1、第四节 基因突变和基因重组一、教学目标1.知识目标：（1）举例说明基因突变的特点和原因。（2）举例说出基因重组。（3）说出基因突变和基因重组的意义。（4）举例说明基因与性状的关系。（5）简述基因工程的基本原理及其应用。 2.能力目标：（1）通过对课本中实例的分析，培养学生分析归纳总结的逻辑推理能力。（2）通过学生之间相互启发、相互补充、激发灵感，提高学生合作探究的能力。（3）教师精心设计智能训练和反馈.培养学生理论联系实际的能力。3.情感、态度和价值观目标：（1）通过引导学生对镰刀型细胞贫血症病因的分析，让学生体验基因突变概念的形成过程。（2）通过对基因突变原因及特点的逻辑论证过程，不但可以使
2、学生懂得生物界丰富多彩的本质，还可以对学生进行辩证唯物主义的思想教育。（3）通过基因突变与生活的联系，使学生能形成关爱生命，热爱生命的态度。二、教学重点难点重点：（1）基因突变的概念、时间、发生原因、特点及意义。（2）基因重组的概念、发生时期及意义。（3）说明重组 DNA 技术的一般过程。难点：（1）基因突变的原因及特点。（2）基因突变和基因重组的意义。（3）说明重组 DNA 技术的一般过程。三.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。3.采用资料分析的方法，让学生亲身感受科学发展的过程。 四.课前准备1.学生的学习准备：（1）重新温习减数
3、分裂的过程，为学习基因重组垫定基础。（2）阅读教材自主学习，总结基因突变的特点。（3）填表比较总结基因突变和基因重组的区别。2.教师的教学准备：（1）教师课前搜索典型一些图片，课堂展示引导学生归纳总结变异类型。（2）事先将镰刀型细胞贫血症有关资料制成幻灯片，课堂组织学生讨论其致病原因，归纳基因突变概念。将由碱基增添、缺失或改变引起的几种突变制成幻灯片，课堂展示加深对基因突变的概念的理解。（3）在网上收集癌症的相关资料，课堂展示，激发学生思维积极性，分析归纳引起突变的原因。（4）将四分体时期和减数第一次分裂后期的图像制成幻灯片，课堂动画演示，提高学生有图表获取信息能力。（5）收集基因工程的科研成
4、果，激发学习对知识的探究热情。五、课时安排：1 课时。六、教学过程（一）预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。（二）情景导入、展示目标。教师：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。 可见遗传的问题很复杂。学生讨论：1、通过美容手术，纹成弯弯的柳叶眉，这种柳叶眉能遗传吗？为什么？ 2、 “一猪生九仔，连母十个样” ，这种个体的差异，主要是什么原因产生的？ 教师：性状受遗传影响，但也会发生变异，引起变异的原因可能有内因也有环境影响。生物的变异
5、可分为两大类：不可遗传的变异和可遗传的变异，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。那么，变异呢？也同样如此。在丰富多彩的生物界中，蕴含着形形色色的变异现象。今天，我们就来学习这方面的知识。（三）合作探究、精讲点拨。探究一 基因突变阅读课本 P76-P78 边做边学相关内容，并结合图 416、图 417 和图418，思考并小组讨论下列问题：问 1大肠杆菌、烟草花叶病毒可遗传变异的来源是什么？【讲述】由于大肠杆菌、烟草花叶病毒都不含有染色体，因此其可遗传变异就只有一个来源就是基因突变。问 2基因突变后对生物性状有什么影响？
6、【讲述】基因突变一定会导致基因结构的改变，但却不一定引起生物性状的改变。基因突变是 DNA 分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变，基因的数目和位置并未改变。基因突变一般发生于 DNA 分子复制过程中。问 3分析教材中的积极思维，回答正常血红蛋白究竟出了什么问题？【讲述】正常血红蛋白第 6 位上的谷氨酸被缬氨酸取代。问 4基因碱基对还有哪几种变化，从而导致蛋白质的改变？【讲述】碱基对的增添、缺失或替换，改变了基因的结构。问 5基因突变都会引起性状的改变吗？对生物生存有何影响？【讲述】不一定。基因突变与性状的关系：（1）由于密码子的兼并性，基因发生突变不一定会引起形状的改变。（2）如果生物性状
7、没有改变对生物生存没有影响，如果引起生物产生有害的变异，则不利于生物适应环境，如果产生有利变异则有利生物不断适应变化的环境。问 6基因突变作为生物变异的重要来源，它有哪些特点呢？【讲述】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。特点：普遍性；随机性；稀有性；有害性；不定向性。问 7能否用显微镜检测出 21 三体综合征和镰刀型细胞贫血症？请说明原因。【讲述】能。染色体数目或结构的变化在显微镜下是可以观察到
8、的，而基因突变无法在显微镜下观察，但是由于基因突变导致红细胞形态改变，因而可以通过观察红细胞形态是否发生变化，进而判断是否发生了镰刀型细胞贫血症。探究二 基因重组阅读课本 P79P80 的相关内容，并结合图图 4 19 和图 420，思考并小组讨论下列问题：问 8进行有丝分裂的细胞和进行无性生殖的生物是否存在基因重组？【讲述】不存在。原因是基因重组发生在减数分裂中。【讲述】遗传学上，将遗传信息的流动方向称为信息流。问 9产生可遗传变异的重要来源是什么？【讲述】基因重组是真核生物有性生殖过程中产生可遗传变异的最重要来源，是形成生物多样性的重要原因。问 10基因重组中有无新的基因产生？有无新的基因
9、型和表现型形成？【讲述】基因重组没有产生新基因。而新的重组基因类型又导致了不同相对性状的重组，使后代产生变异。问 11不同生物的可遗传变异来源是否相同？【讲述】不同。病毒基因突变；原核生物基因突变；真核生物基因突变、基因重组、染色体变异。问 12基因重组可以发生在什么情况下？ 【讲述】减数分裂形成配子时非同源染色体上的非等位基因自由组合。基因重组还可以发生在减数分裂四分体时期，由于同源染色体的非姐妹染色单体之间常常发生局部互换，而造成控制不同性状的基因重新组合探究三 重组 DNA 技术阅读课本 P79P80 的相关内容，并结合图图 4 19 和图 420，思考并小组讨论下列问题：问 13基因工
10、程的操作工具有哪些?【讲述】操作工具有三种，但工具酶只有两种，另一种工具运载体的化学本质为 DNA。问 14重组 DNA 技术的操作水平及操作环境怎样？【讲述】重组 DNA 技术操作水平分子水平；操作环境体外。问 15具备什么条件能做运载体？【讲述】能在宿主细胞内复制并稳定地保存；具有多个限制酶切点；具有某些 标记基因。 问 16作为运载体的质粒具有哪些特点？【讲述】 质粒是基因工程中最常用的运载体；最常用的质粒是大肠杆菌的质粒；是细胞染色体外能自我复制的小型环 状 DNA 分子；质粒的大小只有普通细菌染色体的 1% 左右；存在于许多细菌及酵母菌等微生物中；质粒的存在对宿主细胞生存没有决定 性
11、的作用；质粒的复制只能在宿主细胞内完成。问 17在基因工程培育抗虫棉的过程中，关键步骤或难点是什么？【讲述】抗虫棉从苏云金孢杆菌细胞内提取；抗虫基因与运载体 DNA 拼接；抗虫基因进入棉花细胞。七、板书设计第四节 基因突变和基因重组一、基因突变1.实例分析：镰刀型细胞贫血症的病因是什么？2.基因突变的概念3.基因突变的原因4.基因突变的特点：普遍性、随机性、不定向性、低频性、少利多害性5.基因突变的意义：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二、基因重组1.概念：生物体在有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合随 机 重 组 （ 自 由 组 合 ） ： 减 数
12、 第 一 次 分 裂 后 期交 换 重 组 （ 交 叉 互 换 ） ： 减 数 分 裂 的 四 分 体 时 期2.类型3.意义 基因重组是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要的意义。三、重组 DNA 技术1.概念2.工具：限制性内切酶、DNA 连接酶、运载目的基因的载体。3.重组 DNA 技术的一般过程4.应用八、教学反思本节从实例入手，把重点难点突破分解成一个个较小的问题，深入浅出，通过对镰刀型细胞贫血症的分析，引入基因突变的概念，然后详细阐述基因突变的原因和特点，调动了学生思维的积极性，在寻求问题答案的同时，既获得了知识，又提高了能力。在讲述基因突变的原因和特点时，先大致归纳了引起基因突变的三类原因，然后紧扣原因分析特点。这个实例体现了生物在进化教程中“变” 与“不变”的平衡，有助于学生理解基因突变在生物进化中所占有的重要地位。在基因重组部分，教材设置了层次递进提问的栏目，旨在让学生利用数学方法，通过计算，体会基因重组机制提供的极其多样的基因组合方式。
