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1、名校名 推荐第 5 章基因的突变和其他变异第 1 节 基因突变和基因重组一、教学目标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。二、教学重点和难点1. 教学重点（ 1）基因突变的概念及特点。（ 2）基因突变的原因。2. 教学难点基因突变和基因重组的意义。三、教学策略本模块的第1 章至第 4 章，从分子水平阐述了基因的本质、基因在细胞中的存在位置、基因的结构和作用等基本问题，第 5 章则从生物变异入手，从基因和染色体变化的角度来认识生物发生变异的原因，是第4 章基因的表达的延续和拓展。本节教学可用1 课时，教学重点是基因突变。基因重组的实质，即
2、基因的自由组合定律，已经在孟德尔的豌豆杂交实验中作过详细的介绍，因此在本节教学中不再列为重点内容。本节在教学上可以采取以下策略。1. 从科学发现的过程切入，设置问题情境，引导学生探究。为了让学生更好地理解基因突变的概念，教材不是从概念到概念， 而是从实例分析入手， 再归纳总结概念。 在教学过程中， 教师也应遵循这种符合学生认知规律的呈现方式，从现象到概念，从宏观到微观来开展教学活动。关于基因突变， 教材选用了镰刀型细胞贫血症的实例，从现象开始，追根溯源，让学生理解基因突变的根本原因是DNA分子的碱基对发生了变化。这种变化可能会导致生物体的性状发生改变。 限于篇幅， 教材没有过多地介绍镰刀型细胞
3、贫血症的发现过程（具体过程参见教学案例）。教学中，教师可以给学生适当补充一些相关材料，并结合“思考与讨论”中的问题，让学生讨论和探究。通过讨论， 学生能够认识到基因突变的本质是DNA分子的碱基对发生了改变， 并且能够进一步理解“基因对性状的控制是通过控制蛋白质合成来实现的”这一基本的生物学原理。2. 用类比推理的方法引导学生理解基因突变的类型。怎样全面理解DNA分子碱基对的改变可能导致的结果呢？是不是DNA分子的碱基对发生改变就一定会导致生物性状的变化？为了说明这个问题， 教师可以先引导学生阅读 “ 问题探讨”，讨论英文句子中个别字母发生改变后， 对于全句所表达的意思的影响情况。 通过分析可以
4、看出，英语句子中一个字母的改变， 可能导致句子的意思不变、 变化不大和完全改变这三种情况。然后，教师再通过联想和类比的方法， 结合不同的密码子可以对应相同的氨基酸的知识，引导学生推测基因突变与生物性状改变之间的关系， 从而理解不是所有的基因突变都会导致生物体性状的改变。所以，基因突变对于生物体来说，有的有害，有的有利，有的既无害也无利。3. 通过生活中的具体事例引导学生理解抽象的概念。在学习基因突变的原因时，教师可以引用癌症的病例，介绍癌症的形成是体细胞发生基因突变的结果，然后让学生列举生活中的事例，归纳哪些因素会导致基因突变。例如，射线（X射线、紫外线、 射线等 ) 容易引发癌症，在强烈的日
5、光下暴晒，容易导致皮肤癌；据报道，在医院放射室工作的医生容易患癌症；前苏联的切尔诺贝利核电站发生核泄漏时，核电站周1名校名 推荐围的居民得癌症的几率大大增加。4. 以设问和讨论的形式引导学生思考基因突变和基因重组的意义。基因突变和基因重组的意义是教学中的难点。为了理解基因突变是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料， 教师可以引导学生思考下列问题。基因突变能产生新的基因吗？这些新的基因产生的新性状对生物的生存有什么意义（有利还是有害） ？自然环境会选择哪些个体生存下来？通过这些设问， 使学生理解基因突变最重要的特点是产生了新的基因，原来的基因和新的基因所表达的性状为自然环境提供了选择的材料。
6、基因重组尽管不能产生新的基因，但可以产生不同的生物性状组合，产生新的基因型。所以说， 基因重组为生物的进化提供了可供选择的材料。5. 以填表的形式引导学生对比和总结。教师在教学结束时， 可将基因突变和基因重组进行列表总结， 其中的总结内容可由学生讨论回答。基因突变基因重组基因的分子结构发生改不同基因的重新组合， 不产生新基因，而是产生新本质变，产生了新基因， 出现的基因型，使不同性状重了新的性状。新组合。细胞分裂间期 DNA 分子 减数第一次分裂后期中，发生时间复制时，由于外界理化因随着同源染色体的分开，素或自身生理因素引起位于非同源染色体上的及原因的碱基对的替换、 增添或 非等位基因进行了自
7、由缺失。组合。条件外界环境条件的变化和有性生殖过程中进行减内部因素的相互作用。数分裂形成生殖细胞。生物变异的根本来源， 是生物变异的来源之一， 是意义形成生物多样性的重要生物进化的原材料。原因。发生可能突变频率低，但普遍存有性生殖中非常普遍。在。四、答案和提示（一）问题探讨提示： DNA分子携带的遗传信息发生了改变。但由于密码的简并性， DNA编码的氨基酸不一定改变。 如果氨基酸发生了改变， 生物体的性状可能发生改变。 改变的性状对生物体的生存可能有害，可能有利，也有可能既无害也无利。（二）思考与讨论一1. 图中谷氨酸发生了改变，变成了缬氨酸。2. 提示：可查看教材表 4-1 ，20 种氨基酸
8、的密码子表。2名校名 推荐3. 能够遗传。 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。（三）思考与讨论二1.223 种精子； 223 种卵细胞。2. 需要有 246+1 个个体；不可能。3. 提示：可以从染色体上基因的多样性、 减数分裂过程中配子形成的过程以及基因重组等角度思考。生物体的性状是由基因控制的。 在减数分裂形成生殖细胞的过程中， 随着同源染色体的分离，位于非同源染色体上的非等位基因进行重新组合。人的基因约有3 万多个， 因此，形成生殖细胞的类型也非常多，由生殖细胞通过受精作用形成的受精卵的类型也就非常多。所以， 人群中个体性状是多种多样的。（四）旁栏思考题因为紫外线和 X 射线易诱发基因突变，使人患癌症。（五）批判性思维这种看法不正确。对于生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。但是，一个物种往往是由许多个体组成的，就整个物种来看， 在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，其中有不少突变是有利突变，对生物的进化有重要意义。因此， 基因突变能够为生物进化提供原材料。3
