基因突变教案

基因突变一、素质教育目标（一）知识教学点1．了解变异的类型和可遗传变异的来源。基因突变才能产生新基因。2．掌握突变的概念，理解基因突变的原因。3．了解基因突变的种类、特点，理解基因突变的意义。4．了解人工诱变在育种上的应用及其成就。（二）能力训练点1．对学生学习方法进行训练，培养学生的自学能力。2．培养学生发散思维能力及综合能力。（三）德育渗透点1．基因突变的学习，不但可以使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。2．通过例举我国在诱变育种方面所取得的成就，对学生进行爱国主义思想教育。（四）学科方法的训练点1．前面学习了遗传知识，再学习变异，从而认识遗传和变异是对立的统一关系，由此形成学生辩证的思维方法。2．学习了利用基因重组可通过杂交方法育种，还应使学生了解利用基因突变可通过化学的方法和物理的方法诱变育种。二、教学重点、难点、疑点及解决办法1．教学重点及解决办法基因突变的概念。[解决方法]（1）通过出示基因结构变化的示意图，加深学生对基因突变内涵的理解。（2）课堂教学中不断提出问题，让学生通过概念的运用达到巩固概念和知识迁移的目的。2．教学难点及解决办法基因突变的原因。[解决办法]对人类镰刀型细胞贫血症病因结合图解进行分析，使学生真正明白基因突变的原因——DNA复制过程也可能发生差错，基因中个别碱基的变化，就会造成性状改变。3．教学疑点及解决办法为什么说基因突变是变异的主要来源？[解决办法]讲明基因突变与基因重组的区别，联系实际举例。三、课时安排1课时。四、教学方法讲授、谈话。五、教具准备基因结构变化示意图，短腿安康羊和正常绵羊图，果蝇的白眼、残翅图，人的白化病图，玉米的白化苗图和镰刀型细胞贫血症病因图解，镰刀型贫血症红细胞和正常型红细胞比较图，板书内容投影片，多媒体教学设备六、学生活动设计1．提出问题，让学生自学。2．引导学生观察基因结构变化的示意图，认识基因突变的实质。3．帮助学生分析镰刀型细胞贫血症病因图解，理解基因突变的原因。七、教学步骤通过银幕显示，让学生明确本堂课应达到的学习目标：了解基因突变的概念、种类、特点、以及基因突变的原因和诱变育种。能力目标与德育目标体现在教学中。（一）重点、难点的学习与目标完成过程引言：生物都能产生自己的后代，倘若后代像亲代就是遗传，后代不像亲代出现了差异就是变异。前面我们对遗传问题进行了学习，了解了主要遗传物质是DNA，DNA控制生物遗传性状的结构和功能的基本单位是基因，等位基因的传递遵循分离规律；非同源染色体上的非等位基因的传递遵循自由组合规律；性染色体上的基因遗传又与性别有直接关系。总之，遗传的问题很复杂，生物的变异也同样如此。下面学习第二节生物的变异。提出问题，让学生带着问题自学教材P·190第1—2段。银幕显示自学提纲：1．变异分为哪两大类？怎样区别？举例说明。2．可遗传变异有哪三种来源？检查自学效果。在学生回答了第一问后，强调：遗传的变异不是环境条件影响而引起的性状改变，而是遗传物质发生了变化，这种变异能在后代中重新出现。提问：通过美容手术，单眼皮能变成双眼皮，这种双眼皮能遗传吗？说明理由。在学生回答了以上问题和提纲中的第二问后，再提问：“一猪生九仔，连母十个样”，这种个体间的差异，主要是通过什么产生的？（答案：通过基因重组产生。）过渡：基因重组能使后代产生变异是因为能产生新的基因型，而基因本身不发生任何改变。如果基因的结构发生了改变呢？这就是我们下面要学习的内容。一、基因突变以提问的方式复习旧知识。（1）什么叫基因？（2）基因的分子结构是怎样的？学生在回答了以上两个问题后，强调：基因主要是在染色体上，是具有遗传效应的DNA片断，基因中的脱氧核苷酸排列顺序就代表遗传信息，不同的基因，脱氧核苷酸排列顺序不同。基因控制生物的性状。提出问题，让学生读书（教材P·190—P·192页上的第一段）。银幕显示自学提纲：（1）基因突变的实质是什么？（2）基因突变分为哪两种类型？（3）基因突变有哪些特点？（4）基因突变的意义是什么？检查自学效果。在学生回答第1问后，银幕显示基因结构变化的示意图（图中变化的个别基因在闪烁，以引起学生的注意。）讲述：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（这就是基因突变的实质），从而改变了遗传信息，引起生物性状的变异。比如，正常色觉变成红绿色盲就是由于基因突变产生的新性状。（一）基因突变的概念（要求学生在书中P·190上勾画出来。）讲述：基因突变是基因结构的改变，属于分子水平上的变化，因此，在光学显微镜下是看不见的。那么，我们怎样知道基因发生突变了呢？银幕显示：短腿安康羊和正常绵羊图。讲述：在1919年，挪威东部一个庄园的羊群中，突然出生一只小羊羔与众不同，它的身体长，腿很短，管理人员对它特别关照，把它养大后，它就成为了一个新品种，取名为安康羊。这个变异个体就是通过基因突变产生的。因此，通过表现型就能知道基因突变是否发生了。请学生回答基因突变的类型（基因突变可分为两种类型：自然突变和诱发突变。）引导学生归纳基因突变的特点：①广泛性②突变率低③一般有害（这部分内容主要通过下面的举例讲明。）银幕显示图：果蝇的白眼、残翅，人的白化病，玉米中的白化苗。首先对以上图作一般的介绍。讲述：基因突变在自然界普遍存在，从病毒到动植物以及人类都会发生，人类的遗传病基本上都是基因突变所形成的。突变其实也不容易发生，在高等生物中，大约10万到1亿个生殖细胞中才会有一个生殖细胞发生基因突变。设问：基因突变能发生在生殖细胞中，也能发生在体细胞中，其变异性状都能延续到下一代吗？只有发生在性细胞中，突变的基因才能通过受精作用直接传给下一代。基因突变一般对生物的发育有害，使生物难以生存。比如，人类中的遗传病基本上是通过基因突变产生的。基因突变有害，但也不是绝对的。比如：水稻矮杆这一突变性状，在多风高肥地区，可抗倒伏。另外，基因突变能增强农作物的抗病性，提高动物的繁殖力。由于基因突变与基因重组不同，基因重组主要是非等位基因组合关系的变化，产生了新的基因型，基因突变是基因内部的碱基对的增减或更换，产生出遗传物质的新类型，产生了新的基因。因此，基因突变是生物变异的主要来源，是生物进化的内因，生物没有变异就没有进化。过渡提问：基因突变是怎样产生的呢？（二）基因突变的原因以人类的镰刀型细胞贫血症为例。银幕显示：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。讲述：镰刀型贫血症是一种异常血红蛋白病，一旦缺氧，患者红细胞变长成镰刀型，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。银幕显示：镰刀型细胞贫血症病因的图解提出问题与学生一起找原因。①正常人和镰刀型贫血症病人的红细胞为什么不一样？②为什么镰刀型贫血症病人的血红蛋白中的谷氨酸被缬氨酸取代？（图中变化的氨基酸和碱基在不停的闪烁，引起学生的注意。）强调：镰刀型贫血症发病的根本原因，是控制血红蛋白的基因中的个别碱基发生了改变。提问：基因突变一般发生在细胞生活的什么时期（可让学生讨论，找出答案。）？设问：DNA复制一般是严格的，准确无误的，为什么会出现问题？讲述：由于在一定环境条件（如射线、化学污染）下或生物内部某些因素（如代谢中产生的过氧化氢）的作用下，DNA复制过程发生了差错，在DNA片断中，发生了碱基对的增添、缺失或改变，其结果使原来基因中的碱基种类、数量和排列顺序发生了局部的改变，从而导致原来的基因变为它的等位基因。这种基因中包含的特定遗传信息的改变，必然会引起生物性状的改变。（三）诱变育种指导学生读书：1．什么叫人工诱变？2．人工诱变常用的方法是什么？人工诱变和杂交育种一样能创造动植物新品种，除此之外还能创造微生物新类型。国内外运用人工诱变的方法培育出了不少有价值的品种。举例：青霉素高产菌株的培育。通过人工诱变的方法培育出新的变异菌株，大大增加了青霉素的提取量。现在青霉素能广泛应用于医疗，是人工诱变的一大功劳。在农业方面，我国通过人工诱变，培育出了200多个优良品种。比如，东北的黑农5号、6个大豆品种，其含油量比原品种提高2.5％，产量也提高16％。又如，浙江辐音一号早稻，山西太辐19号小麦，黑龙江5号大豆等，我国在诱变育种方面是很有成就的。最后对诱变育种的优缺点进行归纳。（二）总结、扩展基因突变是基因分子结构的改变。在一定的外界条件或者生物内部因素的作用下，使得DNA复制过程出现小小的差错，造成了基因中脱氧核苷酸排列顺序的改变，最终导致原来的基因变为它的等位基因。这种基因中包含的特定遗传信息的改变，就引起了生物性状的改变。基因突变具有广泛性，在动物界、植物界以及人类，甚至细菌、病毒各种生物中都可能发生。基因突变不同于基因重组，基因重组是基因的重新组合，产生了新的基因型，基因突变是基因结构的改变，产生了新的基因，产生出新的遗传物质。因此，基因突变是生物产生变异的主要原因，为进化提供了原始材料，又是生物进化的重要因素之一。（三）布置作业银幕显示：1．一对夫妇所生子女中，性状上差异较多，这种变异主要来自[]A．基因重组B．基因突变C．环境影响D．基因分离（答案：A）2．某自花传粉植物连续几代开红花，一次开出一朵白花，白花的后代全开白花，其原因是[]A．基因突变B．基因重组C．基因分离D．环境影响（答案：A）教材P·195中复习题：一、填空题二、选择题。（四）板书设计第二节生物的变异一、基因突变（一）基因突变的概念（三）诱变育种八、参考资料1．镰刀型细胞贫血症主要流行于西非与美洲黑人中，我国广东佛山地区也有这种病的发现。镰刀型细胞贫血症会对人的身体带来很大的影响，对人的生存很不利，但若是杂合体时，对疟疾有较强的抵抗力。当疟原虫寄生在他们的红细胞时，患者的红细胞便粘附于血管壁，因缺氧而变成镰刀型。红细胞被破坏时寄生虫也被破坏。2．植物的芽变是在植物个体发育较后阶段发生突变的结果，只限于某一性状，其它与原品种一样。通过嫁接（无性繁殖）可把这一新性状保存下来从而培育出新品种。比如，温州早桔均来自于温州蜜桔发生的芽变。