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2019-2020年高中生物《基因突變和基因重組》教案14 新人教版必修2 一、 教學(xué)目標(biāo) 1.舉例說(shuō)明基因突變的特點(diǎn)和原因。 2.舉例說(shuō)出基因重組。 3.說(shuō)出基因突變和基因重組的意義。 二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 1.教學(xué)重點(diǎn) （1）基因突變的概念及特點(diǎn)。 （2）基因突變的原因。 2.教學(xué)難點(diǎn) 基因突變和基因重組的意義。 三、教學(xué)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(zhì)、基因在細(xì)胞中的存在位置、基因的結(jié)構(gòu)和作用等基本問(wèn)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(lái)認(rèn)識(shí)生物發(fā)生變異的原因，是第4章《基因的表達(dá)》的延續(xù)和拓展。 本節(jié)教學(xué)可用1課時(shí)，教學(xué)重點(diǎn)是基因突變?；蛑亟M的實(shí)質(zhì)，即基因的自由組合定律，已經(jīng)在孟德?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)中作過(guò)詳細(xì)的介紹，因此在本節(jié)教學(xué)中不再列為重點(diǎn)內(nèi)容。本節(jié)在教學(xué)上可以采取以下策略。 1.從科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程切入，設(shè)置問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生探究。 為了讓學(xué)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(shí)例分析入手，再歸納總結(jié)概念。在教學(xué)過(guò)程中，教師也應(yīng)遵循這種符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的呈現(xiàn)方式，從現(xiàn)象到概念，從宏觀到微觀來(lái)開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。 關(guān)于基因突變，教材選用了鐮刀型細(xì)胞貧血癥的實(shí)例，從現(xiàn)象開(kāi)始，追根溯源，讓學(xué)生理解基因突變的根本原因是DNA分子的堿基對(duì)發(fā)生了變化。這種變化可能會(huì)導(dǎo)致生物體的性狀發(fā)生改變。限于篇幅，教材沒(méi)有過(guò)多地介紹鐮刀型細(xì)胞貧血癥的發(fā)現(xiàn)過(guò)程（具體過(guò)程參見(jiàn)教學(xué)案例）。教學(xué)中，教師可以給學(xué)生適當(dāng)補(bǔ)充一些相關(guān)材料，并結(jié)合“思考與討論”中的問(wèn)題，讓學(xué)生討論和探究。通過(guò)討論，學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到基因突變的本質(zhì)是DNA分子的堿基對(duì)發(fā)生了改變，并且能夠進(jìn)一步理解“基因?qū)π誀畹目刂剖峭ㄟ^(guò)控制蛋白質(zhì)合成來(lái)實(shí)現(xiàn)的”這一基本的生物學(xué)原理。 2.用類比推理的方法引導(dǎo)學(xué)生理解基因突變的類型。 怎樣全面理解DNA分子堿基對(duì)的改變可能導(dǎo)致的結(jié)果呢？是不是DNA分子的堿基對(duì)發(fā)生改變就一定會(huì)導(dǎo)致生物性狀的變化？為了說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，教師可以先引導(dǎo)學(xué)生閱讀 “問(wèn)題探討”，討論英文句子中個(gè)別字母發(fā)生改變后，對(duì)于全句所表達(dá)的意思的影響情況。通過(guò)分析可以看出，英語(yǔ)句子中一個(gè)字母的改變，可能導(dǎo)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(guò)聯(lián)想和類比的方法，結(jié)合不同的密碼子可以對(duì)應(yīng)相同的氨基酸的知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生推測(cè)基因突變與生物性狀改變之間的關(guān)系，從而理解不是所有的基因突變都會(huì)導(dǎo)致生物體性狀的改變。所以，基因突變對(duì)于生物體來(lái)說(shuō)，有的有害，有的有利，有的既無(wú)害也無(wú)利。 3.通過(guò)生活中的具體事例引導(dǎo)學(xué)生理解抽象的概念。 在學(xué)習(xí)基因突變的原因時(shí)，教師可以引用癌癥的病例，介紹癌癥的形成是體細(xì)胞發(fā)生基因突變的結(jié)果，然后讓學(xué)生列舉生活中的事例，歸納哪些因素會(huì)導(dǎo)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(qiáng)烈的日光下暴曬，容易導(dǎo)致皮膚癌；據(jù)報(bào)道，在醫(yī)院放射室工作的醫(yī)生容易患癌癥；前蘇聯(lián)的切爾諾貝利核電站發(fā)生核泄漏時(shí)，核電站周圍的居民得癌癥的幾率大大增加。 4.以設(shè)問(wèn)和討論的形式引導(dǎo)學(xué)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(xué)中的難點(diǎn)。為了理解基因突變是生物變異的根本來(lái)源，是生物進(jìn)化的原始材料，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考下列問(wèn)題?；蛲蛔兡墚a(chǎn)生新的基因嗎？這些新的基因產(chǎn)生的新性狀對(duì)生物的生存有什么意義（有利還是有害）？自然環(huán)境會(huì)選擇哪些個(gè)體生存下來(lái)？通過(guò)這些設(shè)問(wèn)，使學(xué)生理解基因突變最重要的特點(diǎn)是產(chǎn)生了新的基因，原來(lái)的基因和新的基因所表達(dá)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(chǎn)生新的基因，但可以產(chǎn)生不同的生物性狀組合，產(chǎn)生新的基因型。所以說(shuō)，基因重組為生物的進(jìn)化提供了可供選擇的材料。 5.以填表的形式引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比和總結(jié)。 教師在教學(xué)結(jié)束時(shí)，可將基因突變和基因重組進(jìn)行列表總結(jié)，其中的總結(jié)內(nèi)容可由學(xué)生討論回答。 基因突變 基因重組 本質(zhì) 基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，產(chǎn)生了新基因，出現(xiàn)了新的性狀。 不同基因的重新組合，不產(chǎn)生新基因，而是產(chǎn)生新的基因型，使不同性狀重新組合。 發(fā)生時(shí)間 及原因 細(xì)胞分裂間期DNA分子復(fù)制時(shí)，由于外界理化因素或自身生理因素引起的堿基對(duì)的替換、增添或缺失。 減數(shù)第一次分裂后期中，隨著同源染色體的分開(kāi)，位于非同源染色體上的非等位基因進(jìn)行了自由組合。 條件 外界環(huán)境條件的變化和內(nèi)部因素的相互作用。 有性生殖過(guò)程中進(jìn)行減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞。 意義 生物變異的根本來(lái)源，是生物進(jìn)化的原材料。 生物變異的來(lái)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(wèn)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(jiǎn)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(duì)生物體的生存可能有害，可能有利，也有可能既無(wú)害也無(wú)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(fù)制，通過(guò)減數(shù)分裂形成帶有突變基因的生殖細(xì)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(xì)胞。 2.需要有246+1個(gè)個(gè)體；不可能。 3.提示：可以從染色體上基因的多樣性、減數(shù)分裂過(guò)程中配子形成的過(guò)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(shù)分裂形成生殖細(xì)胞的過(guò)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(jìn)行重新組合。人的基因約有3萬(wàn)多個(gè)，因此，形成生殖細(xì)胞的類型也非常多，由生殖細(xì)胞通過(guò)受精作用形成的受精卵的類型也就非常多。所以，人群中個(gè)體性狀是多種多樣的。 （四）旁欄思考題 因?yàn)樽贤饩€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(duì)于生物個(gè)體而言，發(fā)生自然突變的頻率是很低的。但是，一個(gè)物種往往是由許多個(gè)體組成的，就整個(gè)物種來(lái)看，在漫長(zhǎng)的進(jìn)化歷程中產(chǎn)生的突變還是很多的，其中有不少突變是有利突變，對(duì)生物的進(jìn)化有重要意義。因此，基因突變能夠?yàn)樯镞M(jìn)化提供原材料。