基因突變和基因重組教案

5.1基因突變和基因重組教案【教學(xué)目標(biāo)】1.說(shuō)明基因突變是由于DNA分子中發(fā)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(xì)胞癌變的原因，選擇健康的生活方式，遠(yuǎn)離致癌因子。4.闡明基因重組的意義?！窘虒W(xué)重難點(diǎn)】1、教學(xué)重點(diǎn)

（1）基因突變的概念、原因及特點(diǎn)。（2）細(xì)胞癌變的原因及癌細(xì)胞的特點(diǎn)（3）基因重組2、教學(xué)難點(diǎn)

（1）細(xì)胞癌變的原因（2）基因重組的類型【新課導(dǎo)入】“一母生九子，連母十個(gè)樣”這種個(gè)體的差異，主要是什么原因產(chǎn)生的？其實(shí)生物變異不只是由基因突變引起的，基因重組也會(huì)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(fā)生的呢？有什么特點(diǎn)？接下來(lái)我們就來(lái)學(xué)習(xí)基因重組?！拘抡n講解】基因突變的實(shí)例為了讓學(xué)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(shí)例入手，從現(xiàn)象開(kāi)始，追溯根源。鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用已有知識(shí)積累，大膽聯(lián)想、推理、討論甚至辯論，讓學(xué)生猜測(cè)基因突變的類型和結(jié)果。材料1：1910年，一位美國(guó)黑人青年由于發(fā)燒和肌肉疼痛到醫(yī)院看病，醫(yī)生檢查發(fā)現(xiàn)，他患的是當(dāng)時(shí)人們尚未認(rèn)識(shí)的一種特殊的貧血病——鐮刀型細(xì)胞貧血癥。我們知道，正常人的紅細(xì)胞是圓餅狀的，而鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的紅細(xì)胞卻是彎曲鐮刀狀的。這樣的紅細(xì)胞容易破裂，使人患溶血性貧血，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致死亡。這種病是怎樣形成的呢？教師引導(dǎo)學(xué)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(xì)胞和鐮刀型細(xì)胞貧血癥紅細(xì)胞圖片。然后提問(wèn)：（1）從圖片中我們看到正常紅細(xì)胞是什么形狀？有什么功能？提示：圓餅形狀，運(yùn)輸氧氣功能。（2）鐮刀型細(xì)胞貧血癥的紅細(xì)胞呈鐮刀狀，對(duì)功能的完成有沒(méi)有影響？提示：有，運(yùn)氧氣能力降低，易破裂溶血造成貧血，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致死亡。講述：那么又是什么原因使正常紅細(xì)胞變成鐮刀型紅細(xì)胞？分子生物學(xué)研究表明是基因突變的結(jié)果。材料2：1928年，人們發(fā)現(xiàn)鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者能將這種病遺傳給下一代，并且發(fā)現(xiàn)該病是一種常染色體上的隱性遺傳病。1949年，美國(guó)化學(xué)家鮑林將正常人和鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的血紅蛋白，分別放在一定的溶液中電泳，發(fā)現(xiàn)正常人和患者的血紅蛋白的電泳圖譜明顯不同，鮑林推測(cè)鐮刀型細(xì)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(xì)胞的血紅蛋白在相同條件下切成肽段，通過(guò)電泳對(duì)二者進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)肽段的位置不同。（這段有區(qū)別的肽段的氨基酸順序參見(jiàn)教科書(shū)圖5―2）大家知道，性狀是由蛋白質(zhì)來(lái)體現(xiàn)的，我們先來(lái)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(qū)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(gòu)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(qū)別在哪里？（一個(gè)堿基對(duì)的改變。）（5）DNA上一個(gè)堿基對(duì)發(fā)生了改變，最終導(dǎo)致了鐮刀型細(xì)胞貧血癥。我們知道性狀是由基因控制的，基因是怎么來(lái)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(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯反映到具體的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)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(guò)轉(zhuǎn)錄、翻譯形成的蛋白質(zhì)也就發(fā)生了改變，性狀自然會(huì)發(fā)生改變?？梢?jiàn)，基因結(jié)構(gòu)改變會(huì)使生物發(fā)生變異。基因突變的概念：DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添和缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，叫基因突變。過(guò)渡：基因突變是染色體的某一個(gè)位點(diǎn)上基因的改變，基因突變使一個(gè)基因變成它的等位基因，并且通常會(huì)引起一定的表現(xiàn)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(jié)腸癌發(fā)生的原因是什么?（原癌基因和抑癌基因發(fā)生了突變。）（2）健康人的細(xì)胞中存在原癌基因和抑癌基因嗎?（存在。）（3）根據(jù)圖示推測(cè)，癌細(xì)胞與正常細(xì)胞相比，具有哪些明顯的特點(diǎn)?（無(wú)限增殖、形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)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(dá)的蛋白質(zhì)是細(xì)胞正常的生長(zhǎng)和增殖所必需的，這類基因一旦突變或過(guò)量表達(dá)而導(dǎo)致相應(yīng)蛋白質(zhì)活性過(guò)強(qiáng)，就可能引起細(xì)胞癌變。抑癌基因：該基因表達(dá)的蛋白質(zhì)能抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖，或者促進(jìn)細(xì)胞凋亡，這類基因一旦突變而導(dǎo)致相應(yīng)蛋白質(zhì)活性減弱或失去活性，也可能引起細(xì)胞癌變?；蛲蛔兊脑颍?）外部因素（誘發(fā)突變）：A．物理因素：X射線、激光等B．化學(xué)因素：亞硝酸和堿基類似物等C．生物因素：病毒和某些細(xì)菌等討論：能不能列舉一些實(shí)例來(lái)說(shuō)明這些因素確實(shí)會(huì)導(dǎo)致基因突變？案例一：在第二次世界大戰(zhàn)臨近結(jié)束的1945年8月，美國(guó)先后向日本廣島和長(zhǎng)崎投下了兩顆原子彈，造成約10．6萬(wàn)人死亡，約13萬(wàn)人受傷。在戰(zhàn)后的20多年里，廣島和長(zhǎng)崎先后出生了數(shù)以百計(jì)死胎和智障、肢體畸型的新生兒。案例二：北京市民李發(fā)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(fā)現(xiàn)身上有大量出血點(diǎn)。10月經(jīng)正規(guī)醫(yī)院診斷為重癥再生障礙性貧血（白血?。委?個(gè)月后宣告治療無(wú)效病逝。由于苯中毒可導(dǎo)致重癥再生障礙性貧血，朱也是繼買車后才出現(xiàn)病癥，于是李在中國(guó)室內(nèi)裝飾協(xié)會(huì)下屬室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心進(jìn)行車內(nèi)空氣檢測(cè)，確認(rèn)車內(nèi)苯超標(biāo)后，認(rèn)為罪魁禍?zhǔn)拙褪沁@輛新車。如果沒(méi)有這些因素，基因突變會(huì)不會(huì)發(fā)生？但是，再?zèng)]有這些外來(lái)因素的影響時(shí)，基因突變也會(huì)由于DNA分子復(fù)制偶爾發(fā)生錯(cuò)誤，DNA的堿基組成發(fā)生改變等原因自發(fā)產(chǎn)生。（2）內(nèi)部因素（自發(fā)突變）：A．復(fù)制偶發(fā)錯(cuò)誤B．堿基組成改變?yōu)槭裁丛趶?qiáng)烈的日光下要涂抹防曬霜，做X射線透視的醫(yī)務(wù)人員要穿防護(hù)服？因?yàn)樽贤饩€和X射線易誘發(fā)基因突變，使人患癌癥?；蛲蛔兊囊饬x基因突變都是對(duì)我們是有害的嗎？基因突變對(duì)于我們來(lái)說(shuō)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(duì)生物是有害的，有可能是有利的，還有些基因突變既無(wú)害也無(wú)利，是中性的，教會(huì)學(xué)生要辯證性的看待問(wèn)題，不要片面基因重組1.基因重組的概念在生物體進(jìn)行有性生殖過(guò)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(fā)生時(shí)期：減數(shù)第一次分裂后期現(xiàn)象：非同源染色體自由組合結(jié)果：非等位基因自由組合②互換型發(fā)生時(shí)期：減數(shù)第一次分裂前期（四分體時(shí)期）現(xiàn)象：同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生互換結(jié)果：等位基因之間發(fā)生交換3.基因重組的結(jié)果產(chǎn)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(guò)程中的基因重組使產(chǎn)生的配子種類多樣化，進(jìn)而產(chǎn)生基因組合多樣化的子代，其中一些子代可能會(huì)含有適應(yīng)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(gè)無(wú)法預(yù)測(cè)將會(huì)發(fā)生什么變化的環(huán)境中生存。意義：基因重組是生物變異的來(lái)源之一，是生物多樣性的原因之一，對(duì)生物的進(jìn)化具有重要意義?；蛑亟M的應(yīng)用雜交育種：我國(guó)是最早養(yǎng)殖和培育金魚(yú)的國(guó)家，將透明鱗和正常鱗的金魚(yú)雜交，得到五花魚(yú)；將朝天眼和水泡眼的金魚(yú)雜交得到朝水泡眼。正因?yàn)榛蛲蛔?、基因重組以及人工選擇，才會(huì)出現(xiàn)色彩斑斕、形態(tài)各異的金魚(yú)，極大豐富了人們的生活?；蚬こ蹋夯蚬こ淌侵赴凑杖藗兊脑竿?，通過(guò)轉(zhuǎn)基因等技術(shù)賦予生物新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品?！景鍟?shū)】5.