第四节基因突变和基因重组教学设计教案_基因重组教学设计

2020-02-27 教案模板下载本文

第四节基因突变和基因重组教学设计教案由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“基因重组教学设计”。

教学准备

1.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。

2.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。

3.教学用具

多媒体

4.标签

教案,生物,必修1

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4－

16、图4－17和图4－18，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？

【讲述】①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。

②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。

③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：①普遍性；②随机性；③稀有性；④有害性；⑤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P79－P80的相关内容，并结合图图4－19和图4－20，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P79－P80的相关内容，并结合图图4－19和图4－20，思考并小组讨论下列问题：

〖问13〗基因工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。

课堂小结

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。

课后习题

1．人类镰刀型细胞贫血症发生的根本原因是()

A．基因突变

B．染色体结构变异

C．基因重组

D．染色体数目变异 2．某个婴儿不能消化乳类，经检查发现他的乳糖酶分子有一个氨基酸改变而导致乳糖酶失活，发生这种现象的根本原因是()A．缺乏吸收某种氨基酸的能力 B．不能摄取足够的乳糖酶

C．乳糖酶基因有一个碱基对被替换了 D．乳糖酶基因有一个碱基对缺失了

3．人体下列细胞中不容易发生基因突变的是()①神经细胞 ②皮肤生发层细胞 ③精原细胞 ④次级精母细胞 ⑤骨髓造血干细胞

A．③④

B．②④

C．②⑤

D．①④

4．某基因的一个片段CGTAGGCATC中的αDNA链在复制时一个碱基由G→C，该基因复制3次后，发生突变的基因占该基因总数的()A．100%

B．50% C．25%

D．12.5% 5．神七飞天承担着许多科研任务，将萌发的种子带入太空，利用太空中的强辐射进行太空育种。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 6．下列情况引起的变异属于基因重组的是()①非同源染色体上非等位基因的自由组合 ②一条染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上 ③同源染色体的非姐妹染色单体之间发生局部交换 ④DNA分子中发生碱基对的增添、缺失和改变

A．①②

B．③④

C．①③

D．②④

1.解析：人类镰刀型细胞贫血症发生的根本原因是控制合成血红蛋白的DNA分子的碱基序列发生了改变，其中的一个碱基由T变成了A，这种变化称为基因突变。其染色体的数目没有发生变化，染色体的结构也没有改变，自然条件下基因重组主要发生在有性生殖的过程中。答案： A 2.解析：本题考查基因突变的病例分析。该婴儿的病症是由于体内的乳糖酶内有一个氨基酸发生改变，其根本原因是基因中的一个碱基对发生替换。如果发生一个碱基对缺失，就有可能导致乳糖酶的多个氨基酸改变。答案： C 3.答案： D 4.解析： DNA的复制是半保留式的，在DNA双链中，以αDNA单链为模板复制的子代双链DNA中，两条单链都有突变基因。而以与αDNA链的互补链为模板复制的后代DNA中，基因都是正常的，因此在后代DNA中，正常基因和突变基因各占一半。答案： B 5.解析：本题考查外界因素对基因突变的影响。引发基因突变的因素分为物理因素、化学因素和生物因素，其中太空育种主要是利用物理方面的微重力、宇宙射线等因素诱发基因突变，太空育种的原理是基因突变，突变后的植株只是性状上的改变，并没有增加新“物种”。答案： D 6.答案： C

板书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 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