基因突变教学设计及课堂实录

第五章

基因突变及其他变异

第一节

基因突变（第一课时）

教学目标

1.概述基因突变概念的含义

2.举例说明基因突变的特点和原因

3.说出基因突变的意义

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

1.基因突变的意义

教学过程

一、

基因突变的概念

1.导入新课

通过播放一段视频让学生感受基因突变的现象日常生活随处可见。

问：到底什么是基因突变呢？我们来看一个经典实例。

2.基因突变的实例（镰刀型细胞贫血症）

资料: 1910年，赫里克医生的诊所来了一位黑人病人，病人脸色苍白，四肢无力，是严重的贫血病患者。对病人做血液检查时发现，红细胞在显微镜下不是正常的圆饼形，而是又长又弯的镰刀形，称镰刀型细胞贫血症。这样的红细胞容易破裂,使人患溶血性贫血,严重时会导致死亡.

1949年，美国著名化学家鲍林发现镰刀型细胞贫血症是由于患者体内的血红蛋白分子异常导致。

1956年，英国科学家英格拉姆发现血红蛋白的肽链上，发生了氨基酸的替换。

问题1：请同学们找出异常之处？

问题2：谷氨酸被缬氨酸取代的原因是什么？肽链中的氨基酸顺序是由什么直接决定的呢？请同学们继续寻找病因

阅读81页图解，小组讨论分析镰刀形细胞贫血症的病因。

2.基因突变的概念

合作探究（一）—编码蛋白质的基因中碱基对还可发生什么变化？

已知编码蛋白质的DNA碱基序列如下；

……

TAC

TAG

AGC

TGC

……

……

ATG

ATC

TCG

ACG

……

碱基序列中碱基对可如何变化？请用模型展示出来。

结论：

基因突变的概念：DNA分子中发生碱基对

、

和

，

而引起

的

的改变。

合作探究（二）—基因中碱基对的替换、缺失或增添对控制合成的蛋白质影响如何？

已知正常编码蛋白质的DNA碱基序列如下；

正常DNA分子

……

TAC

TAG

AGC

TGC

……

（基因）

……

ATG

ATC

TCG

ACG

……

mRNA

……

AUG

AUC

UCG

ACG

……

氨基酸顺序……甲硫氨酸

异亮氨酸

丝氨酸

苏氨酸

……

当碱基序列中

1.第4个碱基对T-A发生了缺失；

2.第3、4个碱基对之间插入一个碱基对G-C；

3.第6个碱基对G-C被碱基对A-T所替换；

翻译成的氨基酸序列将如何变化?

结论：

二、基因突变的原因（自主学习）

观看视频，寻找基因突变的原因。

诱发突变的因素：

物理因素：紫外线、X射线及其他辐射能等

化学因素：亚硝酸和碱基类似物等

生物因素：某些病毒的遗传物质

自发突变：在没有外来因素影响时，DNA分子复制偶尔发生错误，导致基因结构的改变。 三、基因突变的特点--资料分析

资料1：常见突变性状：

细菌

无抗药性——抗药性

棉花

正常枝——短果枝

果蝇

红眼——白眼

长翅——残翅

家鸽

羽毛白色——灰红色

人

正常色觉——色盲

正常肤色——白化病

请同学们注意观察发生基因突变的生物种类？

结论：基因突变在生物界

。

资料2：

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

人类色盲基因

突变率

2×10－６

4×105

－3×105

－1×10－６

1×105

－3×105

－结论：基因突变在生物界是普遍存在的，在单个细胞、单个基因中基因突变的频率是

。

资料3：

基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期，可以发生在不同细胞内的不同的DNA分子上，可以发生在同一DNA分子的不同部位。

结论：基因突变是

发生的。

资料4：

果蝇红眼基因的突变图

W1 （白眼）W2 （血红眼）W3 （象牙眼）W4 （樱红眼）果蝇复眼的颜色W（红眼）W5 （杏红眼）W6 （伊红眼）W7 （浅黄色眼）W8 （微色眼）W9 （蜜色眼））w10（珍珠眼）w11（珊瑚色眼）

结论：基因突变是

。

资料5

镰刀型细胞贫血症患者(aa)不到成年就会死亡。可是在非洲疟疾流行的地区，发现镰刀型细胞杂合基因型(Aa)个体对疟疾的感染率，比正常人(AA)低得多。

结论：

四、基因突变的意义

基因突变是

产生的途径，

生物变异的

，生物进化的原始材料。

五、课堂小结

独立完成下面的概念图

六、练习

1.基因突变的本质是（ ）

A．染色体上的DNA变成了蛋白质

B．染色体上的DNA变成了RNA C．染色体上的DNA减少了或增多了

D．染色体上的DNA结构发生了局部改变

2.下列有关基因突变的说法，不正确的是( ) A. 自然条件下，一种生物的突变率是很低的

B. 生物所发生的基因突变一般都是有利的

C. 基因突变在自然界的中广泛存在

D. 基因突变可产生新的基因，是生物变异的主要来源

3.一头鹿出生时是正常的，但紫外线使它的视网膜发生了突变。下列说法中，最有可能错误

的是（ ） A.突变可能会遗传给这头鹿的后代 B.突变可能会导致视网膜癌变 C.突变可能会影响视网膜细胞的功能 D.突变可能会影响视网膜细胞的结构