1、基因突变和基因重组长铁一中 宁玲玲一、教材地位、作用和内容一、教材地位、作用和内容 人教版普通高中标准实验教科书生物人教版普通高中标准实验教科书生物必修必修2 2遗传遗传与进化的与进化的第五章第五章基因突变及其他变异的基因突变及其他变异的第一节第一节内容。内容。通过前面各章的学习，学生对通过前面各章的学习，学生对“基因是什么基因是什么”、“基因在哪里基因在哪里”和和“基因如何起作用基因如何起作用”等问题已有了等问题已有了基本的认识。本章内容既是对前四章内容合乎逻辑的基本的认识。本章内容既是对前四章内容合乎逻辑的延续延续，又是学习第六章从杂交育种到基因工程和，又是学习第六章从杂交育种到基因工程和
2、第七章现代生物进化理论的重要第七章现代生物进化理论的重要基础基础。本节介绍了本节介绍了可遗传变异可遗传变异的两种类型：的两种类型：基因突变和基因突变和基因重组基因重组，引导学生从分子水平上理解遗传物质如何，引导学生从分子水平上理解遗传物质如何引起生物变异的。引起生物变异的。二、学情分析二、学情分析学生对于生物变异的现象并不陌生，通过初中生物学生对于生物变异的现象并不陌生，通过初中生物课的学习学生已初步认识到生物变异首先与遗传物质有课的学习学生已初步认识到生物变异首先与遗传物质有关，其次与环境有关，本节内容在此基础上，进一步引关，其次与环境有关，本节内容在此基础上，进一步引导学生学习遗传物质究竟
3、是如何引体生物变异。导学生学习遗传物质究竟是如何引体生物变异。必修一中细胞的癌变介绍了细胞癌变的原因，必修一中细胞的癌变介绍了细胞癌变的原因，在此基础上，有利于学生理解引起基因突变的原因。在此基础上，有利于学生理解引起基因突变的原因。学生已学过的孟德尔的具有两对相对性状的豌豆杂学生已学过的孟德尔的具有两对相对性状的豌豆杂交实验及基因自由组合定律的实质，在此基础上可以引交实验及基因自由组合定律的实质，在此基础上可以引导学生对基因重组概念、类型及意义的理解。导学生对基因重组概念、类型及意义的理解。三、学习目标三、学习目标1 1、说出基因突变的概念、意义。、说出基因突变的概念、意义。2 2、举例说明
4、基因突变的原因和特点。、举例说明基因突变的原因和特点。3 3、说出基因重组的类型和意义。、说出基因重组的类型和意义。通过设计一个例题引导学生通过设计一个例题引导学生复习复习自由组合和连锁、交换定律，自发自由组合和连锁、交换定律，自发地概括地概括出自然条件下的两种基因重组类型，并通过学生出自然条件下的两种基因重组类型，并通过学生画图构建物画图构建物理模型理模型加强学科纵向联系；通过加强学科纵向联系；通过计算构建数学模型，计算构建数学模型，更好地更好地理解基理解基因重组的意义。因重组的意义。（教学目标教学目标及设计意图）及设计意图）通过通过实例引入实例引入、小组合作自主构建模型小组合作自主构建模型
5、的方式的方式通过与必修一第六章通过与必修一第六章“细胞癌变的原因细胞癌变的原因”进行进行类比类比帮助理解记帮助理解记忆基因突变的原因，通过忆基因突变的原因，通过资料分析资料分析得到基因突变的特点。得到基因突变的特点。1 1、通过通过实实例引入，培养学生对生物世界探究的例引入，培养学生对生物世界探究的好奇心好奇心和和兴趣兴趣。2 2、通过小组模型构建、资料分析、画图、计算等活动，培养新、通过小组模型构建、资料分析、画图、计算等活动，培养新课程理念所要求的学生课程理念所要求的学生自主、合作、探究自主、合作、探究等精神。等精神。四、四、教学重点教学重点、难点、难点1 1、说出基因突变的、说出基因突变
6、的概念概念、意义意义。2 2、举例说明基因突变的原因和、举例说明基因突变的原因和特点特点。3 3、说出基因重组的、说出基因重组的类型类型和和意义意义。五、教学过程及策略五、教学过程及策略（一）视频引入（一）视频引入（二）一级导学（二）一级导学（即课前预习，对知识填空答案）（即课前预习，对知识填空答案）（三）二级导学（三）二级导学（即通过探究活动进行内化提升，（即通过探究活动进行内化提升，通过通过由易至难由易至难的典型例题进行及时反馈）的典型例题进行及时反馈）I I 基因突变基因突变 II II 基因重组基因重组（四）总结（四）总结播放一段播放一段28s28s的的“镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血
7、症”视频，视频，提出问题：引起该病的原因是什么？提出问题：引起该病的原因是什么？（二）一级导学（二）一级导学:夯实基础夯实基础1 1概念：概念：DNADNA分子中发生碱基对的分子中发生碱基对的 ，而引起，而引起 的改变，叫做基因突变。的改变，叫做基因突变。2.2.诱发生物发生基因突变并提高突变频率的因素可以分成三类诱发生物发生基因突变并提高突变频率的因素可以分成三类（外因外因）：）：。基因突变也会由于。基因突变也会由于DNADNA分子分子_偶尔发生错误而自发产生（偶尔发生错误而自发产生（内因内因）。）。3.3.自然界中诱发基因突变的因素很多，基因突变还可以自发产生，自然界中诱发基因突变的因素很
8、多，基因突变还可以自发产生，因此，基因突变在生物界中是因此，基因突变在生物界中是 。由于。由于DNADNA碱基组成碱基组成的改变是随机的、不确定的，因此，基因突变是的改变是随机的、不确定的，因此，基因突变是 、的。在自然状态下，基因突变的频率是的。在自然状态下，基因突变的频率是 的。的。4.4.基因突变的意义：基因突变的意义：基因突变是基因突变是 产生的途径，是生物变异的产生的途径，是生物变异的 ，是，是 的原始材料的原始材料 。替换、增添和缺失替换、增添和缺失新基因新基因根本来源根本来源生物进化生物进化普遍存在的普遍存在的随机发生的随机发生的不定向不定向很低很低基因结构基因结构物理因素、化学
9、因素和生物因素物理因素、化学因素和生物因素复制复制与必修一第六章与必修一第六章“细胞癌变的原因细胞癌变的原因”进行进行类比类比I I 基因突变基因突变1 1：基因重组的概念：基因重组的概念：生物体生物体_的过程中，控制不同性状的的过程中，控制不同性状的_的的_。2 2：基因重组的类型：基因重组的类型：（1 1）_型型,时期：时期：_（2 2）_型型,时期：时期：_3 3：意义：意义 基因重组是生物变异的基因重组是生物变异的_之一之一(主要来源主要来源），对），对生物的进化具有重要的意义。生物的进化具有重要的意义。有性生殖有性生殖基因基因重新组合重新组合自由组合自由组合交叉互换交叉互换MIMI后
10、期后期MIMI前期（四分体时期）前期（四分体时期）来源来源（二）一级导学（二）一级导学:夯实基础夯实基础II II 基因重组基因重组探究活动1根据教材P81“思考与讨论”，分析镰刀形细胞贫血症的病因（独立思考）GAACTTDNAmRNA血红蛋白的部分氨基酸顺序 谷氨酸GUAGTACATGAA根本原因红细胞的形态 缬氨酸 直接原因不用模型的原因是，该处的重点是让学生查密不用模型的原因是，该处的重点是让学生查密码子表，归纳出该病的直接原因和根本原因，码子表，归纳出该病的直接原因和根本原因，帮助构建概念模型，并引出基因突变的概念。帮助构建概念模型，并引出基因突变的概念。I I 基因突变基因突变探究活
11、动2构建模型，了解DNA分子中碱基对的替换、缺失或增添对生物性状的影响有何不同（小组合作）（三）二级导学（三）二级导学:内化提升内化提升下面已经给出正常下面已经给出正常DNADNA分子模板链的碱基序列，当碱基序列分别发生分子模板链的碱基序列，当碱基序列分别发生如下变化时，翻译成的氨基酸序列将如何变化如下变化时，翻译成的氨基酸序列将如何变化?正常正常DNADNA模板链模板链 TAC TAG AGC TAC TAG AGC mRNA AUG AUC UCG mRNA AUG AUC UCG 氨基酸顺序氨基酸顺序 甲硫氨酸甲硫氨酸 异亮氨酸异亮氨酸 丝氨酸丝氨酸 第第6 6个碱基个碱基G G被碱基被
12、碱基A A（或（或C C）所）所替换替换；第第4 4个（或第个（或第4 4、5 5两个，或第两个，或第4 4、5 5、6 6三个）碱基发生了三个）碱基发生了缺失缺失；第第3 3个碱基和第个碱基和第4 4个碱基之间个碱基之间插入插入一个碱基一个碱基G G（或两个碱基（或两个碱基G G、A A，或，或三个碱基三个碱基G G、A A、C C）；）；利用桌上的模型，分组讨论分析以上情况带来的影响，并总结特点。利用桌上的模型，分组讨论分析以上情况带来的影响，并总结特点。帮助学生更好地理解基因突变的概念及意义帮助学生更好地理解基因突变的概念及意义I I 基因突变基因突变探究活动3资料分析，理解基因突变的特
13、点（独立思考）（三）二级导学（三）二级导学:内化提升内化提升你能从下列资料中的哪些信息分别得到基因突变的特点：你能从下列资料中的哪些信息分别得到基因突变的特点：普遍性、普遍性、低频性、随机性、不定向性、多害少利性低频性、随机性、不定向性、多害少利性。资料资料：19351935年，美国科学家联合英国科学家在非年，美国科学家联合英国科学家在非洲大陆对洲大陆对1127011270种植物进行了调查，结果发现在过去种植物进行了调查，结果发现在过去的的7 7年间，年间，98987%7%的植物都曾发生过突变。在适宜的的植物都曾发生过突变。在适宜的条件下，生长条件下，生长1 12 2天的大肠杆菌培养物的浓度约
14、为天的大肠杆菌培养物的浓度约为每毫升每毫升1010 9 9个细胞，个细胞，DNADNA复制的错误率约为复制的错误率约为1010-9-9，也，也就是每连接就是每连接10109 9 个核苷酸才可能发生一个错误。这个核苷酸才可能发生一个错误。这些变异有些可能影响大肠杆菌的生存，但也有极少些变异有些可能影响大肠杆菌的生存，但也有极少数可能增强其生存，如获得对某些抗生素的抗性。数可能增强其生存，如获得对某些抗生素的抗性。基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期，可基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期，可以发生在细胞内不同的以发生在细胞内不同的DNADNA分子上，可以发生在同一分子上，可以发生在同一D
15、NADNA分子的不同部位。分子的不同部位。资料资料：果蝇红眼基因的突变图。果蝇红眼基因的突变图。通过资料分析得到基因突变的特点，可以提高学生阅读分析的能力，更好地通过资料分析得到基因突变的特点，可以提高学生阅读分析的能力，更好地区分随机性和不定向性，由于基因突变的特点我们一般概括为一些专有名词，区分随机性和不定向性，由于基因突变的特点我们一般概括为一些专有名词，但在书上并未出现，所以在设计时，我是给出了这些特点，而不是让学生归纳但在书上并未出现，所以在设计时，我是给出了这些特点，而不是让学生归纳I I 基因突变基因突变1 1、人类可遗传的基因突变常发生在、人类可遗传的基因突变常发生在 A.A.
16、减数第一次分裂减数第一次分裂 B.B.四分体时期四分体时期 C.C.减数第一次分裂的间期减数第一次分裂的间期 D.D.有丝分裂间期有丝分裂间期2 2、有关基因突变的下列说法，不正确的是、有关基因突变的下列说法，不正确的是A.A.基因突变是可遗传的变异的根本来源基因突变是可遗传的变异的根本来源B.B.基因突变可以产生新基因，同时产生新的基因型基因突变可以产生新基因，同时产生新的基因型C.AC.A基因可以突变成基因可以突变成a1a1、a2a2、a3a3，同样，同样a a基因也可以突变成基因也可以突变成A1A1、A2A2、A3A3D.D.基因中一个碱基对发生改变，则一定发生了基因突变，并基因中一个碱
17、基对发生改变，则一定发生了基因突变，并一定能改变生物的性状一定能改变生物的性状（三）二级导学（三）二级导学:内化提升内化提升I I 基因突变基因突变探究活动4比较两种情况F2中重组类型出现的原因，并画出相应的染色体图。（小组合作）F F1 1黄色圆粒黄色圆粒绿色皱粒绿色皱粒P P黄色圆粒黄色圆粒F F2 2黄色黄色圆粒圆粒黄色黄色皱粒皱粒绿色绿色圆粒圆粒绿色绿色皱粒皱粒F F1 1灰身长翅灰身长翅黑身残翅黑身残翅P P灰身长翅灰身长翅F F2 2灰身灰身长翅长翅黑身黑身残翅残翅灰身灰身残翅残翅黑身黑身长翅长翅黑身残翅黑身残翅黄色黄色Y Y，绿色，绿色y y，圆粒，圆粒R R，皱粒，皱粒r r，
18、此，此两对等位基因位于两对等位基因位于两对两对同源染色体同源染色体上上灰身灰身A A，黑身，黑身a a，长翅，长翅B B，残翅，残翅b b，此，此两对等位基因位于两对等位基因位于一对一对同源染色体同源染色体上上由于基因重组的实质，即基因的自由组合和连锁、交换定律，已经在孟德尔的豌由于基因重组的实质，即基因的自由组合和连锁、交换定律，已经在孟德尔的豌豆杂交实验作中过详细的介绍，所以设计这样一个例题豆杂交实验作中过详细的介绍，所以设计这样一个例题复习旧知，引入新知复习旧知，引入新知。（三）二级导学（三）二级导学:内化提升内化提升II II 基因重组基因重组探究活动4比较两种情况F2中重组类型出现的
19、原因，并画出相应的染色体图。（小组合作）yYRryYrRAabAabBB学生在复习旧知的同时，自发地概括出自然条件下的学生在复习旧知的同时，自发地概括出自然条件下的两种基因重组类型，并通过画图构建物理模型加强学两种基因重组类型，并通过画图构建物理模型加强学科纵向联系，把基因的行为和染色体的行为统一起来。科纵向联系，把基因的行为和染色体的行为统一起来。（三）二级导学（三）二级导学:内化提升内化提升II II 基因重组基因重组探究活动5构建数学模型，计算教材P83“思考与讨论”的第1、2题（独立思考）通过计算，可以发现基因重组产生的变异非常丰富，通过计算，可以发现基因重组产生的变异非常丰富，帮助学
20、生更好地理解基因重组的意义帮助学生更好地理解基因重组的意义（三）二级导学（三）二级导学:内化提升内化提升II II 基因重组基因重组3 3、下面有关基因重组的说法不正确的是、下面有关基因重组的说法不正确的是 A.A.基因重组发生在减数分裂过程中基因重组发生在减数分裂过程中 B.B.基因重组能产生新的基因基因重组能产生新的基因C.C.基因重组是生物变异的重要来源基因重组是生物变异的重要来源 D.D.基因重组能产生新的基因型基因重组能产生新的基因型4 4、观察下图、观察下图,下列说法不正确的是。下列说法不正确的是。A.A.基因突变发生于基因突变发生于过程过程,基因重组发生于基因重组发生于过程过程B
21、.B.过程是在细胞分裂和细胞分化基础上进行的过程是在细胞分裂和细胞分化基础上进行的C.C.有性生殖实现了基因重组有性生殖实现了基因重组,增强了生物变异性增强了生物变异性D.D.过程可能发生基因突变过程可能发生基因突变,不会发生基因重组不会发生基因重组（三）二级导学（三）二级导学:内化提升内化提升II II 基因重组基因重组（四四）总结总结通过表格对比基因突变和基因重组通过表格对比基因突变和基因重组比较项目比较项目 基因突变基因突变 基因重组基因重组定义定义 时期时期 类型类型 结果结果 意义意义 应用应用 六、板书设计六、板书设计一基因突变一基因突变 1 1、概念：碱基对的替换、增添、缺失，、
22、概念：碱基对的替换、增添、缺失，基因结构的改变。基因结构的改变。2 2、原因、原因3 3、特点：普遍性、随机性、不定向性、特点：普遍性、随机性、不定向性、低频性、多害少利性低频性、多害少利性4 4、意义：产生新基因，变异的根本来源，、意义：产生新基因，变异的根本来源，生物进化的原始材料生物进化的原始材料二、基因重组二、基因重组1 1、概念：有性生殖，基因的重新组合、概念：有性生殖，基因的重新组合2 2、类型：、类型：自由组合型：自由组合型：MIMI后期后期 交叉互换型：交叉互换型：MIMI前期（四分体时期）前期（四分体时期）3 3、意义：变异的来源之一（主要来源）、意义：变异的来源之一（主要来源）谢谢聆听！欢迎指正！
