5.1.1 基因突变和基因重组 教案--高一下学期生物人教版必修2

一、教材分析第五章 基因突变及其他变异第 1 节 基因突变和基因重组第 1 课时教学目标1、说明基因突变是由于 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。2、分析细胞癌变的原因，选择健康的生活方式，远离致癌因子。素养要求1、生命观念：明确基因突变的对性状的影响，树立正确的生命观念。2、科学思维：通过两个实例的分析，层层推进，培养学生的科学思维能力。3、社会责任：学习细胞癌变的相关知识，让自己和身边的人远离致癌因子，培养学生的社会责任感，使学生认识科学、技术与社会的联系，形成正确的科学技术价值观。教学重难点教学重点：基因突变的概念。教学难点：基因对性状的影响；细胞癌变的原因。二、教学过程教学环节教 学 活 动设计意图引言通过前面的学习，我们对基因是什么、基因在哪里、基因是如何起作用都有了基本的认识。基因在代代相传的过程中虽然有严格的机制使亲子代的遗传信息保持一致，但是也会出错，发生变化 ，即产生变异。这些变异会对生物造成什么样的影响？我们先来看看第一节《基因突变和基因重组承上启下，从遗传过渡到变异，引入第五章。课前问题探讨通过课前问题探讨中航天育种的相关材料，提出三个问题：太空的特殊环境 特殊在哪里？“诱导基因发生突变”什么是基因突变？为什么回到地面还要选择？激发学生兴趣，让学生带着问题进入学习过程。基因突变的实例1：镰状细胞贫血过渡：基因突变是如何产生的又会对生物的性状造成怎样的影响，下面我们就通过两个实例来进行学习。展示正常红细胞和镰状红细胞的电镜照片提出问题：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的，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是怎样形成的呢？思考与讨论 1：比较氨基酸的不同展示血红蛋白分子的部分氨基酸序列及对应的 mRNA 的碱基序列1956 年，英格拉姆等人用酶将正常的血红蛋白和镰刀形细胞的血红蛋白在相同的条件下切成肽段，通过电泳对二者实行分析，发现有一个肽段的位置不同，正常序列第6 位的谷氨酸被缬氨酸取代。思考与讨论 2：完成镰状细胞贫血形成的原因图解。思考与讨论 3.：除了碱基对的替换以外,还有什么情况可能导致基因结构的改变？如果一个基因发生碱基的增添或者缺失，氨基酸序列是否也会改变？对应的性状呢？引导学生回顾皱粒豌豆的形成机制及囊性纤维病的病因。是因为基因中增添了碱基对从而导致的性状的改变。， 通过实例一，分析基因突变是基因的碱基序列发生的变化，反映基因突变的本质特征，分析镰状细胞贫血的直接原因分析镰状细胞贫血的根本原因温故知新，所学实例分别是基因中发生碱基对的增添和缺失的实例。知识构建：基因根据对实例 1 的分析学习，引尝试构建基因突变的概念，突变的概念及基因突变对性状的影响导学生构建基因突变的概念。DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失，从而引起基因碱基序列的改变，叫做基因突变。在此基础之上加深理解。指出三点：1、基因突变的实质就是基因结构的改变。2、RNA 病毒也有基因突变。3、基因突变主要发生在 DNA复制的时候引导学生结合亲子代间的遗传规律和植物的无性生殖来思考。回答出基因突变若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代，而体细胞发生的突变，一般不能遗传，但有些植物可以通过无性生殖遗传给后代。深化探究，提出问题：基因突变是否一定会引起生物性状的改变？基因中发生一个碱基的替换，与插入或缺失一个碱基相比，何者对蛋白质序列的影响可能更大些呢？并通过思考分析，帮助学生全面理解基因突变对性状的影响，还可以深化学生对基因通过控制蛋白质的结构控制生物体的性状这一重要概念的理解。实例 2：细胞的癌变展示结肠癌发生的简化模型完成思考与讨论1、结肠癌发生的原因是？从模型分析，结肠癌是原癌基因和抑癌基因突变的结果。并且是多个基因突变的累计效果。2、健康人细胞中原癌基因和抑癌基因吗？引导学生分析，既然结肠癌是原癌基因和抑癌基因突变的结果，那么健康人 DNA 中是存在原癌基因和抑癌基因的。3、癌细胞与正常细胞细胞相比有哪些明显特点？细胞增殖次数明显增多，形态结构显著变化，而且能发生转移。通过结肠癌的相关分析，认识阐述基因突变会导致相应性状的改变，了解细胞癌变的原因；原癌基因和抑癌基因的作用及癌细胞的特征。整理和归纳：细胞的癌变的根本通过思考与讨论，将知识进行整理和归纳。1、细胞癌变的原因：原癌基因归纳总结，对细胞的癌变有一个全面的认识。原因及癌细胞的特点和抑癌基因突变。2、原癌基因和抑癌基因的作用及突变之后的结果：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，但是这类基因一旦突变或过量表达而导致相应的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者失去活性，也可能引起细胞癌变。3、癌细胞的特征：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减低，容易在体内分散转移。联系生活实际，布置课后任务课堂小练在癌症早期，患者往往不表现出任何症状，因而难以及时发现，而到了晚期，目前还缺少有效的治疗手段。因此要避免癌症的发生。比如说生活常识告诉我们长时间暴晒易引起皮肤癌，吸烟者患肺癌的概率显著升高。有哪些外部因素会诱发生物发生基因突变从而更容易导致细胞癌变呢？请利用互联网资源，或者请教身边的专家，生活中致癌因子有哪些？怎样做才能远离致癌因子。1.判断题（1）DNA 分子中发生碱基对的替换、增添或缺失就是基因突变。（ ）（2）基因突变一定会引起基因结构的改变，但不一定会引起性状的改变。（ ）（3）只有 DNA 复制期才能发生基因突变。（ ）（4）人和动物细胞的 DNA 上本来就存在原癌基因与抑癌基因。布置课后任务，培养学生的社会责任感，使学生认识科学、技术与社会的联系，形成正确的科学技术价值观。及时评价三、学习评价（习题等）1.完成自主学习任务单上的内容，并拍摄上传到学校指定的网络平台或 QQ 群。2.请利用互联网资源，或者请教身边的专家，生活中致癌因子有哪些？怎样做才能远离致癌因子，预防癌症。3、课堂小练：【课堂小练】判断题（1）DNA 分子中发生碱基对的替换、增添或缺失就是基因突变。（ ）（2）基因突变一定会引起基因结构的改变，但不一定会引起性状的改变。（ ）（3）只有 DNA 复制期才能发生基因突变。（ ）（ ）2.产生镰状细胞贫血的根本原因是（ ）A 红细胞呈镰刀状，容易破裂是人患溶血性贫血B 血红蛋白中有一个氨基酸发生了改变C 信使 RNA 中一个碱基发生了改变D．基因中一个碱基对发生了改变3. 下列不属于癌细胞的特点的是（ ）A．能够无限增殖B．酶活性下降，细胞代谢减慢C．细胞膜上糖蛋白减少，容易扩散和转移D．细胞形态结构发生显著变化，知识小结我们通过基因突变的两个实例，分别从分子水平和基因水平认识了基因突变。通过实例 1 我们知道了基因突变的概念、结果及遗传规律。而实例 2 是基因突变的结果之一，我们学习了细胞癌变的原因原癌基因和抑癌基因的作用，及癌细胞的特征。总结归纳，构建知识体系，（4）人和动物细胞的 DNA 上本来就存在原癌基因与抑癌基因。（ ）产生镰状细胞贫血的根本原因是（ ）A.红细胞呈镰刀状，容易破裂，是人患溶血性贫血B.血红蛋白中有一个氨基酸发生了改变C.信使 RNA 中一个碱基发生了改变D．基因中一个碱基对发生了改变下列不属于癌细胞的特点的是（ ）A．能够无限增殖B．酶活性下降，细胞代谢减慢C．细胞膜上糖蛋白减少，容易扩散和转移D．细胞形态结构发生显著变化【课堂小练参考答案】1. （1）× （2）√ （3）× （4）√ 2.D 3.B