特點，誘發因素，學生自己總結誘變育種優、缺點 學的活動13分析 回答
該部分內容是第四章的第一部分，根據現實中的具體實例，引出變異和基因突變，相對便于理解，只是在理解基因突變機理時需要更加細節的解釋，其他內容，如果掌握理解，同學是可以掌握該節課的主旨思想的。第4章　生物的變異
第1節 基因突變可能引起性狀改變
本課時為必修2的第四章《生物的變異》第1節《基因突變可能引起性狀改變》。本課時主要由“基因突變”、“誘變育種”兩部分構成。前面三章學習了遺傳，從個體水平、細胞水平、分子水平學習了遺傳物質如何控制性狀的傳遞以及遺傳規律，本章內容是變異，遺傳是變異的基礎，變異是遺傳的補充，本章的內容安排讓學生知道生物變異的來源以及在生產生活上的應用，更為后面要學習的生物進化方面的知識打下基礎，因此，本節課對于學生的知識框架而言具有承上啟下的作用。
【生命觀念】理解基因突變的概念，建立結構與功能觀，理解基因突變帶來的影響。
【科學思維】運用基因突變的原理，提高誘變育種的頻率。
【科學探究】探究不同的育種方法，得到更好的育種產品，培養團隊合作精神，提升創新意識。
【社會責任】關注育種知識，積極運用生物學原理，指導生產實踐。
重點：基因突變、誘變育種
難點：基因突變
1、情境導入，引入新知
以太空育種為例，引入誘變育種的概念。
太空育種即航天育種，也稱空間誘變育種，是將作物種子或誘變材料搭乘返回式衛星或高空氣球送到太空，利用太空特殊的環境誘變作用，提高種子變異的頻率，再返回地面培育作物新品種的育種新技術。
接下來請各小組就課前準備的材料上來進行介紹。
1.太空育種主要涉及的技術。
2.太空育種特殊的環境有哪些？
3.目前進行太空育種的國家有哪些？
4.太空育種的生物有哪些？
5.太空育種得到的變異個體的特點有哪些？
6.太空育種每次都是成功的嗎？是否一定能按照預想的模式得到想要的變異結果？
7.太空育種的食品是安全的嗎？變異的原因是？
7.影響太空育種的因素有哪些？
8.太空育種的意義和發展前景？
太空育種這個實例，接近生活，容易與學生引起共鳴，可以讓學生很快進入上課狀態，而對太空育種知識的普及以及學習，是本節課的誘變育種的內容之一，也可以解決一些原來無法解決的問題。
2、基因突變
太空育種引起生物性狀的改變的主要原因是基因突變，很自然地引入基因突變的概念。
基因突變：是指基因內部結構的改變。注意這里是基因內部，再次復習基因的概念。
1. 基因突變的方式
方式一：堿基對的替換
思考：基因突變為什么常發生在DNA復制時？基因突變對子代DNA的影響？
方式二：堿基對的缺失
方式三：堿基對的增添
思考：堿基對缺失和增添對基因表達的影響？（此處注意缺一對和缺三對的結果不同）
2. 實例（鐮刀型貧血癥）解釋基因突變對性狀的影響
3. 繼續設問，①基因突變一定會導致性狀改變嗎？
緊接著上面的例子，學生能很快想到密碼子的簡并性，即同一氨基酸對應的密碼子對樣，有可能蛋白質未變。在此基礎上，教師進一步追問：基因突變性狀不變的原因還有哪些？
①突變的基因不表達（體細胞中基因選擇性不表達，或產生隱性基因，形成雜合子）
②突變發生于基因不轉錄的序列中
③突變部位轉錄后，在形成mRNA過程中被剪切。（不翻譯）
④ 突變部位轉錄后位于起始密碼子之前或終止密碼子之后。（不翻譯）
⑤突變后的轉錄產生的新密碼子還是決定原來的氨基酸。
⑥突變后翻譯出新的蛋白質，但其功能與原蛋白質功能相同，性狀相同。
4. 關于基因突變引起的遺傳問題
②基因突變都會遺傳給后代嗎？取決于？
回答：不一定。一般情況下，只有發生在生殖細胞的基因突變才能遺傳給下一代。
③體細胞的基因突變會遺傳給后代嗎？
回答：無性繁殖
5. 基因突變的特點
①普遍性:
②可逆性:
③稀有性:
④多方向性：
⑤多數有害性：
結合課本，且結合前面太空育種的實例說明基因突變的這些特點的具體表現。
6. 基因突變的誘發因素
物理因素：如各種射線、溫度劇變
化學因素：如亞硝酸、堿基類似物（如5-溴尿嘧啶）
生物因素：如麻疹病毒等
7. 基因突變的意義
基因突變能產生新的基因，是生物變異的根本來源，對生物進化和選育新品種具有非常重要的意義
8. 基因突變的危害—癌變
（1）癌變的概念：受致癌因子的作用，細胞中遺傳物質發生變化，成為不受機體控制的、連續進行分裂的惡性增殖細胞。
（2）特點：①無限增殖;②形態結構發生改變;③細胞膜上的粘連蛋白等物質減 少或缺失，易轉移。
（3）癌變的外因：①物理致癌因子（各種射線）；②無機物或有機化合物（化學致癌因子）；
③病毒致癌因子。
3、誘變育種
1.思考：結合基因突變的因素，除了太空育種還有哪些具體的誘變方法？請舉例說明
物理因素誘變育種：γ射線處理秈稻種子，輻射育成的“太輻一號”小麥、“黑農五號”大豆。
化學因素誘變育種：交替使用X射線和紫外線照射和化學物質誘發突變，選育出發酵產量提高了數千倍的菌株。
2.優點：
①提高變異頻率，能產生多種多樣的新類型，為育種創造出豐富的原材料。
②能在較短的時間內有效對改良生物品種的某些性狀。
③改良作物品質，增強抗逆性。
缺點：誘發突變的方向難以掌握，突變體難以集中多個理想性狀。要想克服這些局限性，可以擴大誘變后代的群體，增加選擇的機會。有利變異少，需大量處理供試材料。
遺傳是變異的基礎，變異是遺傳的補充，本節內容為基因突變及基因突變的應用，從知識層面上來說學生已經有一定的基礎，所以本節課的內容理解上沒有很大的問題，但是本節知識點易錯點較多，尤其與后面要學到的染色體結構變異，學生易混淆。因此，本節教學設計特別注重細節的落實，層層引導，以學生熟悉的太空育種為切入口，引出誘變育種及基因突變的概念，并在此基礎上進行不同層面的拓展，且注重知識的前后聯系，在基因突變的影響處，設計基因突變與性狀改變之間的問題探討，更有利于提高學生的遷移能力和深化學生對知識的理解程度。最后，本節課以誘變育種結尾，做到首尾呼應。

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