基因突变教学设计模板

基因突变

一、教学目标

1、概述基因突变的概念及其意义

2、举例说明并关注基因突变的原因

3、举例说明基因突变的特点

二、教材分析

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，又是后续知识学习的重要基础。

本节从实例入手，通过对镰刀型细胞贫血症的分析，引出基因突变的概念，然后详细阐述基因突变的原因和特点。引导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，然后与基因控制蛋白质的合成过程联系起来，DNA结构的变化可能会导致生物体的性状发生改变，进一步理解“基因对性状的控制可以通过控制蛋白质合成来实现”这一基本原理。最后应引导学生关注人工诱变育种在生产实践中的具体应用及其价值、基因突变在生物进化中的价值与作用等问题，将理论知识与生活实际问题密切的联系起来。

三、学情分析

生物的变异现象对于学生而言并不陌生，通过初中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和环境有关。本节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的变异的。学生对与生活联系密切的实际问题有着浓厚兴趣，本节课可以通过对生活实际中问题分析，进一步激发学生学习生物的兴趣。

[四、重点难点

【学习重点】

1、突变的概念及特点

2、突变的原因

3、基因突变的意义

【学习难点】

基因突变的意义

基因突变和生物性状的关系

五、教学过程

通过前面的学习同学们知道了性状是由遗传物质决定的。性状的表现除了与遗传物质有关外，还与环境有关。而且性状由亲代传递给子代时，或多或少都会存在差异，这就是生物的变异。

请同学们想一想我们生活中有没有遗传变异的实例？

一只母兔与它所生的两只小兔的图片比较。

通过实例归纳出生物变异的定义：变异是指生物体亲代与子代之间和子代个体之间性状的的差异性。

1.生物变异的类型

仔细阅读下面两则资料，讨论问题并说明原因。

在北京培育的优质甘蓝品种，叶球最大的有3.5KG，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照强，叶球可重达7KG左右。但再引回北京后，叶球又只有3.5KG。

太空椒(普通青椒种子遨游过太空后培育而成)与普通青椒对比，果实明显增大，种植下去，仍然是肥大果实。

这些现象说明什么问题? 人为了美观，将头发染成栗色，请问这种性状能遗传下去吗？

按照遗传物质是否发生改变，可以将变异分为可遗传变异和不可遗传变异。不可遗传变异是指仅仅由环境因素的影响而造成的、遗传物质的组成并没有发生改变的变异，这种变异通常不能向下一代遗传；可遗传变异是指遗传物质的组成

发生改变而导致的变异，这种变异是可以向下一代遗传的。

2. 基因突变的概念

1910年赫里克医生接诊了一位黑人贫血病患者。所有治疗贫血病的药物对他无效。镜检时发现其红细胞不是正常的圆饼状，而是镰刀形，后称之镰刀型细胞贫血症。

1949年，美国鲍林博士首先意识到，红细胞中血红蛋白分子的异常引起红细胞变形。

1956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀型细胞贫血症患者血红蛋白的肽链上，有一处的谷氨酸被缬氨酸取代。

阅读了科学事实后填写课本图中内容，说出镰刀型细胞贫血症出现的原因

氨基酸的改变的直接原因是什么？根本原因是什么？

血红蛋白的肽链变化和基因变化之间有什么关系？

直接原因：mRNA上的碱基发生了改变 根本原因：DNA上的碱基发生了改变

碱基对被替换引起的一种遗传病，从而基因的分子结构发生了改变产生的。

镰刀型细胞贫血症是一种由基因突变引起的疾病。通过镰刀型细胞贫血症这个实例引出基因突变的概念：

由DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失等引起的基因结构的改变。

小组合作探究:基因突变对生物性状的影响

下面是某种蛋白质的部分氨基酸序列及其密码子序列

DNA碱基1ACCTCCAAATACCGTTAA2TGGAGGTTTATGGCAATT 密码子:ACCUCCAAAUACCGUUAA 氨基酸:苏氨酸丝氨酸赖氨酸酪氨酸精氨酸终止

①如果DNA碱基缺失了一个T-A碱基对，导致mRNA上编码丝氨酸的第一个碱基U缺失，翻译成的氨基酸序列如何变化的?写写看吧!

②如果DNA碱基缺失了TC—AG2个碱基对，导致mRNA上编码丝氨酸的两个碱基缺失，翻译成的氨基酸序列如何变化的? ③如果DNA碱基缺失了TCC--AGG3个碱基对，导致mRNA上编码丝氨酸的三个碱基缺失，翻译成的氨基酸序列如何变化的? ④想一想，如果在DNA的基因序列中增添1对，或2对碱基、3对碱基，哪种情况对对蛋白质的影响最小? 讨论:DNA分子中的碱基对的增添、缺失或改变，一般哪种情况对氨基酸序列影响最小? （碱基对的替换对氨基酸序列影响是最小的）

基因突变的本质是：基因结构的改变，产生了新基因，出现新性状。

小组讨论

①若DNA碱基对发生替换，是否一定引起蛋白质结构的改变？

（DNA碱基对替换，由于氨基酸的简并性不一定引起蛋白质结构的改变。）

②若基因突变，是否一定引起生物性状的改变？

基因突变通常会引起生物性状的改变，但并不是一定引起生物性状的改变，因为：a.一种氨基酸可能有几种密码子（密码子简并性） b.显性纯合子可能突变成杂合子（AA→Aa）

3基因突变发生时间？

○

主要是细胞分裂间期DNA复制时

4基因突变可以发生在生殖细胞，也可以发生在体细胞,那么基因突变都会○遗传给后代吗？

前者可以；后者一般不能。

3. 基因突变的原因

阅读下面的小资料 ①二战时，美国在日本广岛、长崎投下两颗原子弹，导致白血病(血癌)患者

增加。 ②苏丹红进入人体可产生致癌作用。 ③乙肝病毒使肝细胞进一步变异，肝细胞不凋亡，而且不断再生，就形成了肝癌。 归纳得出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。

学生思考：自然条件下会不会发生基因突变呢？

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。

4. 基因突变的特点

学生自学并总结

①普遍性：在生物界普遍存在，原核和真核生物、病毒均能发生。

②随机性：基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期，发生在细胞内的不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位上。

③不定向性

④低频性

⑤多害性

5. 基因突变意义

基因突变是广泛存在的，但不是所有的基因突变都是不利的，有什么意义呢？

我们来思考问题 1、基因突变能产生新基因么？ 2、新基因的产生对生物的生存有意义么？ 3、环境会选择那些个体生存？

生物变异的根本来源，为生物进化提供了最初的原始材料,能使生物的性状出现差别，以适应不同的外界环境，是生物进化的重要因素之一。

六、课堂练习

七、板书设计

一、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。

时

间：细胞分裂间期

结

果：基因结构的改变，产生了新基因，可能出现新性状

2、原因

（1）诱发突变

①物理因素：X射线、激光等。

②化学因素：亚硝酸，碱基类似物等。

③生物因素：某些病毒、细菌、一些代谢产物等。

（2）自发突变

3、特点：普遍性、随机性、不定向性、低频性、少利多害性

4、意义：基因突变是新基因产生的途径，是变异的根本来源，是生物进化的原始材料

八、作业布置

课时作业十九