基因突变教学设计(教案)

基因突变

一、课例简介

基因突变这个知识点是人教版高中生物教材必修2模块第五章第一节的重点和难点。本节课主要采用实例分析与问题探讨相结合的方法展开教学，侧重于理性思维与交流合作等核心素养培养。主要引导学生通过积极联想、独立思考、自主阅读、交流合作、学案导学等形式引导学生逐一分析基因突变对氨基酸序列变化的影响、基因突变对性状的影响、基因突变的原因、特点、利弊、意义、运用等。

二、教学目标] 知识方面：

1．举例说明基因突变的特征和原因

2．说出基因突变的意义

能力方面：

1．通过运用中心法则、遗传基本规律来理解基因突变的原因、特征，训练发展思维的逻辑性、深刻性，同时也进行了知识迁移能力的训练

2．理论联系实际的能力训练，进行资料分析，归纳总结基因突变的特征

情感态度和价值观方面：

1．通过基因突变原因的学习，树立事物发展的内因是根本，外因是条件的辨证唯物的思想

2．用辨证唯物主义的观点认识生物体和生物界

三、教学重点

1

1．基因突变的概念和特征

2．基因突变的原因

四、教学难点

基因突变的意义

五、学情分析

生物的变异现象对于学生而言并不陌生。通过前面生物课的学习，学生已经初步认识到生物的变异与遗传物质有关，也和环境有关。基因突变和基因重组是遗传学中重要的概念，是学生学习生物的遗传、变异和进化的基础，其中的基因突变是生物变异这部分教学内容中的一个重点知识。由于该部分的知识比较抽象，需要学生具备相当强的抽象、空间思维能力和丰富的想象力。虽然学生在本模块前面的教学内容中遇到类似的情况，通过学习提高了能力，但要达到从分子水平上理解和掌握，仍需要教师通过采取适当的教学策略，引导学生在不断地探究、思考、分析和讨论的过程中实现教学目标。

六、教学过程

活动1【导入】变异概念

俗话说: 龙生龙,凤生凤,老鼠的儿子会打洞,这说明生物具有遗传的现象。

一母生九仔,连母十个样,这说明生物具有变异的现象。

前面我们对遗传问题进行了学习、知道了主要的遗传物质是DNA,控制生物性状遗传的遗传物

质的结构和功能的基本单位是基因,以及遗传的三个基本定律和伴性遗传。

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在丰富多彩的生物界中,蕴含着形形色色的变异现象(幻灯展示)。今天,我们就来

学习这方面的知识。

活动2【讲授】基因突变

请同学说出出表现型,基因型和环境之间的关系。

【介绍】生物的变异可分为两大类:不可遗传的变异和可遗传的变异。可遗传变异有三种来源:基因突变、基因重组和染色体变异。

【问】通过整容手术,整出来的美貌能遗传吗?为什么? 【强调】可遗传的变异不是由于环境因素的影响而引起的性状改变,而是由于生殖细胞内的遗传物质的改变引起的,因而能够遗传给后代。

【归纳】变异类型

1.不可遗传变异

2.可遗传变异:基因突变,基因重组和染色体变异

【知识回顾】什么叫基因?基因的分子结构如何? 基因与染色体、DNA关系如何? •

基因是具有遗传效应的DNA片段,基因中的脱氧核苷酸排列顺序(碱基顺序)就代表遗传信息。不同的基因,脱氧核苷酸的排列顺序(碱基顺序)不同

• DNA是染色体的组成成分,染色体是基因的载体。

一、

基因突变

1.实例---镰刀型细胞贫血症

【问】镰刀型细胞贫血症是怎样引起的一种遗传病? 3

学生阅书第80—81页后回答。是由基因突变引起的一种遗传病,是由于基因的分子结构发生了改变产生的。

课件显示:正常型红细胞与镰刀型细胞贫血症的红细胞的性状比较图。

镰刀型贫血症患者红细胞变成长镰刀型,这样的红细胞容易破裂产生溶血现象,引起

严重贫血而造成死亡。

课件显

示:镰刀型细胞贫血症病因图解。

问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2:镰刀型贫血症病人的血红蛋白中的谷氨酸为什么被缬氨酸取代? 【强调】镰刀型细胞

贫血症发病的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 A-T 变成T-A 。

2.基因突变的概念和类型(课件显示三种类型) 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,引起生物性状的变异。

由于DNA分子中发生的碱基对的增添、缺失或改变,而引起的基因结构的改变,叫基因突变。

【思考】（1）基因突变一定会引起基因结构的改变吗？

（2）DNA中分子中碱基对的替换、增添和缺失一定是基因突变吗？

（3）由于碱基对的改变,是否一定会引起蛋白质的改变? （4）基因突变发生在什么时期?都会遗传给后代吗? 4

那么,基因突变是如何产生的呢? 3.基因突变的原因和特点

基因突变的外因:物理因素;化学因素;病毒因素。

内因:基因结构改变

问:基因突变作为生物变异的重要来源,它有哪些特点呢? 问题1：我们知道DNA的结构是比较稳定的，在什么时候容易出现差错呢？

问题2：DNA复制一般是高度准确的（碱基互补配对），由复制差错引起的基因突变频率高吗？

问题3：是否只有有性生殖的生物才会发生基因突变？进行无性生殖的生物能否发生基因突变？病毒能否发生基因突变？基因突变是否具有普遍性？

问题4：基因突变的低频性和普遍性矛盾吗？

问题5：基因突变可以发生在个体发育的任何时期；可以发生在细胞内的不同DNA分子上；同一DNA分子的不同部位。这说明了基因突变的什么特点？ 例3：(2018•衡水模拟)如图为某植物细胞一个DNA分子中a、b、c三个基因的分布状况，图中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的序列。有关叙述正确的是 (

)

A．基因a、b、c均可能发生基因突变，体现了基因突变具有普5

遍性

B．Ⅰ、Ⅱ也可能发生碱基对的增添、缺失和替换，但不属于基因突变

C．一个细胞周期中，间期基因突变频率较高，主要是由于间期时间相对较长

D．在减数分裂的四分体时期，b、c之间可发生交叉互换

问题6：基因突变通常可以产生一个以上的等位基因，基因突变是定向的还是不定向的？环境能否决定基因突变的方向？

问题7：经过漫长的进化，生物的性状只有与环境相适应才被保留，如果基因突变导致生物性状发生改变，往往对生物是有利还是有害？

例4：(2018·揭阳一模)具有一个镰刀型细胞贫血症突变基因的个体(即杂合子)并不表现镰刀型细胞贫血症的症状，因为该个体能同时合成正常和异常血红蛋白，并对疟疾具有较强的抵抗力。镰刀型细胞贫血症主要流行于非洲疟疾猖獗的地区。对此现象的解释，正确的是 A．基因突变是有利的 B．基因突变是有害的 C．基因突变的有害性是相对的

D．镰刀型细胞贫血症突变基因编码的异常蛋白质是无活性的 例5（2007广东）

太空育种是指利用太空综合因素如强辐射、微重力等，诱导由宇宙飞船携带的种子发生变异，然后进行培育的一6

种育种方法。下列说法正确的是（ ）

A.太空育种产生的突变总是有益的 B.太空育种产生的性状是定向的

C.太空育种培育的植物是地球上原本不存在的 D.太空育种与其他诱变方法在本质上是一样的

问题8：既然基因突变发生的频率很低，且多数有害，它能否为生物进化提供原材料？

是否决定生物进化的方向？

【强调】自然条件下发生的基因突变叫做自然突变,人为条件下诱发产生的基因突变叫做诱发突变。基因突变可以发生在体细胞中,也可以发生在生殖细胞中。在高等生物里,大约10万到1亿个生殖细胞中才会有一个发生基因突变。可见突变其实也是不容易发生的。

【归纳】①普遍性②随机性③低频性④有害性⑤

不定向性

例6：(2013·海南高考)某二倍体植物染色体上的基因B2

是由其等位基因B1

突变而来的，如不考虑染色体变异，下列叙述错误的是 (

) A．该突变可能是碱基对替换或碱基对插入造成的 B．基因B1

和B2

编码的蛋白质可以相同，也可以不同 C．基因B1

和B2

指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码 D．基因B1

和B2

可同时存在于同一个体细胞中或同一个配子中 4.基因突变有何意义? 基因突变是生物变异的根本来源,为生物进化提供了最初的原材料,是生物进化的内因,没有变异就没有进化,因而在生物进化中具有7

重要意义。

例7：(2016·全国卷Ⅲ)基因突变既可由显性基因突变为隐性基因(隐性突变)，也可由隐性基因突变为显性基因(显性突变)。若某种自花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变，且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体，则最早在子____代中能观察到该显性突变的性状；最早在子___代中能观察到该隐性突变的性状；最早在子____代中能分离得到显性突变纯合体；最早在子_____代中能分离得到隐性突变纯合体。

七、教学收获与反思

1.补充资料学生从实例分析入手，按照认知的规律从现象到概念，从宏观到微观来归纳总结概念，有效突破了对变异类型及基因突变概念的理解。从中锻炼了学生分析、总结与归纳能力。

2．设置一系列层进式问题探讨，引导学生通过积极联想、独立思考、自主阅读、交流合作、学案导学等形式引导学生逐一分析基因突变对氨基酸序列变化的影响、基因突变对性状的影响、基因突变的原因、特点、利弊、意义、运用等。全面调动了学生的积极性，加深对基因突变的内涵和外延的理解，有效突破重难点。

3．同时，师生在资料分析及问题探讨中产生了不少动态生成，也增添了生物课堂的生命力。

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