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2019-2020年高中生物《基因突變和基因重組》教案13 新人教版必修2 一、 教學目標 1.舉例說明基因突變的特點和原因。 2.舉例說出基因重組。 3.說出基因突變和基因重組的意義。 二、教學重點和難點 1.教學重點 （1）基因突變的概念及特點。 （2）基因突變的原因。 2.教學難點 基因突變和基因重組的意義。 三、教學策略 本模塊的第1章至第4章，從分子水平闡述了基因的本質、基因在細胞中的存在位置、基因的結構和作用等基本問題，第5章則從生物變異入手，從基因和染色體變化的角度來認識生物發(fā)生變異的原因，是第4章《基因的表達》的延續(xù)和拓展。 本節(jié)教學可用1課時，教學重點是基因突變?；蛑亟M的實質，即基因的自由組合定律，已經在孟德爾的豌豆雜交實驗中作過詳細的介紹，因此在本節(jié)教學中不再列為重點內容。本節(jié)在教學上可以采取以下策略。 1.從科學發(fā)現的過程切入，設置問題情境，引導學生探究。 為了讓學生更好地理解基因突變的概念，教材不是從概念到概念，而是從實例分析入手，再歸納總結概念。在教學過程中，教師也應遵循這種符合學生認知規(guī)律的呈現方式，從現象到概念，從宏觀到微觀來開展教學活動。 關于基因突變，教材選用了鐮刀型細胞貧血癥的實例，從現象開始，追根溯源，讓學生理解基因突變的根本原因是DNA分子的堿基對發(fā)生了變化。這種變化可能會導致生物體的性狀發(fā)生改變。限于篇幅，教材沒有過多地介紹鐮刀型細胞貧血癥的發(fā)現過程（具體過程參見教學案例）。教學中，教師可以給學生適當補充一些相關材料，并結合“思考與討論”中的問題，讓學生討論和探究。通過討論，學生能夠認識到基因突變的本質是DNA分子的堿基對發(fā)生了改變，并且能夠進一步理解“基因對性狀的控制是通過控制蛋白質合成來實現的”這一基本的生物學原理。 2.用類比推理的方法引導學生理解基因突變的類型。 怎樣全面理解DNA分子堿基對的改變可能導致的結果呢？是不是DNA分子的堿基對發(fā)生改變就一定會導致生物性狀的變化？為了說明這個問題，教師可以先引導學生閱讀 “問題探討”，討論英文句子中個別字母發(fā)生改變后，對于全句所表達的意思的影響情況。通過分析可以看出，英語句子中一個字母的改變，可能導致句子的意思不變、變化不大和完全改變這三種情況。然后，教師再通過聯想和類比的方法，結合不同的密碼子可以對應相同的氨基酸的知識，引導學生推測基因突變與生物性狀改變之間的關系，從而理解不是所有的基因突變都會導致生物體性狀的改變。所以，基因突變對于生物體來說，有的有害，有的有利，有的既無害也無利。 3.通過生活中的具體事例引導學生理解抽象的概念。 在學習基因突變的原因時，教師可以引用癌癥的病例，介紹癌癥的形成是體細胞發(fā)生基因突變的結果，然后讓學生列舉生活中的事例，歸納哪些因素會導致基因突變。例如，射線（X射線、紫外線、γ射線等)容易引發(fā)癌癥，在強烈的日光下暴曬，容易導致皮膚癌；據報道，在醫(yī)院放射室工作的醫(yī)生容易患癌癥；前蘇聯的切爾諾貝利核電站發(fā)生核泄漏時，核電站周圍的居民得癌癥的幾率大大增加。 4.以設問和討論的形式引導學生思考基因突變和基因重組的意義。 基因突變和基因重組的意義是教學中的難點。為了理解基因突變是生物變異的根本來源，是生物進化的原始材料，教師可以引導學生思考下列問題。基因突變能產生新的基因嗎？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(huán)境會選擇哪些個體生存下來？通過這些設問，使學生理解基因突變最重要的特點是產生了新的基因，原來的基因和新的基因所表達的性狀為自然環(huán)境提供了選擇的材料?；蛑亟M盡管不能產生新的基因，但可以產生不同的生物性狀組合，產生新的基因型。所以說，基因重組為生物的進化提供了可供選擇的材料。 5.以填表的形式引導學生對比和總結。 教師在教學結束時，可將基因突變和基因重組進行列表總結，其中的總結內容可由學生討論回答。 基因突變 基因重組 本質 基因的分子結構發(fā)生改變，產生了新基因，出現了新的性狀。 不同基因的重新組合，不產生新基因，而是產生新的基因型，使不同性狀重新組合。 發(fā)生時間 及原因 細胞分裂間期DNA分子復制時，由于外界理化因素或自身生理因素引起的堿基對的替換、增添或缺失。 減數第一次分裂后期中，隨著同源染色體的分開，位于非同源染色體上的非等位基因進行了自由組合。 條件 外界環(huán)境條件的變化和內部因素的相互作用。 有性生殖過程中進行減數分裂形成生殖細胞。 意義 生物變異的根本來源，是生物進化的原材料。 生物變異的來源之一，是形成生物多樣性的重要原因。 發(fā)生可能 突變頻率低，但普遍存在。 有性生殖中非常普遍。 四、答案和提示 （一）問題探討 提示：DNA分子攜帶的遺傳信息發(fā)生了改變。但由于密碼的簡并性，DNA編碼的氨基酸不一定改變。如果氨基酸發(fā)生了改變，生物體的性狀可能發(fā)生改變。改變的性狀對生物體的生存可能有害，可能有利，也有可能既無害也無利。 （二）思考與討論一 1.圖中谷氨酸發(fā)生了改變，變成了纈氨酸。 2.提示：可查看教材表4-1，20種氨基酸的密碼子表。 3.能夠遺傳。突變后的DNA分子復制，通過減數分裂形成帶有突變基因的生殖細胞，并將突變基因傳遞給下一代。 （三）思考與討論二 1.223種精子；223種卵細胞。 2.需要有246+1個個體；不可能。 3.提示：可以從染色體上基因的多樣性、減數分裂過程中配子形成的過程以及基因重組等角度思考。 生物體的性狀是由基因控制的。在減數分裂形成生殖細胞的過程中，隨著同源染色體的分離，位于非同源染色體上的非等位基因進行重新組合。人的基因約有3萬多個，因此，形成生殖細胞的類型也非常多，由生殖細胞通過受精作用形成的受精卵的類型也就非常多。所以，人群中個體性狀是多種多樣的。 （四）旁欄思考題 因為紫外線和X射線易誘發(fā)基因突變，使人患癌癥。 （五）批判性思維 這種看法不正確。對于生物個體而言，發(fā)生自然突變的頻率是很低的。但是，一個物種往往是由許多個體組成的，就整個物種來看，在漫長的進化歷程中產生的突變還是很多的，其中有不少突變是有利突變，對生物的進化有重要意義。因此，基因突變能夠為生物進化提供原材料。 （六）練習 基礎題 1.（1）√；（2）；（3）。 2.C。 3.B。 4.A。 拓展題 1.放療或化療的作用是通過一定量的輻射或化學藥劑干擾腫瘤細胞和癌細胞進行DNA分子的復制，使其產生基因突變，從而抑制其分裂的能力，或者殺死癌細胞。放療的射線或化療的藥劑，既對癌細胞有作用，也對正常的體細胞有作用，因此，放療或化療后病人的身體是非常虛弱的。 2.鐮刀型細胞貧血癥患者對瘧疾具有較強的抵抗力，這說明，在易患瘧疾的地區(qū)，鐮刀型細胞的突變具有有利于當地人生存的一方面。雖然這個突變體的純合體對生存不利，但其雜合體卻有利于當地人的生存。