基因突变和基因重组

一、教材分析

1.地位

人教版普通高中标准实验教科书生物必修2《遗传与进化》的第五章《基因突变及其他变异》的第一节内容。

2.作用

通过前面各章的学习，学生对“基因是什么”、“基因在哪里”和“基因如何起作用”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延续，又是学习第六章《从杂交育种到基因工程》和第七章《现代生物进化理论》的重要基础。

3.内容

本节介绍了可遗传变异的两种类型：基因突变和基因重组，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。

二、教学目标

1）知识目标

举例说明基因突变的特点和原因。

举例说出基因重组。

说出基因突变和基因重组的意义。

（2）能力目标

培养学生分析归纳总结的逻辑推理能力。

提高学生合作-探究的能力。

培养学生理论联系实际的能力。

（3）情感目标

1.通过实例引入，培养学生对生物世界探究的好奇心和兴趣。

2.通过资料分析、画图、计算等活动，培养新课程理念所要求的学生自主、合作、探究等精神。

三、教学重点和难点

1. 教学重点

基因突变的概念及特点。

基因突变的原因。

2. 教学难点

基因突变和基因重组的意义。

四、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，进一步引导学生学习遗传物质究竟是如何引起生物变异。

　　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。

　　学生已学过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，在此基础上可以引导学生对基因重组概念、类型及意义的理解。

五、教法、学法

教法：讲授法、问题启发、类比推理

学法：探究讨论法、分析归纳法、总结反思

六、教学过程

（一）引入新课

展示3组图片，让学生思考以下问题：

哪些变异可以遗传给后代？哪些变异不可以遗传给后代？

之后，教师分析：

1.可遗传变异：遗传物质改变而引起的变异。

2.不遗传变异：环境变化引起的变异。

   引起可遗传变异的原因：  基因突变、基因重组、染色体变异

（二）基因突变

1、基因突变实例——镰刀型细胞贫血症

结合课本P80-81页实例分析 镰刀型细胞贫血症 的致病原因

问题：DNA分子中的碱基对有哪几种变化，从而导致基因结构的改变？

 通过镰刀型细胞贫血症的致病原因分析，通过联想、类比，引导学生总结出基因突变概念

基因突变：DNA分子中发生碱基对的增添、缺失和替换，而引起的基因结构的改变。  (一般，基因突变后变成其新的等位基因，不会改变基因的数量和位置)。   

为了加深学生对基因突变的理解，引导学生思考以下问题：

问：基因突变的3种类型对生物性状的影响如何？

问：基因突变一定会导致蛋白质结构改变而导致生物性状改变吗？

通过PPT展示展示几种基因突变导致的结果，并结合课本“问题探讨”类比推理得出结论：

总的来说，碱基对的替换相对于另两种突变情况，对生物性状的影响是最小的。

基因突变通常会引起生物性状的改变，但并不是一定都引起生物性状的改变。

引导学生继续思考：基因突变通常会引起生物性状的改变，为什么并不是一定都引起生物性状的改变？

因为：①一种氨基酸可能有几种密码子（密码子简并性）

②显性纯合子可能突变成杂合子（AA→Aa）

引导学生思考：

基因突变的时间：一般在DNA复制时

①有丝分裂的间期：发生在体细胞中,一般不能遗传.（但是有些植物细胞的体细胞发生基因突变，可以通过无性繁殖传给子代）

②减数第一次分裂前的间期：发生在配子中,可传给后代。

（三）基因突变的原因

（类比“细胞癌变的原因”讲解）

（1）自发突变（内因） DNA复制时偶尔发生错误

（2）诱变突变（外因）

物理因素：如X射线、 γ射线、紫外线以及其他辐射等（损伤细胞内的DNA）

化学因素：如亚硝酸、碱基类似物等（改变生物体内的碱基）

生物因素：如病毒和某些细菌等（影响宿主细胞的DNA）

引导学生联系生活实际思考基因突变在人们生活中的具体应用有哪些？（开放性问题）

应用：

人工诱变育种：运用物理因素或化学因素提高突变率,诱发基因突变,获得优良品种。

（四）基因突变的特点（通过分析资料总结）

普遍性。

随机性。

不定向性。

突变频率低。

（五）基因突变的意义

（以提问和讨论的形式引导学生思考）

是新基因产生的途径；

是生物变异的根本来源；

是生物进化的原始材料。

（六）基因重组

讨论“一母生九子，九子各不同”的原因

概念：指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合。

回顾减数分裂过程，总结出基因重组的两种类型

自然条件下的基因重组类型

①自由组合类型:非同源染色体上的非等位基因的自由组合

②交叉互换类型:同源染色体上的非姐妹染色体之间发生交叉互换.

（七）基因重组的意义

通过展示生活中基因重组事例的具体图片，让学生探讨基因重组的意义

意义：生物变异的来源之一，对生物进化有重要意义。

（八）课堂小结

基因突变和基因重组的比较（通过PPT以提问的方式和学生一起总结）

七、教学反思：

    本节课内容设置在基因表达之后，便于学生理解，同时这节课贴近生活实际，能够很好的解释生活中的一些现象，所以我采用问题提问为主线，通过生活中的现象引起学生探讨的兴趣。同时结合生活中的具体实例加深学生对本节课的理解。