資源簡介

5.1基因突變和基因重組教案
【教學目標】
1.說明基因突變是由于DNA分子中發生堿基的替換、增添或缺失而引起的基因堿基序列的改變。
2.分析基因突變的原因，闡明基因突變的意義。
3.分析細胞癌變的原因，選擇健康的生活方式，遠離致癌因子。
4.闡明基因重組的意義。
【教學重難點】
1、教學重點
（1）基因突變的概念、原因及特點。
（2）細胞癌變的原因及癌細胞的特點
（3）基因重組
2、教學難點
（1）細胞癌變的原因
（2）基因重組的類型
【新課導入】
“一母生九子，連母十個樣”這種個體的差異，主要是什么原因產生的？
其實生物變異不只是由基因突變引起的，基因重組也會造成生物變異。那么基因重組造成的生物變異又是在什么情況下發生的呢？有什么特點？接下來我們就來學習基因重組。
【新課講解】
基因突變的實例
為了讓學生更好地理解基因突變的概念，教材不是從概念到概念，而是從實例入手，從現象開始，追溯根源。鼓勵學生運用已有知識積累，大膽聯想、推理、討論甚至辯論，讓學生猜測基因突變的類型和結果。
材料1：
1910年，一位美國黑人青年由于發燒和肌肉疼痛到醫院看病，醫生檢查發現，他患的是當時人們尚未認識的一種特殊的貧血病——鐮刀型細胞貧血癥。我們知道，正常人的紅細胞是圓餅狀的，而鐮刀型細胞貧血癥患者的紅細胞卻是彎曲鐮刀狀的。這樣的紅細胞容易破裂，使人患溶血性貧血，嚴重時會導致死亡。這種病是怎樣形成的呢？
教師引導學生閱讀教材，觀看圖5-1，也可以用幻燈的形式展示正常紅細胞和鐮刀型細胞貧血癥紅細胞圖片。然后提問：
（1）從圖片中我們看到正常紅細胞是什么形狀？有什么功能？
提示：圓餅形狀，運輸氧氣功能。
（2）鐮刀型細胞貧血癥的紅細胞呈鐮刀狀，對功能的完成有沒有影響？
提示：有，運氧氣能力降低，易破裂溶血造成貧血，嚴重時會導致死亡。
講述：那么又是什么原因使正常紅細胞變成鐮刀型紅細胞？分子生物學研究表明是基因突變的結果。
材料2：
1928年，人們發現鐮刀型細胞貧血癥患者能將這種病遺傳給下一代，并且發現該病是一種常染色體上的隱性遺傳病。
1949年，美國化學家鮑林將正常人和鐮刀型細胞貧血癥患者的血紅蛋白，分別放在一定的溶液中電泳，發現正常人和患者的血紅蛋白的電泳圖譜明顯不同，鮑林推測鐮刀型細胞貧血癥是一種分子病。
1956年，英格拉姆等人用酶將正常的血紅蛋白和鐮刀型細胞的血紅蛋白在相同條件下切成肽段，通過電泳對二者進行分析，發現有一個肽段的位置不同。（這段有區別的肽段的氨基酸順序參見教科書圖5―2）
大家知道，性狀是由蛋白質來體現的，我們先來看正常血紅蛋白與鐮刀型血紅蛋白的氨基酸的組成。
（1）兩者有什么區別？（正常的是谷氨酸，異常的是纈氨酸。）
（2）氨基酸是由什么決定的？（由信使RNA上的密碼子決定的。）
（3）構成信使RNA上的密碼子的那些堿基又是由什么決定的呢？（由DNA上的堿基決定的。）
（4）大家比較一下正常與異常的DNA，它們的區別在哪里？（一個堿基對的改變。）
（5）DNA上一個堿基對發生了改變，最終導致了鐮刀型細胞貧血癥。我們知道性狀是由基因控制的，基因是怎么來決定性狀的？（基因是由脫氧核苷酸組成的，脫氧核苷酸的排列順序代表了遺傳信息，基因控制生物性狀就是要把特定的遺傳信息通過轉錄和翻譯反映到具體的蛋白質結構上。）
講述：基因脫氧核苷酸順序代表了遺傳信息，順序變了，遺傳信息也變了，通過轉錄、翻譯形成的蛋白質也就發生了改變，性狀自然會發生改變。可見，基因結構改變會使生物發生變異。
基因突變的概念：DNA分子中發生堿基對的替換、增添和缺失，而引起的基因結構的改變，叫基因突變。
過渡：基因突變是染色體的某一個位點上基因的改變，基因突變使一個基因變成它的等位基因，并且通常會引起一定的表現型變化。如棉花正常枝→短果枝、普通羊→短腿羊、正常人→白化病、水稻高稈→矮稈、果蠅的紅眼→白眼等。
材料2：閱讀教材p82思考與討論
（1）從基因角度看，結腸癌發生的原因是什么 （原癌基因和抑癌基因發生了突變。）
（2）健康人的細胞中存在原癌基因和抑癌基因嗎 （存在。）
（3）根據圖示推測，癌細胞與正常細胞相比，具有哪些明顯的特點 （無限增殖、形態結構發生顯著變化等。）
原癌基因和抑癌基因是什么基因呢？
原癌基因：該基因表達的蛋白質是細胞正常的生長和增殖所必需的，這類基因一旦突變或過量表達而導致相應蛋白質活性過強，就可能引起細胞癌變。
抑癌基因：該基因表達的蛋白質能抑制細胞的生長和增殖，或者促進細胞凋亡，這類基因一旦突變而導致相應蛋白質活性減弱或失去活性，也可能引起細胞癌變。
基因突變的原因
（1）外部因素（誘發突變）：
A．物理因素：X射線、激光等
B．化學因素：亞硝酸和堿基類似物等
C．生物因素：病毒和某些細菌等
討論：
能不能列舉一些實例來說明這些因素確實會導致基因突變？
案例一：
在第二次世界大戰臨近結束的1945年8月，美國先后向日本廣島和長崎投下了兩顆原子彈，造成約10．6萬人死亡，約13萬人受傷。
在戰后的20多年里，廣島和長崎先后出生了數以百計死胎和智障、肢體畸型的新生兒。
案例二：
北京市民李發君的妻子朱繼榮2002年8月初買了一輛新車作為上下班的交通工具，9月底就發現身上有大量出血點。10月經正規醫院診斷為重癥再生障礙性貧血（白血病），治療5個月后宣告治療無效病逝。
由于苯中毒可導致重癥再生障礙性貧血，朱也是繼買車后才出現病癥，于是李在中國室內裝飾協會下屬室內環境監測中心進行車內空氣檢測，確認車內苯超標后，認為罪魁禍首就是這輛新車。
如果沒有這些因素，基因突變會不會發生？
但是，再沒有這些外來因素的影響時，基因突變也會由于DNA分子復制偶爾發生錯誤，DNA的堿基組成發生改變等原因自發產生。
（2）內部因素（自發突變）：
A．復制偶發錯誤
B．堿基組成改變
為什么在強烈的日光下要涂抹防曬霜，做X射線透視的醫務人員要穿防護服？
因為紫外線和X射線易誘發基因突變，使人患癌癥。
基因突變的意義
基因突變都是對我們是有害的嗎？基因突變對于我們來說有什么意義呢？
教師展示基因突變后植物的照片，并講解，基因突變有可能對生物是有害的，有可能是有利的，還有些基因突變既無害也無利，是中性的，教會學生要辯證性的看待問題，不要片面
基因重組
1.基因重組的概念
在生物體進行有性生殖過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。
基因重組的類型
①自由組合型 ②互換型
①自由組合型
發生時期：減數第一次分裂后期
現象：非同源染色體自由組合
結果：非等位基因自由組合
②互換型
發生時期：減數第一次分裂前期 （四分體時期）
現象：同源染色體的非姐妹染色單體之間發生互換
結果：等位基因之間發生交換
3.基因重組的結果
產生與親代不同的新的基因型。
4.基因重組的意義
有性生殖過程中的基因重組使產生的配子種類多樣化，進而產生基因組合多樣化的子代，其中一些子代可能會含有適應某種變化的、生存所必需的基因組合，因此有利于物種在一個無法預測將會發生什么變化的環境中生存。
意義：基因重組是生物變異的來源之一，是生物多樣性的原因之一，對生物的進化具有重要意義。
基因重組的應用
雜交育種：我國是最早養殖和培育金魚的國家，將透明鱗和正常鱗的金魚雜交，得到五花魚；將朝天眼和水泡眼的金魚雜交得到朝水泡眼。正因為基因突變、基因重組以及人工選擇，才會出現色彩斑斕、形態各異的金魚，極大豐富了人們的生活。
基因工程：基因工程是指按照人們的愿望，通過轉基因等技術賦予生物新的遺傳特性，創造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品。
【板書】
5.1基因突變和基因重組
1.基因突變
原因；誘發突變、自發突變
特點；普遍性、隨機性、不定向性、低頻性
意義；是生物變異的根本來源，為生物進化提供原材料
對生物的影響；有利突變、有害突變、中性突變
2.基因重組
概念
類型；自由組合型、互換型
結果；不能產生新基因，可產生新基因型
意義；子代基因組合多樣性、生物變異的來源之一、生物進化重要意義

展開更多......

收起↑