高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 基因突变和基因重组课前预习课件ppt

课题

基因突变和基因重组

教学目标

1. 知识目标

①掌握基因突变的定义。

②举例说明基因突变的特点和原因。

③说出基因突变的意义。

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教师精心设计训练和反馈．培养学生理论联系实际的能力。

3. 情感目标

使学生懂得生物界丰富多彩的本质。

教学重点

1.基因突变的概念和特征

2.基因突变的原因、意义

3.基因重组的类型

教学难点

理解基因突变的特征和原因。

教学准备

1.教师准备：提前准备好课件和练习题

2.学生准备：课前做好预习准备，大概熟悉讲课内容

教学过程

一、新课导入

我国早在１９８７年就利用返回式卫星进行航天育种研：将作物种子带入太空，利用太空中的特殊环境诱导基因发生突支。然后在地面选择优良的品种进行培育。通过航天育种，我国已在水稻、小麦、棉花、番茄、南瓜和青椒等作物上培育出一系列优质品种，取得了极大的经济放益。

讨论：

１．航天育种的生物学原理是什么？

基因突变

２．如何看待基因突变所造成的结果？

一方面可以提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异，另一方面突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。

进行有性生殖的生物，在通过减数分裂形成配子的过程中，要进行染色体的复制，实质是遗传物质DNA的复制。碱基互补配对 原则能保证DNA复制的准确性，使亲子代之间的遗传信息保持一致。遗传信息复制过程中，会不会出错呢？

二、新知探究

1.教师讲述:镰状细胞贫血 镰状细胞贫血（也叫镰刀型细胞贫血症是一种遗传病。正常人的红细胞是中央微凹的圆饼状，而镰状细胞贫血患者的红细胞却是弯曲的镰刀状。这样的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。这种病的病因是什么呢?对患者红细胞的血红蛋白分子的分析研究发现，在组成血红蛋白分子的肽链上，发生了氨基酸的替换。

2.提问：①图５▬２中氨基酸发生了什么变化？

正常的谷氨酸被缬氨酸取代.

②研究发现。这个氨基酸的变化是编码血红蛋白的基因的碱基序列发生改变所引起的，右图是镰状细胞贫血病因的图解，请你完成图解。想一想这种疾病能否遗传？怎样遗传？

能遗传.突变后的DNA分子复制，通过减数分裂形成带有突变基因的生殖细胞，并将突变基因传递给下一代.

③如果这个基因发生碱基的增添或缺失，氨基酸序列是否也会改变？所对应的性状呢？

会改变.所对应的性状也很可能会改变.

 碱基的替换可以导致基因的改变，从而引起所编码的蛋白质的改变。那么，若编码蛋白质的基因序列发生碱基的增添或缺失，是否也会导致蛋白质结构的改变，从而引起性状的改变呢?答案是肯定的。DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫作基因突变（g

gene mutation )。

    基因突变若发生在配子中、将遵循遗传规律传递给后代。若发生在体细胞中，—般不能遗传。但有些植物的体细胞发生了基因突变，可以通受无性生殖遗传。

3.设疑:思考·讨论∶结肠癌发生的原因

（1）从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么?

原癌基因和抑癌基因突变。

（2）健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗?

存在。

（3）根据图示推测，癌细胞和正常细胞相比，具有哪些明显的特征?

癌细胞的形态结构发生了变化，容易在体内分散和转移。

人和动物细胞中的DNA上本来就存在与癌变相关的基因∶原癌基因和抑癌基因。一般来说，原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的，这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变。相反，抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡，这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性，也可能引起细胞癌变。癌细胞与正常细胞相比，具有以下特征∶能够无限增殖，形态结构发生显著变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移，等等。

讲述:  基因突变是如何产生的呢?1927年，美国遗传学家缪勒（H.J.Muller，1890—1967）发现，用X射线照射果蝇，后代发生突变的个体数大大增加。同年，又有科学家用X 射线和Y射线照射玉米和大麦的种子，也得到了类似的结果。此后，人们逐渐发现，易诱发生物发生基因突变并提高突变频率的因素可分为三类∶物理因素、 化学因系和生物因素。例如，紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA；亚硝酸盐、碱基类似物等能改变核酸的碱基;某的DNA;某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA，等等。但是，在没有这些外来因素的影响时，基因突变也会由于DNA复制偶尔发生错误等原因自发产生。

基因突变的特点  自然界中诱发基因突变的因素很多，而且基因突变也会自发产生，因此，基因突变在生物界是普遍存在的。由于ＤＮＡ碱基组成的改变是随机的、不定向的，因此，基因突变具有随机性和不定向性，基因突变的随机性，表现为基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期；可以发生在细胞内不同的ＤＮＡ分子上，以及同一个ＤＮＡ分子的不同部位。基因突变具有不定向性，表现为一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因。

    在自然状态下，基因突变的频率是很低的。据估计，在高等生物中，１０5—１０８生殖细胞中，才会有1个生殖细胞发生基因突变。

5.教师讲述:基因突变的意义：对生物体来说，基因突变可能破坏生物体与现有环境的协调关系，而对生物体有害。但有些基因突变对生物体是有利的，如植物的抗病性突变、耐旱性突变，微生物的抗药性突变等。还有些基因突变既无害也无益，是中性的。例如，有的基因突变不会导致新的性状出现，就属于中性突变。

基因突变是产生新基因的途径。对生物界的种族繁衍和进化来说，产生了新基因的生物有可能更好地适应环境的变化，开辟新的生存空间，从而出现新的生物类型。因此，基因突变是生物变异的根本来源、为生物的进化提供了丰富的原材料。

6.教师讲述:

基因重组就是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。

7.教师讲述:基因重组有什么意义呢?一般认为，有性生殖过程中的基因重组使产生的配子种类多样化，进而产生基因组合多样化的子代，其中一些子代可能会含有适应某种变化的、生存所必需的基因组合，因此有利于物种在一个无法预测将会发生什么变化的环境中生存。由此可见，基因重组也是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要意义。

与社会的联系我国是最早养殖和培育金鱼的国家。金鱼的祖先是野生鲫鱼。在饲养过程中，野生鲫鱼产生基因突变，人们选择喜欢的品种培养，并进行人工杂交。例如，将透明鳞和正常鳞的金鱼杂交，得到了五花鱼；将朝天眼和水泡眼的金鱼杂交，得到了朝天泡眼。正是因为基因突变、基因重组以及人工选择，才会出现色彩斑斓、形态各异的金鱼，极大地丰富了人们的生活。

三、课堂小结

基因突变和基因重组的区别

1．基因突变：

   基因结构改变，它能产生新的基因 

   发生时期：细胞分裂间期（DNA复制时）

   特点：①普遍性  ②随机性、不定向性 ③突变率低

2．基因重组：

   控制不同性状的基因重新组合，不产生新基因，可形成新的基因型。

   发生时期：有性生殖过程中(减数分裂)

   特点：非常丰富

四、课堂练习

完成练习，巩固提升[1]

1. 人类正常血红蛋β链第63位的氨基酸为组氨酸  (CAU )  ，  异常血红蛋白β链第63位的氨基酸为酪氨酸  (UAU)  。下列有关该变异产⽣的原因中最可能的是   ( D  )

A .基因中缺失了一个碱基对

B .基因中增添了一个碱基对

C .基因中CAU 变成了UAU

D .基因中某碱基对发生了替换

2.下列有关基因重组的叙述正确的是(　D　)

A．基因重组可以产生新基因

B．基因重组是生物变异的根本来源

C．基因重组不能产生新的基因型

D．基因重组对生物的进化也具有重要的意义

3.下列关于基因突变的叙述中，正确的是(　C　)

A．基因突变一定能引起性状改变

B．亲代的突变基因一定能传递给子代

C．等位基因的产生是基因突变的结果

D．DNA分子结构改变都能引起基因突变

4.基因重组发生在（    A  ）

 A．减数分裂形成配子的过程中　　

 B．受精作用形成受精卵的过程中

 C．有丝分裂形成子细胞的过程中　　

 D．通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中

板书设计

基因突变和基因重组

①基因突变的实例

②基因突变的原因

③基因突变的意义

④基因重组

课后作业

巩固本节课所学知识，整理思路，完成课本课后习题

教学反思

利用多媒体的优势实行直观性教学，培养学生的观察水平和比较水平。创设情境;让学生实行问题的探究、创造讨论与交流机会。培养学生使用知识解决问题的水平。

引导学生归纳和概括，以把握基因突变的实质或内涵在于基因结构的改变，领会基因突变的外延包括碱基对的增添、缺失或替换。