基因突变特级教师教学实录

《基因突变》教学设计

【教材分析】

《基因突变和基因重组》是高中生物必修2第4 章第4节的内容，从基因变化的角度来认识生物发生变异的原因，是基因表达的延续和拓展，也是学习进化的基础。本节从实例入手，通过对镰刀型细胞贫血症的分析，引入基因突变的概念，然后具体分析基因突变的原因和特点。让学生理解基因突变的根本原因是DNA分子的碱基对发生了变化，这种变化可能会导致生物体的性状发生改变，并且能够进一步理解“基因对性状的控制是通过控制蛋白质合成来实现的”这一基本的生物学原理。

【教学目标】

1．

概述基因突变的概念。

2．

以镰刀型细胞贫血症为例，运用所学知识由宏观(性状)到微观（基因的分子水平）推理，分析镰刀型细胞贫血症的直接病因和根本病因。感悟内因是变化的依据，外因是变化的条件、外因通过内因起作用的辨证唯物主义观点。

3．

根据给出的问题为指引，分析碱基对替换、增添和缺失对基因结构和生物性状的影响。

4．

阅读书本，根据所给资料，归纳出基因突变的特点。

5.

概述基因突变的意义。

【教学重点】

1. 基因突变的概念及特点；2. 基因突变的原因。

【教学难点】

基因突变的意义

【教学方法】

1．利用多媒体课件，创设形象生动的教学氛围。

2．通过问题引导学生探究和自主合作学习。

【教学过程】

<导入新课>

用幻灯片展示几组发生基因突变的有趣的图片，引出课题：基因突变。

下面我们以镰刀型细胞贫血症为例，分析什么是基因突变，为什么会发生基因突变，基因突变有何影响。

<新课研学>

1.基因突变的概念

课件显示：

A.正常型与镰刀型细胞贫血症的红细胞性状比较图。

B.资料：镰刀型贫血症是一种异常血红蛋白病。一旦缺氧，患者红细胞变成长镰刀型，血液的粘性增加，引起红细胞的堆积，导致各器官血流的阻塞。而出现脾脏肿大，四肢的骨骼、关节疼痛，血尿和肾功能衰竭等症状，病重时，红细胞受机械损伤而破裂产生溶血现象，引起严重贫血而造成死亡。

【问题1】镰刀型贫血症病人的红细胞和正常人的为什么不一样？

【问题2】镰刀型贫血症病人血红蛋白中的谷氨酸为什么被缬氨酸取代？

【问题3】镰刀型贫血症发生的根本原因是什么？直接原因是什么？

【归纳】镰刀型细胞贫血症发病的直接原因是合成血红蛋白的谷氨酸变成了缬氨酸，根本原因是控制血红蛋白会成的基因中一个碱基对发生了改变，由变成

。

【问题4】碱基对还可能发生哪些变化引起基因结构改变呢？

【归纳】基因突变的概念：由于DNA分子中发生的碱基对的替换、增添或缺失，而引起的基因结构的改变，叫基因突变。

【问题5】基因突变一定会导致遗传信息改变吗？

【问题6】基因突变能否改变染色体上基因的数量及所处的位置？显微镜下能否观察得到？

【强调】基因结构不管按以上的哪一种情况变化，归根结底都是碱基的排列顺序发生了改变，从而改变了遗传信息（产生了新的基因），改变了编码出来的氨基酸序列，最终改变了生物的性状。

<合作探究>基因突变对性状的影响

①基因突变一定会使相应的氨基酸序列改变吗？

②基因突变一定会使生物的性状改变吗？

学生活动：

①完成导学案对应表格

②小组讨论得出结论

③展示结论

【归纳】碱基对的增添或缺失影响更大，基因突变绝大多数情况下会使生物的性状发生改变。

那么，基因突变是如何产生的呢？

2.基因突变的原因

知识回顾：必修一中曾涉及到基因突变，原癌基因和抑癌基因突变会引发——癌症

引发癌症的因素有哪些？

学生快速回答并归纳易诱发生物发生基因突变的因素有：

①物理因素：包括X射线、紫外线、激光等。

②化学因素：有亚硝酸、硫酸二乙酯等。

③生物因素：如病毒等。

【问题1】自然条件下会不会发生基因突变呢？

【问题2】是否接触了这些诱变因素就肯定会患癌症，会发生基因突变呢？

【归纳】诱变因素会提高基因突变发生频率。

那么，什么时候容易发生基因突变呢？

3.基因突变发生的时间

学生回答：DNA复制时（间期）

基因突变有哪些特点呢？

4.基因突变的特点

教师充分整合课内、课外资源做成小资料，借助课件逐步展示，利用设置问题串引导学生思考，探究并总结出基因突变的各种特点。

①课件展示不同生物的突变图片

②展示植物整个发育过程

【问题1】请大家思考，基因突变可能发生在植物个体发育的哪

些时期？

【问题2】以上说明突变什么特点呢？

③展示经诱变处理的黑色家鼠产生的子代也有几种性状

④小资料

基因

大肠杆菌组氨酸缺陷型基因

果蝇的白眼基因

果蝇的褐眼基因

玉米的皱缩基因

小鼠的白化基因

突变率

2×10－６－5－5

4×10

3×10

1×10－６－5－5

1×10

人类色盲基因

3×10

⑤给出白化苗和白化病图片，使学生理解任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们与环境取得了高度的协调。

【问题1】同学们有没有看见过玉米白化苗？推测下，白化玉米苗能正常生长吗？为什么？

【问题2】和玉米白化一样，人类也有白化病症，像这些性状对生物有益还是有害呢？体现了基因突变的什么特点？

【归纳】突变特点:①普遍性②随机性③不定向性④低频性⑤多害少利性。

<过渡>既然基因突变是多害少利的，那么我们一定担心突变后对后代是否有影响呢？

<合作探究>基因突变对后代的影响

①基因突变都会遗传给后代吗？

②生活中应该怎样做才能尽量避免基因突变带给我们危害呢？

学生讨论后得出结论

【归纳】配子中发生基因突变，可以通过受精作用传递给后代。体细胞中发生基因突变，一般不传递给后代，但植物的体细胞发生基因突变，可通过无性繁殖传递。

<过渡>有害的基因突变当然不希望它遗传给后代，如果有利的基因突变可以遗传的话，将会带给人类更大利益。

课件展示图片：突变而来的南瓜、黄瓜、花

【问题】这些容易实现吗？

【强调】基因突变的不定向性

5.基因突变的意义

【问题1】基因突变的结果是什么？突变的基因可以遗传吗？

【问题2】自然环境会选择哪些个体生存下来？

学生相互讨论，大胆发表自己对这些问题的看法，教师及时点拨、肯定并总结。

【归纳】基因突变的意义：基因突变是新基因产生的途径，是生物可遗传变异的根本来源，是生物进化的原材料。

<课堂小结>略

<典题检测>

例.下列关于基因突变的叙述，正确的是

（

）

A．若体细胞发生突变，一定不能传递给后代

B．基因突变可发生在个体发育的不同时期

C．若没有外界诱发因素的作用，生物不会发生基因突变

D．基因突变是指mRNA上的碱基对的替换、增添和缺失

<反馈提升>见导学案

【板书设计】

基因突变

1.概念

DNA分子中发生碱基对的替换.增添.缺失，而引起的基因结构的改变，叫做基因突变

2.发生时期：细胞分裂间期

3.原因

4.特点：普遍性、随机性、不定向性、低频性、多害少利性

5.意义