5.1 基因突變和基因重組（精選5篇）

5.1 基因突變和基因重組 篇1

　　第1節 基因突變和基因重組

　　一、 教學目標

　　1.舉例說明基因突變的特點和原因。

　　2.舉例說出基因重組。

　　3.說出基因突變和基因重組的意義。

　　二、教學重點和難點

　　1.教學重點

　　（1）基因突變的概念及特點。

　　（2）基因突變的原因。

　　2.教學難點

　　基因突變和基因重組的意義。

　　三、教學策略

　　本模塊的第1章至第4章，從分子水平闡述了基因的本質、基因在細胞中的存在位置、基因的結構和作用等基本問題，第5章則從生物變異入手，從基因和染色體變化的角度來認識生物發生變異的原因，是第4章《基因的表達》的延續和拓展。

　　本節教學可用1課時，教學重點是基因突變。基因重組的實質，即基因的自由組合定律，已經在孟德爾的豌豆雜交實驗中作過詳細的介紹，因此在本節教學中不再列為重點內容。本節在教學上可以采取以下策略。

　　1.從科學發現的過程切入，設置問題情境，引導學生探究。

　　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，而是從實例分析入手，再歸納總結概念。在教學過程中，教師也應遵循這種符合學生認知規律的呈現方式，從現象到概念，從宏觀到微觀來開展教學活動。

　　關于基因突變，教材選用了鐮刀型細胞貧血癥的實例，從現象開始，追根溯源，讓學生理解基因突變的根本原因是dna分子的堿基對發生了變化。這種變化可能會導致生物體的性狀發生改變。限于篇幅，教材沒有過多地介紹鐮刀型細胞貧血癥的發現過程（具體過程參見教學案例）。教學中，教師可以給學生適當補充一些相關材料，并結合“思考與討論”中的問題，讓學生討論和探究。通過討論，學生能夠認識到基因突變的本質是dna分子的堿基對發生了改變，并且能夠進一步理解“基因對性狀的控制是通過控制蛋白質合成來實現的”這一基本的生物學原理。

　　2.用類比推理的方法引導學生理解基因突變的類型。

　　怎樣全面理解dna分子堿基對的改變可能導致的結果呢？是不是dna分子的堿基對發生改變就一定會導致生物性狀的變化？為了說明這個問題，教師可以先引導學生閱讀 “問題探討”，討論英文句子中個別字母發生改變后，對于全句所表達的意思的影響情況。通過分析可以看出，英語句子中一個字母的改變，可能導致句子的意思不變、變化不大和完全改變這三種情況。然后，教師再通過聯想和類比的方法，結合不同的密碼子可以對應相同的氨基酸的知識，引導學生推測基因突變與生物性狀改變之間的關系，從而理解不是所有的基因突變都會導致生物體性狀的改變。所以，基因突變對于生物體來說，有的有害，有的有利，有的既無害也無利。

　　3.通過生活中的具體事例引導學生理解抽象的概念。

　　在學習基因突變的原因時，教師可以引用癌癥的病例，介紹癌癥的形成是體細胞發生基因突變的結果，然后讓學生列舉生活中的事例，歸納哪些因素會導致基因突變。例如，射線（x射線、紫外線、γ射線等)容易引發癌癥，在強烈的日光下暴曬，容易導致皮膚癌；據報道，在醫院放射室工作的醫生容易患癌癥；前蘇聯的切爾諾貝利核電站發生核泄漏時，核電站周圍的居民得癌癥的幾率大大增加。

　　4.以設問和討論的形式引導學生思考基因突變和基因重組的意義。

　　基因突變和基因重組的意義是教學中的難點。為了理解基因突變是生物變異的根本來源，是生物進化的原始材料，教師可以引導學生思考下列問題。基因突變能產生新的基因嗎？這些新的基因產生的新性狀對生物的生存有什么意義（有利還是有害）？自然環境會選擇哪些個體生存下來？通過這些設問，使學生理解基因突變最重要的特點是產生了新的基因，原來的基因和新的基因所表達的性狀為自然環境提供了選擇的材料。基因重組盡管不能產生新的基因，但可以產生不同的生物性狀組合，產生新的基因型。所以說，基因重組為生物的進化提供了可供選擇的材料。

　　5.以填表的形式引導學生對比和總結。

　　教師在教學結束時，可將基因突變和基因重組進行列表總結，其中的總結內容可由學生討論回答。

　　基因突變

　　基因重組

　　本質 基因的分子結構發生改變，產生了新基因，出現了新的性狀。 不同基因的重新組合，不產生新基因，而是產生新的基因型，使不同性狀重新組合。 發生時間

　　及原因 細胞分裂間期dna分子復制時，由于外界理化因素或自身生理因素引起的堿基對的替換、增添或缺失。 減數第一次分裂后期中，隨著同源染色體的分開，位于非同源染色體上的非等位基因進行了自由組合。 條件 外界環境條件的變化和內部因素的相互作用。 有性生殖過程中進行減數分裂形成生殖細胞。 意義 生物變異的根本來源，是生物進化的原材料。 生物變異的來源之一，是形成生物多樣性的重要原因。 發生可能 突變頻率低，但普遍存在。 有性生殖中非常普遍。

　　四、答案和提示

　　（一）問題探討

　　提示：dna分子攜帶的遺傳信息發生了改變。但由于密碼的簡并性，dna編碼的氨基酸不一定改變。如果氨基酸發生了改變，生物體的性狀可能發生改變。改變的性狀對生物體的生存可能有害，可能有利，也有可能既無害也無利。

　　（二）思考與討論一

　　1.圖中谷氨酸發生了改變，變成了纈氨酸。

　　2.提示：可查看教材表4-1，20種氨基酸的密碼子表。

　　3.能夠遺傳。突變后的dna分子復制，通過減數分裂形成帶有突變基因的生殖細胞，并將突變基因傳遞給下一代。

　　（三）思考與討論二

　　1.223種精子；223種卵細胞。

　　2.需要有246+1個個體；不可能。

　　3.提示：可以從染色體上基因的多樣性、減數分裂過程中配子形成的過程以及基因重組等角度思考。

　　生物體的性狀是由基因控制的。在減數分裂形成生殖細胞的過程中，隨著同源染色體的分離，位于非同源染色體上的非等位基因進行重新組合。人的基因約有3萬多個，因此，形成生殖細胞的類型也非常多，由生殖細胞通過受精作用形成的受精卵的類型也就非常多。所以，人群中個體性狀是多種多樣的。

　　（四）旁欄思考題

　　因為紫外線和x射線易誘發基因突變，使人患癌癥。

　　（五）批判性思維

　　這種看法不正確。對于生物個體而言，發生自然突變的頻率是很低的。但是，一個物種往往是由許多個體組成的，就整個物種來看，在漫長的進化歷程中產生的突變還是很多的，其中有不少突變是有利突變，對生物的進化有重要意義。因此，基因突變能夠為生物進化提供原材料。

　　（六）練習

　　基礎題

　　1.（1）√；（2）；（3）。

　　2.c。

　　3.b。

　　4.a。

　　拓展題

　　1.放療或化療的作用是通過一定量的輻射或化學藥劑干擾腫瘤細胞和癌細胞進行dna分子的復制，使其產生基因突變，從而抑制其分裂的能力，或者殺死癌細胞。放療的射線或化療的藥劑，既對癌細胞有作用，也對正常的體細胞有作用，因此，放療或化療后病人的身體是非常虛弱的。

　　2.鐮刀型細胞貧血癥患者對瘧疾具有較強的抵抗力，這說明，在易患瘧疾的地區，鐮刀型細胞的突變具有有利于當地人生存的一方面。雖然這個突變體的純合體對生存不利，但其雜合體卻有利于當地人的生存。

　　五、參考資料

　　1.基因突變的類型

　　突變是指發生在遺傳物質上的變異。廣義上突變可以分為兩類：（1）染色體畸變（chromosome aberration）,即染色體數目和結構的改變；（2）基因突變（gene mutation），即基因的核苷酸順序或數目發生改變。狹義突變通常特指基因突變，它包括單個堿基改變所引起的點突變（point mutation），或多個堿基的缺失、重復和插入。

　　基因突變可發生在個體發育的任何階段，以及體細胞或生殖細胞周期的任何時期。如果突變發生在體細胞中，則變異不能直接遺傳給下代。如果突變發生在某一配子中，那么，子代中只有某一個個體有可能繼承這個突變基因。如果突變發生在配子發生的早期階段，如發生在卵原細胞或精原細胞中，則多個配子都有可能接受這個突變基因，這樣，突變基因傳到后代的可能性就會增加。通常，生殖細胞的突變率比體細胞高，這主要是因為生殖細胞在減數分裂時對外界環境變化更加敏感。我們一般把攜帶突變基因的細胞或個體，稱為突變體（mutant），沒有發生基因突變的細胞或個體稱為野生型（wild type）。

　　引起突變的物理因素（如x射線）和化學因素（如亞硝酸鹽）稱為誘變劑（mutagen）。通過使用誘變劑而產生的突變稱為誘發突變（induced mutation）。由于自然界中誘變劑的作用或dna復制、轉錄、修復時偶然出現的堿基配對錯誤所產生的突變稱為自發突變（spontaneous mutation）。人類單基因病大都為自發突變的結果。自發突變產生的頻率（突變率）一般很低，平均每一核苷酸每一世代為10-10～10-9，即每世代、每10億至100億個核苷酸有一次突變發生。

　　如果按照dna堿基順序改變類型區分，突變還可以分為堿基置換突變、移碼突變、整碼突變、染色體錯誤配對和不等交換4種。

　　（1）堿基置換突變

　　一個堿基被另一堿基取代而造成的突變稱為堿基置換突變。凡是一個嘌呤被另一個嘌呤所取代，或者一個嘧啶被另一個嘧啶所取代的置換稱為轉換（transition）；一個嘌呤被另一個嘧啶所取代，或一個嘧啶被另一個嘌呤所替代的置換稱為顛換（transversion）。轉換可能有4種，而顛換可能有8種。在自然界中，轉換通常多于顛換。根據堿基置換對多肽鏈中氨基酸順序的影響，可以將突變分為同義突變、錯義突變、無義突變和終止密碼突變4種類型。

　　同義突變  由于密碼子具有簡并性，因此，單個堿基置換可能只改變mrna上的特定密碼子，但不影響它所編碼的氨基酸。例如，dna分子模板鏈中gcg的第三位g被a取代而成gca，則mrna中相應的密碼子cgc就被轉錄為cgu，由于cgc和cgu都是精氨酸的密碼子，因而新形成的多肽鏈沒有氨基酸順序和數目的變化，這種突變稱為同義突變（synonymous mutation）。同義突變不易檢出。

　　錯義突變  錯義突變是指dna分子中的堿基置換不僅改變了mrna上特定的遺傳密碼，而且導致新合成的多肽鏈中一個氨基酸被另一氨基酸所取代，這種情況稱為錯義突變（missense mutation）。此時，在該氨基酸前后的氨基酸不改變。例如，mrna分子正常編碼順序為：uau（酪）gcc（丙）aaa（賴）uug（亮）aaa（賴）cca（脯）,當第三密碼子中中間的a顛換為c時，則aaa（賴）→aca（蘇），即上述順序改變為uau（酪）gcc（丙）aca（蘇）uug（亮）aaa（賴）cca（脯）。錯義突變往往導致產生功能異常的蛋白質。

　　無義突變  當單個堿基置換導致出現終止密碼子（uag、uaa、uga）時，多肽鏈將提前終止合成，所產生的蛋白質大都失去活性或喪失正常功能，此種突變稱為無義突變（non?sense mutation）。例如，dna分子模板鏈中atg的g被t代替時，相應的mrna上的密碼子便從uac變成終止信號uaa，因此翻譯便到此為止，使肽鏈縮短。

　　終止密碼突變  當dna分子中一個終止密碼發生突變成為編碼氨基酸的密碼子時，多肽鏈的合成將不能正常終止，肽鏈將繼續延長直至遇到下一個終止密碼子，因而形成了延長的異常肽鏈，這種突變稱為終止密碼突變（termination codon mutation），屬于一類延長突變（elongtion mutation）。

　　此外，還有抑制基因突變。如果基因內部不同位置上的不同堿基分別發生突變，使其中一次突變抑制了另一次突變的遺傳效應，這種突變稱為抑制基因突變（suppressor gene mutation）。例如，在血紅蛋白異常疾病中，hb harlem是β鏈第6位谷氨酸變成纈氨酸，第73位天冬氨酸變成天冬酰胺，但患者臨床表現較輕；而單純β6谷氨酸→纈氨酸，通常產生嚴重的臨床癥狀，甚至造成死亡。這說明hb harlem即β73的突變抑制了β6突變的有害效應。

　　（2）移碼突變

　　移碼突變（frame?shift mutation）是指dna鏈上插入或缺失1個、2個甚至多個堿基（但非3個堿基或3的整數倍的堿基），導致在插入或缺失堿基部位以后的密碼子順序和組成發生相應改變。由于原來的密碼子移位，終止密碼子常常推后或提前出現，結果造成新合成肽鏈延長或縮短。

　　(3)整碼突變

　　如果在dna鏈的密碼子之間插入或缺失一個或幾個密碼子，則合成的肽鏈將增加或減少一個或幾個氨基酸，但插入或缺失部位的前后氨基酸順序不變。這種突變稱為整碼突變（codon mutation）。亦稱密碼子插入或缺失（codon insertion or deletion）。

　　2.繆勒對突變的研究

　　1927年，美國遺傳學家繆勒（h.j.muller，1890—1967）首次發現，用x射線照射果蠅精子，后代發生突變的個體數大大增加，同年，又有科學家用x射線和γ射線照射玉米和大麥的種子，也得到了類似的結果。這些觀察激起了人們對輻射誘變研究的興趣。第二次世界大戰期間，科學家發現了第一個化學誘變劑──芥子氣，開辟了化學誘變的新途徑。從此，利用各種物理的和化學的手段進行人工誘變的工作，在世界范圍內廣泛開展起來。

　　3.誘發基因突變的因素及其作用機理

　　（1）物理誘變因素

　　在多種物理誘變因素中，應用最廣泛并且行之有效的是射線。用于誘變的射線包括電離射線和非電離射線。

　　在誘變研究中，x射線、γ射線、α射線、β射線和中子等都是人們常用的電離射線。最早用于誘變的電離射線是x射線，后來人們發現γ射線的誘變效果比較好，于是γ射線成為人工誘變的首選射線。近年來，人們發現中子的誘變效果也很好，用中子進行誘變的研究日趨增多。電離輻射作用于生物體時，首先從細胞中各種物質的原子或分子的外層擊出電子，引起這些物質的原子或分子的電離和激發。當細胞內的染色體或dna分子在射線的作用下產生電離和激發時，它們的結構就會改變，這是電離輻射的直接作用。此外，電離輻射的能量可以被細胞內大量的水吸收，使水電離，產生各種游離基團，游離基團作用于dna分子，也會引起dna分子結構的改變。研究表明，電離輻射誘發基因突變的頻率，在一定范圍內和輻射劑量成正比；電離輻射有累加效應，小劑量長期照射與大劑量短期照射的誘變效果相同。

　　紫外線攜帶的能量很小，穿透力弱，不足以引起物質的電離，屬于非電離射線。物質吸收紫外線后，其組成分子由于電子的激發而變成激發分子，結果極易引起分子結構的改變。在紫外線的照射下，dna分子可能發生多種形式的結構改變，如dna鏈的斷裂、dna分子內或分子間交聯、dna和蛋白質交聯、胞嘧啶水合作用以及形成嘧啶二聚體等，這些變化都有可能引起基因突變，其中形成嘧啶二聚體（如胸腺嘧啶二聚體）是引起突變的主要原因。例如，dna雙鏈之間胸腺嘧啶二聚體的形成，會阻礙雙鏈的分開和下一步的復制。同一條鏈上相鄰胸腺嘧啶之間二聚體的形成，會阻礙堿基的正常配對和腺嘌呤的正常加入，使復制在這個點上停止或發生錯誤，于是新形成的鏈上便出現改變了的堿基順序，在隨后的復制過程中就會產生一個在兩條鏈上堿基順序都改變了的分子，從而導致基因突變。

　　（2）化學誘變因素

　　一些化學物質和輻射一樣能夠引起生物體發生基因突變。通過對上千種化學物質的誘變作用進行研究，發現從簡單的無機物到復雜的有機物，金屬離子、生物堿、生長刺激素、抗生素、農藥、滅菌劑、色素、染料等都可以誘發突變，但是誘變效果好的種類并不多。根據化學誘變劑對dna作用方式的不同，可以將它們分為以下三類。

　　一類是能夠改變dna化學結構的誘變劑，如亞硝酸和烷化劑等。亞硝酸具有氧化脫氨作用，它能使腺嘌呤（a）脫去氨基變成次黃嘌呤（h），胞嘧啶（c）脫去氨基變成尿嘧啶（u）。在dna分子第一次復制時，h與c配對，u與a配對。第二次復制時，c與g配對，a與t配對。于是，經過兩次復制，原來的a—t堿基對就變成了g—c堿基對，而g—c堿基對卻變成了a-t堿基對。

　　常見的烷化劑有硫酸二乙酯、乙烯亞胺、甲基磺酸乙二酯、亞硝基甲基脲等。烷化劑有一個或幾個不穩定的烷基，能夠與dna分子的堿基發生化學反應，置換其中某些基團的氫原子，從而改變堿基的化學結構，使dna分子復制時出現堿基配對的差錯，最終導致基因突變。

　　一類是堿基類似物，它們的分子結構與dna分子中的堿基十分相似。在dna分子復制時，這些堿基類似物能夠以假亂真，作為dna的組成成分加入到dna分子中，從而引起基因突變。常見的堿基類似物有5-溴尿嘧啶、2-氨基嘌呤等。

　　還有一類是吖啶類化合物，它們可以插入dna分子結構中，使dna分子在復制或轉錄時出現差錯而導致突變。

　　4.鐮刀型細胞貧血癥

　　鐮刀型細胞貧血癥是20世紀初被人們發現的一種遺傳病。19xx年，一個黑人青年到醫院看病，他的癥狀是發燒和肌肉酸痛。經過檢查發現，他患的是當時人們尚未認識的一種特殊的貧血癥，他的紅細胞不是正常的圓餅狀，而是彎曲的鐮刀狀。后來，人們就把這種病稱為鐮刀型細胞貧血癥。鐮刀型細胞貧血癥主要發生在黑色人種中，在非洲黑人中的發病率最高，在意大利、希臘等地中海沿岸國家和印度等地，發病人數也不少，在我國的南方地區也發現有這類病例。

　　1928年，人們就已經了解到鐮刀型細胞貧血癥是一種遺傳病。后來證實，它是一種常染色體隱性遺傳病。1949年，一位曾經兩次獲得諾貝爾獎的美國著名化學家鮑林（l.c.pauling），在美國的《科學》雜志上發表了題為《鐮刀型細胞貧血癥──分子病》的研究報告。他在文章中寫道：“在我們的研究開始之時，有證據表明紅細胞鐮變的過程可能是與紅細胞內血紅蛋白的狀態和性質密切相關的。”鮑林將正常人、鐮刀型細胞貧血癥患者和鐮刀型細胞貧血癥基因攜帶者的血紅蛋白，分別放在一定的緩沖溶液中進行電泳，發現正常人和患者的血紅蛋白的電泳圖譜明顯不同，而攜帶者的血紅蛋白的電泳圖譜，與由正常人的和患者的血紅蛋白以1∶1的比例配成的混合物的電泳圖譜非常相似。鮑林推測鐮刀型細胞貧血癥是由于血紅蛋白分子的缺陷造成的。

　　正常的血紅蛋白是由兩條α鏈和兩條β鏈構成的四聚體，其中每條肽鏈都以非共價鍵與一個血紅素相連接。α鏈由141個氨基酸組成，β鏈由146個氨基酸組成。鐮刀型細胞貧血癥患者的血紅蛋白的分子結構與正常人的血紅蛋白的分子結構不同。1956年，英格拉姆（ingram）等人用胰蛋白酶把正常的血紅蛋白（hba）和鐮刀型細胞的血紅蛋白（hbs）在相同條件下切成肽段，通過對比二者的濾紙電泳雙向層析譜，發現有一個肽段的位置不同。也就是說，hbs和hba的α鏈是完全相同的，所不同的只是β鏈上從n末端開始的第6位的氨基酸殘基，在正常的hba分子中是谷氨酸，在病態的hbs分子中卻被纈氨酸所代替。

　　在hbs中，由于帶負電的極性親水谷氨酸被不帶電的非極性疏水纈氨酸所代替，致使血紅蛋白的溶解度下降。在氧張力低的毛細血管區，hbs形成管狀凝膠結構（如棒狀結構），導致紅細胞扭曲成鐮刀狀（即鐮變）。這種僵硬的鐮狀紅細胞不能通過毛細血管，加上hbs的凝膠化使血液的黏滯度增大，阻塞毛細血管，引起局部組織器官缺血缺氧，產生脾腫大、胸腹疼痛（又叫做“鐮型細胞痛性危象”）等臨床表現。

5.1 基因突變和基因重組 篇2

　　學習導航

　　1.學習目標

　　（1）通過對鐮刀型細胞貧血癥的認識弄清下列問題：基因突變的時間是dna復制過程中；有堿基對的替換、增添、缺失幾種類型；結果引起基因結構的改變，產生新的基因，可能使生物出現新的性狀。

　　（2）聯系生活中“夏季防曬霜的使用、做x射線透視的醫務人員要穿防護衣、海灣戰爭中貧鈾彈使用的惡果”等實際現象，找出引起基因突變的幾種外界因素：物理因素、化學因素和生物因素。

　　（3）分析教科書中列舉到的各種實例，總結歸納出基因突變的特點，找出基因突變對生物進化和生產實際的意義。

　　（4）說出基因重組的概念，發生時機。認真分析“思考與討論”中的問題，從中領悟基因重組的意義。

　　（5）基因突變和基因重組的比較（見下頁表）。

　　2.學習建議

　　本節知識非常抽象，在學習時一定注意從現象開始，追根溯源，聯系所學過的有關知識去理解基因突變和基因重組兩個概念。

　　（1）在學習基因突變的本質時，要聯系dna復制和基因表達的有關知識。在dna復制過程中，dna分子的解旋使堿基對暴露，因而使堿基對易發生替換、增添或缺失引起基因突變。突變后的基因成為一個新的基因，即原基因的等位基因。該基因在表達時，由于引起mrna上密碼子的改變使組成蛋白質的氨基酸種類和數目都可能發生變化，生物體的性狀也可能發生改變。但由于一種氨基酸有多種密碼子，所以基因發生突變后，所編碼的氨基酸也可能不發生改變。

　　（2）任何事件的發生總是有內因和外因在共同起作用，基因突變也不例外。引起基因突變的外界因素有三類：物理因素、化學因素和生物因素。對于這三種因素的作用，我們可以通過分析一些實例來進行歸納總結。

　　（3）在學習基因重組的概念時，應聯系減數分裂的染色體變化。同時注意與基因突變進行比較，可采用列表方式，使兩種變異之間的區別與聯系更加清晰。

　　自我測評

　　一、選擇題

　　1.人類發生鐮刀型細胞貧血癥的根本原因在于基因突變，其突變的方式是基因內（　　）。

　　a.堿基發生改變(替換)　　　b.增添或缺失某個堿基對

　　c.增添一段dna　　　　　　　d.缺失一小段dna

　　2.下列說法中，正確的是（　　）。

　　a.基因突變是染色體上基因某一位置點的改變

　　b.所有基因突變一定能通過生殖傳遞給后代

　　c.絕大多數基因突變對突變個體的生存有利

　　d.每個生物體只有某些特殊細胞能發生基因突變

　　3.下列關于基因突變特點的說法中，正確的是（　　）。

　　①對某種生物而言，在自然狀態下基因突變的頻率是很低的　②自然突變在生物界普遍存在　③所有基因突變對生物體都是有害的　④基因突變是不定向的　⑤基因突變只發生在某些特定的條件下

　　a.①②③　　b.③④⑤　　c.①②④　　d.②③⑤

　　4.當牛的精原細胞進行dna分子復制時，細胞中不可能發生（　　）。

　　a.基因重組　　b.dna的解旋　　c.基因突變　　d.蛋白質合成

　　5.長期接觸到x射線的人群，他（她）們的后代中遺傳病的發病率明顯提高，其主要原因是這一人群的生殖細胞很可能發生（　　）。

　　a.基因重組　　b.基因分離　　c.基因互換　　d.基因突變

　　6.鐮刀型細胞貧血癥患者，發病時其紅細胞會變成彎曲的鐮刀狀，這種性狀的具體體現者是（　　）。

　　a.紅細胞膜上的雙層磷脂分子　　　b.紅細胞中的血紅蛋白分子

　　c.控制合成血紅蛋白的dna片斷　　　d.控制合成血紅蛋白的rna模板

　　7.下列關于人工誘發突變的說法中，錯誤的是（　　）。

　　a.激光、x射線等物理因素能誘發基因突變

　　b.亞硝酸、硫酸二乙酯等化學因素能誘發基因突變

　　c.人工誘變可以提高突變率

　　d.人工誘變產生的基因突變都是定向的

　　8.基因突變發生在（　　）。

　　a.dna→rna的過程中　　　b.dna→dna的過程中

　　c.rna→蛋白質過程中　　　d.rna→攜帶氨基酸的過程

　　9.雙眼皮的父母生了一個單眼皮的孩子，這種變異來源于（　　）。

　　a.基因突變b.基因重組　　c.染色體變異　　d.環境的差異

　　10.在形成精子的減數分裂過程中，基因突變可能發生于（　　）。

　　a.精原細胞b.初級精母細胞c.次級精母細胞d.精子細胞

　　11.一個堿基對可加到dna分子上或從dna分子上除去，這種dna堿基順序的變化是（　　）。

　　a.基因重組　　b.基因突變　　c.染色體的變化　　d.不遺傳的變異

　　12.鐮刀型細胞貧血癥患者與正常人存在差異的根本原因是下列哪項發生了變化？（　　）

　　a.核糖核酸　　b.堿基對　　c.氨基酸　　d.核苷酸

　　13.下列各項中，既是伴性遺傳，又是突變性狀的是（　　）。

　　a.白化病　　　b.鐮刀型細胞貧血癥

　　c.無子西瓜　　d.果蠅中的白眼性狀

　　14.若把老鼠的尾巴從出生時就切除，一代一代的連續進行，10代以后生出的老鼠將是（　　）。

　　a.無尾巴　　b.尾巴變短　　c.尾巴變長　　d.和普通老鼠一樣

　　15.基因重組可以發生在（　　）。

　　①細胞有絲分裂后期　②四分體時期　③減數第一次分裂后期　④受精作用過程中　⑤細胞分裂間期

　　a.①③　　b.①②③④　　c.②③④　　d.②③④⑤

　　二、非選擇題

　　16.基因突變按照發生的部位可分為體細胞突變和生殖細胞突變。若是前者，應發生在分裂　　　期；若是后者，則發生在　　　分裂　　　期。

　　17.北約軍隊在對南斯拉夫聯盟共和國進行空襲時，除了常規武器外，還使用了貧鈾炸彈，貧鈾炸彈發出的　　　能夠使生物體的　　　發生變異，造成生物體產生　　　，即dna分子堿基對的　　　　　　。

　　18.昆蟲學家用人工誘變的方法使昆蟲發生基因突變，導致酯酶的活性升高，該酶可催化分解有機磷農藥。通過轉基因技術已將該基因導入細菌體內，并與細菌的dna整合在一起。這樣的細菌仍能繁殖。請根據上述內容回答下面的問題。

　　（1）這種重組dna技術可以達到定向改變　　　的目的，產生出人類所需要的物質，或者組建出新的　　　。

　　（2）通過這種生物工程產生的細菌，其后代同樣能分泌酯酶，其原因是：

　　。

　　19.下圖甲表示人類鐮刀型細胞貧血癥的病因，乙是在一個家族中該病的遺傳系譜圖（控制基因用b、b）。已知谷氨酸的密碼子是gaa、gag，請根據圖回答下面的問題。

　　（1）圖甲中①②表示的遺傳信息傳遞過程分別是①　　　，②　　　；①過程發生的時間是　　　，主要場所是　　　　　　。

　　（2）α鏈堿基組成　　　　　　，β鏈堿基組成　　　　　　。

　　（3）鐮刀型細胞貧血癥致病基因位于　　　　　　染色體上，屬于　　　　　　性遺傳病。

　　（4）圖乙中，ⅱ6的基因型是　　　，要保證ⅱ9婚配后代不患此病，從理論上說其配偶的基因型必須為

　　。

　　（5）若正常基因片段中的ctt突變成ctc，由此控制的生物性狀是否可能發生變化？

5.1 基因突變和基因重組 篇3

　　一：教材分析

　　1、教材內容

　　本節是人教版普通高中標準實驗教科書生物必修2《遺傳與進化》的第五章《基因突變及其他變異》的第一節內容。

　　本節介紹了可遺傳變異的兩種類型：基因突變和基因重組，其中基因突變從實例對鐮刀型細胞貧血癥的分析入手，引入基因突變的概念，然后詳細闡述基因突變的原因和特點、意義。在闡述自然狀態下基因突變的頻率很低時，教材用實例說明在一個足夠大的群體中，即使基因突變頻率很低，突變個體仍然會占有一定的數量。這個實例體現了生物在進化過程中“變”與“不變”的平衡，有助于學生理解基因突變在生物進化中所占有的重要地位。

　　在基因重組部分，教材設置了“思考與討論“的欄目，旨在讓學生利用數學方法，通過計算，體會基因重組機制提供的極其多樣的基因組合方式，從而幫助學生理解基因重組是生物多樣性形成的主要原因。正文中則簡要闡述了基因重組的概念、類型和意義。本節內容引導學生從分子水平上理解遺傳物質如何引起生物變異的。

　　2、教材地位和作用

　　通過前面各章的學習，學生對“基因是什么”、“基因在哪里”和基因如何起作用“等問題已有了基本的認識。本章內容既是對前四章內容合乎邏輯的延續，又是學習第六章《從雜交育種到基因工程》和第七章《現代生物進化理論》的重要基礎。

　　3、教學目標

　　依據課程標準和本節內容確定本節教學目標為：

　　知識目標：

　　①舉例說明基因突變的特點和原因。

　　②舉例說出基因重組。

　　③說出基因突變和基因重組的意義。

　　能力目標：

　　①通過對課本中實例的分析，培養學生分析歸納總結的邏輯推理能力。

　　②通過學生之間相互啟發、相互補充、激發靈感，提高學生合作—探究的能力。

　　③教師精心設計智能訓練和反饋.培養學生理論聯系實際的能力。

　　情感目標：

　　①通過生物變異的事例，增強學生對生物世界探究的好奇心及保護意識，培養學生們嚴謹的科學態度和熱愛科學的興趣。

　　②引領學生進入“自主—合作—探究”新課程理念氛圍，讓學生真正成為學習的主人。

　　3、教學重點

　　基因突變的概念、特點及原因。

　　4、教學難點

　　基因突變和基因重組的意義。

　　二：教學策略

　　1、從科學發現的過程切入，設置問題情境，引導學生探究。

　　對于于基因突變，通過鐮刀型細胞貧血癥的實例，從現象開始，追根溯源，讓學生理解基因突變的根本原因是dna分子的堿基對發生了變化，這種變化可能會導致生物體的性狀發生改變，并結合“思考與討論”中的問題讓學生討論和探究。通過討論讓學生認識到基因突變的本質是dna分子的堿基對發生了改變，并且能夠進一步理解“基因對性狀的控制是通過控制蛋白質合成來實現的”這一基本的生物學原理。

　　2、用類比推理的方法引導學生理解基因突變的類型。

　　引導學生理解基因突變的類型時，可讓學生觀察p80圖片，討論英文句子中個別字母發生改變后，對于全句所表達的意思的影響情況。通過分析可以看出，英語句子中一個字母的改變，可能導致句子的意思不變、變化不大和完全改變這三種情況。然后，老師再通過聯想和類比的方法，結合不同的密碼子可以對應相同的氨基酸的知識，引導學生推測基因突變與生物性狀改變之間的關系，從而理解不是所有的基因突變都會導致生物體性狀的改變。所以，基因突變對于生物體來說，有的有害，有的有利，有的既無害也無利。

　　3、通過生活中的具體事例引導學生理解抽象的概念。

　　在學習基因突變的原因時，引用癌癥的病例，介紹癌癥的形成是體細胞發生基因突變的結果，然后讓學生列舉生活中的事例，歸納哪些因素會導致基因突變。

　　4、以設問和討論的形式引導學生思考基因突變和基因重組的意義。

　　教師精心設問，使學生理解基因突變最重要的特點是產生了新的基因，原來的基因和新的基因所表達的性狀為自然環境提供了選擇的材料。

　　聯系孟德爾豌豆雜交實驗，讓學生理解基因重組盡管不能產生新的基因，但可以產生不同的生物性狀組合，產生新的基因型。所以說，基因重組為生物的進化提供了可供選擇的材料。

　　5、以填表的形式引導學生對比和總結。

　　教師在教學結束時，可將基因突變和基因重組進行列表總結，其中的總結內容可由學生討論回答

　　三：學法

　　觀察與比較、思考與討論、分析與歸納

　　四、學情分析

　　學生對于生物變異的現象并不陌生，通過初中生物課的學習，學生已初步認識到生物的變異首先與遺傳物質有關，其次與環境有關。本節內容在此基礎上，進一步引導學生學習遺傳物質究竟是如何引起生物的變異的。

　　必修一中《細胞的癌變》一節，介紹了引起原癌基因與抑癌基因發生改變的原因，在此基礎上，有利于學生理解引起基因突變的原因。

　　學生已學過的孟德爾的具有兩對相對性狀的豌豆雜交實驗及基因自由組合定律的實質，在此基礎上可以引導學生對基因重組概念、時期及意義 的理解。

　　五、教學過程

　　1、創設情景，引入新課

　　多媒體課件展示：19xx年，一黑人青年因發燒和肌肉酸痛到醫院看病，經檢查發現他的紅細胞為彎曲的鐮刀狀，(展示圖片)引出鐮刀形細胞貧血癥，引導學生分析病因，發病的直接原因及根本原因，引入新課教學——基因突變。

　　2、基因突變的新授教學

　　(1)基因突變的實例及概念

　　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。通過觀察課件(課本“思考與討論”中p81圖)引導學生進一步思考探索。從上→下順次演示，讓學生由表及里、由淺入深的認識。當學生已有一定的感性認識后，再次演示可變為從下→上次序播放。而此種安排則有助于學生明確因果關系，進一步加深對知識理解(基因對性狀的控制是通過蛋白質合成來實現的)。完成思考討論中的圖解及問題。

　　讓學生觀察p80圖片，討論英文句子中個別字母發生改變后，對于全句所表達的意思的影響情況。老師再通過聯想和類比的方法，結合不同的密碼子可以對應相同的氨基酸的知識，引導學生理解基因突變的概念，并引導學生推測基因突變與生物性狀改變之間的關系，從而理解不是所有的基因突變都會導致生物體性狀的改變。所以，基因突變對于生物體來說，有的有害，有的有利，有的既無害也無利。教師點撥引導學生得出基因突變的根本原因、概念、時間等問題

　　(2)、基因突變的原因、類型和特點

　　設問：基因突變為何產生?聯系細胞的癌變展開互動的討論，相互啟發，互相補充，解疑去惑，獲取知識，鍛煉能力。同時引導學生得出基因突變的具體原因(外因→內因)，并由課文敘述引導學生得出基因突變的類型有自然突變和誘發突變(人工誘變)兩種，作為人工誘變育種的理論依據，為下章內容打下基礎。

　　通過學生自主學習、討論探究，使學生對基因突變的特點有一定的認識和理解，在此基礎上，教師做系統點撥和補充，使他們更加準確、牢固地掌握本知識點。

　　(3)基因突變的意義

　　在基因突變特點的探討學習過程中已充分滲透了基因突變對生物進化的意義，并引導學生得出突變是不定向的，選擇是定向的，為第七章生物的進化打下基礎。(這里引導得出結論的同時重點強調)

　　3、基因重組的新授教學

　　問題情境：p83課本中的“思考與討論” 入手，討論親子代之間，子代個體之間性狀不同的原因，帶領學生梳理知識直接找出基因重組的概念、類型，使學生深刻體會到：基因重組可以為變異提供極其豐富的來源，是生物多樣性的原因之一，對生物進化有重要意義。

　　4、課堂總結(注重知識聯系，有利于對知識的理解)

　　1)多媒體展示

　　基因突變 基因重組

　　本質

　　發生時間及原因

　　條件

　　意義

　　發生可能

　　發生的生物范圍

　　聯系

　　2)反饋訓練(注意典型性，由基礎到提高的層次性)

　　六、板書設計

　　一、基因突變

　　1：概念 dna分子中發生堿基對的替換、增添、缺失，而引起的基因結構的改變。

　　根本原因 dna分子的堿基對發生變化

　　時間 dna分子復制時

　　結果 引起基因結構的改變，可能會導致生物體的性狀發生改變。

　　2：原因(多媒體展示)

　　3：特點 普遍性、隨機性、不定向性、低頻性、少利多害性

　　4：意義 基因突變是新基因產生的途徑，是變異的根本來源，是生物進化的原始材料

　　二、基因重組

　　1：概念：生物體在有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合

　　2：類型

　　(1)隨機重組：減數第一次分裂后期

　　(2)交叉互換：簡述第一次分裂四分體時期。

　　3：意義 基因重組是生物變異的來源之一，對生物的進化具有重要的意義。

　　七、教學效果

　　預期效果：運用多種教學手段，完成教學目標，把傳授知識、培養興趣和能力、滲透方法有機地結合到一起，全方位地培養學生。

　　八、教學反思

　　在本節課的設計過程中嘗試建立新的課堂教學模式，打破以教師、課堂、書本為中心，以講授灌輸為主線的教學套路，構建以學生主動參與，探究創新為主線的教學模式。充分發揮學生學習的自主性，引導學生主動發現問題，主動搜集、分析有關信息和資料，主動建構良好的認識結構，使學生受到科學方法的訓練，培養學生自主學習的意識。

5.1 基因突變和基因重組 篇4

　　一：教材分析

　　1、教材內容

　　本節是人教版普通高中標準實驗教科書生物必修2《遺傳與進化》的第五章《基因突變及其他變異》的第一節內容。

　　本節介紹了可遺傳變異的兩種類型：基因突變和基因重組，其中基因突變從實例對鐮刀型細胞貧血癥的分析入手，引入基因突變的概念，然后詳細闡述基因突變的原因和特點、意義。在闡述自然狀態下基因突變的頻率很低時，教材用實例說明在一個足夠大的群體中，即使基因突變頻率很低，突變個體仍然會占有一定的數量。這個實例體現了生物在進化過程中“變”與“不變”的平衡，有助于學生理解基因突變在生物進化中所占有的重要地位。

　　在基因重組部分，教材設置了“思考與討論“的欄目，旨在讓學生利用數學方法，通過計算，體會基因重組機制提供的極其多樣的基因組合方式，從而幫助學生理解基因重組是生物多樣性形成的主要原因。正文中則簡要闡述了基因重組的概念、類型和意義。本節內容引導學生從分子水平上理解遺傳物質如何引起生物變異的。

　　2、教材地位和作用

　　通過前面各章的學習，學生對“基因是什么”、“基因在哪里”和基因如何起作用“等問題已有了基本的認識。本章內容既是對前四章內容合乎邏輯的延續，又是學習第六章《從雜交育種到基因工程》和第七章《現代生物進化理論》的重要基礎。

　　3、教學目標

　　依據課程標準和本節內容確定本節教學目標為：

　　知識目標：

　　①舉例說明基因突變的特點和原因。

　　②舉例說出基因重組。

　　③說出基因突變和基因重組的意義。

　　能力目標：

　　①通過對課本中實例的分析，培養學生分析歸納總結的邏輯推理能力。

　　②通過學生之間相互啟發、相互補充、激發靈感，提高學生合作—探究的能力。

　　③教師精心設計智能訓練和反饋.培養學生理論聯系實際的能力。

　　情感目標：

　　①通過生物變異的事例，增強學生對生物世界探究的好奇心及保護意識，培養學生們嚴謹的科學態度和熱愛科學的興趣。

　　②引領學生進入“自主—合作—探究”新課程理念氛圍，讓學生真正成為學習的主人。

　　3、教學重點

　　基因突變的概念、特點及原因。

　　4、教學難點

　　基因突變和基因重組的意義。

　　二：教學策略

　　1、從科學發現的過程切入，設置問題情境，引導學生探究。

　　對于于基因突變，通過鐮刀型細胞貧血癥的實例，從現象開始，追根溯源，讓學生理解基因突變的根本原因是DNA分子的堿基對發生了變化，這種變化可能會導致生物體的性狀發生改變，并結合“思考與討論”中的問題讓學生討論和探究。通過討論讓學生認識到基因突變的本質是DNA分子的堿基對發生了改變，并且能夠進一步理解“基因對性狀的控制是通過控制蛋白質合成來實現的”這一基本的生物學原理。

　　2、用類比推理的方法引導學生理解基因突變的類型。

　　引導學生理解基因突變的類型時，可讓學生觀察P80圖片，討論英文句子中個別字母發生改變后，對于全句所表達的意思的影響情況。通過分析可以看出，英語句子中一個字母的改變，可能導致句子的意思不變、變化不大和完全改變這三種情況。然后，老師再通過聯想和類比的方法，結合不同的密碼子可以對應相同的氨基酸的知識，引導學生推測基因突變與生物性狀改變之間的關系，從而理解不是所有的基因突變都會導致生物體性狀的改變。所以，基因突變對于生物體來說，有的有害，有的有利，有的既無害也無利。

　　3、通過生活中的具體事例引導學生理解抽象的概念。

　　在學習基因突變的原因時，引用癌癥的病例，介紹癌癥的形成是體細胞發生基因突變的結果，然后讓學生列舉生活中的事例，歸納哪些因素會導致基因突變。

　　4、以設問和討論的形式引導學生思考基因突變和基因重組的意義。

　　教師精心設問，使學生理解基因突變最重要的特點是產生了新的基因，原來的基因和新的基因所表達的性狀為自然環境提供了選擇的材料。

　　聯系孟德爾豌豆雜交實驗，讓學生理解基因重組盡管不能產生新的基因，但可以產生不同的生物性狀組合，產生新的基因型。所以說，基因重組為生物的進化提供了可供選擇的材料。

　　5、以填表的形式引導學生對比和總結。

　　教師在教學結束時，可將基因突變和基因重組進行列表總結，其中的總結內容可由學生討論回答

　　三：學法

　　觀察與比較、思考與討論、分析與歸納

　　四、學情分析

　　學生對于生物變異的現象并不陌生，通過初中生物課的學習，學生已初步認識到生物的變異首先與遺傳物質有關，其次與環境有關。本節內容在此基礎上，進一步引導學生學習遺傳物質究竟是如何引起生物的變異的。

　　必修一中《細胞的癌變》一節，介紹了引起原癌基因與抑癌基因發生改變的原因，在此基礎上，有利于學生理解引起基因突變的原因。

　　學生已學過的孟德爾的具有兩對相對性狀的豌豆雜交實驗及基因自由組合定律的實質，在此基礎上可以引導學生對基因重組概念、時期及意義 的理解。

　　五、教學過程

　　1、創設情景，引入新課

　　多媒體課件展示：192019年，一黑人青年因發燒和肌肉酸痛到醫院看病，經檢查發現他的紅細胞為彎曲的鐮刀狀，(展示圖片)引出鐮刀形細胞貧血癥，引導學生分析病因，發病的直接原因及根本原因，引入新課教學——基因突變。

　　2、基因突變的新授教學

　　(1)基因突變的實例及概念

　　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。通過觀察課件(課本“思考與討論”中P81圖)引導學生進一步思考探索。從上→下順次演示，讓學生由表及里、由淺入深的認識。當學生已有一定的感性認識后，再次演示可變為從下→上次序播放。而此種安排則有助于學生明確因果關系，進一步加深對知識理解(基因對性狀的控制是通過蛋白質合成來實現的)。完成思考討論中的圖解及問題。

　　讓學生觀察P80圖片，討論英文句子中個別字母發生改變后，對于全句所表達的意思的影響情況。老師再通過聯想和類比的方法，結合不同的密碼子可以對應相同的氨基酸的知識，引導學生理解基因突變的概念，并引導學生推測基因突變與生物性狀改變之間的關系，從而理解不是所有的基因突變都會導致生物體性狀的改變。所以，基因突變對于生物體來說，有的有害，有的有利，有的既無害也無利。教師點撥引導學生得出基因突變的根本原因、概念、時間等問題

　　(2)、基因突變的原因、類型和特點

　　設問：基因突變為何產生?聯系細胞的癌變展開互動的討論，相互啟發，互相補充，解疑去惑，獲取知識，鍛煉能力。同時引導學生得出基因突變的具體原因(外因→內因)，并由課文敘述引導學生得出基因突變的類型有自然突變和誘發突變(人工誘變)兩種，作為人工誘變育種的理論依據，為下章內容打下基礎。

　　通過學生自主學習、討論探究，使學生對基因突變的特點有一定的認識和理解，在此基礎上，教師做系統點撥和補充，使他們更加準確、牢固地掌握本知識點。

　　(3)基因突變的意義

　　在基因突變特點的探討學習過程中已充分滲透了基因突變對生物進化的意義，并引導學生得出突變是不定向的，選擇是定向的，為第七章生物的進化打下基礎。(這里引導得出結論的同時重點強調)

　　3、基因重組的新授教學

　　問題情境：P83課本中的“思考與討論” 入手，討論親子代之間，子代個體之間性狀不同的原因，帶領學生梳理知識直接找出基因重組的概念、類型，使學生深刻體會到：基因重組可以為變異提供極其豐富的來源，是生物多樣性的原因之一，對生物進化有重要意義。

　　4、課堂總結(注重知識聯系，有利于對知識的理解)

　　1)多媒體展示

　　基因突變 基因重組

　　本質

　　發生時間及原因

　　條件

　　意義

　　發生可能

　　發生的生物范圍

　　聯系

　　2)反饋訓練(注意典型性，由基礎到提高的層次性)

　　六、板書設計

　　一、基因突變

　　1：概念 DNA分子中發生堿基對的替換、增添、缺失，而引起的基因結構的改變。

　　根本原因 DNA分子的堿基對發生變化

　　時間 DNA分子復制時

　　結果 引起基因結構的改變，可能會導致生物體的性狀發生改變。

　　2：原因(多媒體展示)

　　3：特點 普遍性、隨機性、不定向性、低頻性、少利多害性

　　4：意義 基因突變是新基因產生的途徑，是變異的根本來源，是生物進化的原始材料

　　二、基因重組

　　1：概念：生物體在有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合

　　2：類型

　　(1)隨機重組：減數第一次分裂后期

　　(2)交叉互換：簡述第一次分裂四分體時期。

　　3：意義 基因重組是生物變異的來源之一，對生物的進化具有重要的意義。

　　七、教學效果

　　預期效果：運用多種教學手段，完成教學目標，把傳授知識、培養興趣和能力、滲透方法有機地結合到一起，全方位地培養學生。

　　八、教學反思

　　在本節課的設計過程中嘗試建立新的課堂教學模式，打破以教師、課堂、書本為中心，以講授灌輸為主線的教學套路，構建以學生主動參與，探究創新為主線的教學模式。充分發揮學生學習的自主性，引導學生主動發現問題，主動搜集、分析有關信息和資料，主動建構良好的認識結構，使學生受到科學方法的訓練，培養學生自主學習的意識。

5.1 基因突變和基因重組 篇5

　　一、教材分析《基因突變和基因重組》是人教版高中生物必修二《遺傳與進化》第5章第1節的教學內容，主要學習基因突變的概念、特點和原因，基因突變和基因重組的意義。二、教學目標（一）知識方面1.舉例說明基因突變的概念、原因、特點；2.舉例說出基因重組；3.說出基因突變和基因重組的意義。（二）能力方面1.學會數據處理，類比推理等科學方法；2.培養學生自學能力，發散思維及綜合能力。（三）情感態度價值方面1.在基因突變的學習中懂得生物界在豐富多彩的本質，從而進行辯證唯物主義的思想教育；2.在基因突變的學習中懂得如何確立健康的生活方式。3.引導學生從生物學角度對基因突變和基因重組作科學的了解，形成正確的科學價值觀，激發學生的責任感。三、教學重點難點重點：1.基因突變的概念及特點。2.基因突變的原因。難點：   基因突變和基因重組的意義。四、學情分析    生物的變異現象對于學生而言并不陌生，通過初中生物課的學習學生已經初步認識到生物的變異首先與遺傳物質有關，其次與環境有關本節在此基礎上進一步引導學生學習遺傳物質究竟是如何引起生物的變異的。五、教學方法1.學案導學：見后面的學案。2.新授課教學基本環節：預習檢查、總結疑惑→情境導入、展示目標→合作探究、精講點撥→反思總結、當堂檢測→發導學案、布置預習六、課前準備1.學生的學習準備：預習本節問題探討及基因突變的實例。2.教師的教學準備：多媒體課件制作，課前預習學案，課內探究學案，課后延伸拓展學案。七、課時安排：1課時八、教學過程(一)預習檢查、總結疑惑檢查落實了學生的預習情況并了解了學生的疑惑，使教學具有了針對性。（二）情景導入、展示目標。引言：前面我們對遺傳問題進行了學習,知道了主要的遺傳物質是dna，控制生物性狀遺傳的遺傳物質的結構和功能的基本單位是基因，以及遺傳的二個基本定律和伴性遺傳。生物性狀是由什么決定的呢？（答：由遺傳物質決定的。）性狀表現除與遺傳物質有關外，還與什么有關？（答：與外界條件有關）性狀由親代傳遞到子代時，會不會一成不變呢？當然不會，或多或少都會存在差異，這又為什么呢？（答：這是因為生物體不僅具有遺傳還具有變異。）在豐富多彩的生物界中，蘊含著形形色色的變異現象。那么生物的變異又是如何產生的呢？又有什么特點呢？今天，我們就來學習這方面的知識。檢查學生預習情況并讓學生把預習過程中的疑惑說出來。設計意圖：步步導入，吸引學生的注意力，明確學習目標。 （三）合作探究、精講點撥。探究1.基因突變的實例講述：生物的變異有兩種類型。那什么情況下的變異不遺傳，什么情況下的變異可遺傳？我們知道生物的表現型與基因型和外界環境條件有關。像玉米這樣，子粒飽滿是由于水、肥和光充足引起，也就是外界環境條件引起的，這種變異是不遺傳的。而太空椒邀游過太空，宇宙輻射改變了遺傳物質，因此這個變異性狀就是可遺傳的。可遺傳的變異是生物變異的主要類型。它的來源主要有三方面：基因突變、基因重組和染色體變異。那么，什么是基因突變？基因突變是怎么產生的？又怎么導致生物變異呢？下面一些圖片是關于正常的紅細胞基因突變形成鐮刀型細胞貧血癥的內容，我們先來看一下（學生閱書第80—81頁后回答鐮刀型細胞貧血癥是怎樣引起的一種遺傳病？討論并回答問題）。問：從片子中我們看到正常紅細胞是什么形狀？有什么功能？（答：圓餅形狀，運輸氧氣功能。）問：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？（答：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。讓我們來看鐮刀型細胞貧血癥病因的圖解。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（學生看課文81頁討論并回答問題）。問：兩者有什么區別？（答：正常的是谷氨酸，異常的是纈氨酸）問：氨基酸是由什么決定的？（答：由信使rna上的密碼子決定的。）問：構成信使rna上的密碼子的那些堿基又是由什么決定的呢？（答：由dna上的堿基決定的。）問：大家來比較一下正常與異常的dna，它們的區別在哪里？（答：一個堿基對的改變。）問：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？（答：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：我們看控制血紅蛋白的dna上一個堿基對改變，使得該基因脫氧核苷酸的排列順序發生了改變（教師引導學生回答），也就是基因結構改變了，最終控制血紅蛋白的性狀也會發生改變，所以紅細胞就由圓餅狀變為鐮刀狀了。基因結構改變除了堿基對的替換，還會不會有其它可能？

　　大家回顧一下，什么叫基因？基因的分子結構如何？出示基因結構變化示意圖，對圖講解。現在請大家自己來總結出基因突變的概念。（答：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。）講述：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、水稻高桿→矮桿、果蠅的紅眼→白眼等。那么基因突變是如何產生的呢？探究2.基因突變的原因學生閱讀書本81頁自己總結易誘發生物發生基因突變并提高基因突變頻率的因素有三類：（1）物理因素：包括x射線、紫外線、激光等；（2）化學因素：有亞硝酸、堿基類似物等。（3）生物因素：如病毒和某些細菌等生物的變異不只是由基因突變引起的，我們怎樣去認識由于基因突變而引起的變異？下面我們就來了解基因突變的特點。探究3.基因突變的特點出示圖片：棉花正常枝→短果枝；水稻高桿→矮桿；果蠅長翅→殘翅；雞的直羽→卷羽；人正常色覺→色盲；正常人→白化病。這些圖片，有植物，動物，還有人的例子，你們認為突變有什么特點？（可讓學生進行討論，用具體實例來說出各特點。）（答：植物、動物和人都可能發生基因突變。）基因突變是發生在什么時期？哪些細胞能發生基因突變？（答：其實基因突變可以發生在生物個體發育的任何時期和生物體的任何細胞。）問：如果突變發生在體細胞，該性狀會不會遺傳給后代？（答：不會，只有生殖細胞的突變才會遺傳給后代）既然任何生物發育的任何時期任何細胞都可能發生突變，那是不是突變很容易發生呢？請大家閱讀書本第82頁第4段的內容。（通過一問一答的形式明確）基因突變率很低，高等生物中大約有十萬個到一億個生殖細胞中才會有一個生殖細胞發生基因突變，低等生物，細菌、噬菌體突變頻率更低，同一種生物不同的基因突變率也不一樣。基因突變對生物體究竟好不好呢？大家討論一下。我們能不能只讓它進行有利的突變呢？這不行。因為基因突變是不定向的。一個基因可以向不同的方向發生突變，產生一個以上的等位基因。基因突變的特點有：①普遍性、②隨機性、③低頻性（突變率低）、④多數有害性、⑤不定向性。（在進行討論時，教師要適時根據具體情況引導，正確了解基因突變的特點，就能正確地認識基因突變引起的變異）基因突變往往產生了一些新性狀，這對生物有什么意義？探究4.基因突變的意義學生閱讀書本82頁第5段思考討論基因突變的意義。 探究5.基因重組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？又有什么特點呢？接下來我們就來學習基因重組。什么是基因重組呢？基因重組是控制不同性狀的基因重新組合。關于基因重組我們在前面學習自由組合定律時已經接觸過這方面的知識。大家先回顧一下，黃色圓粒與綠色皺粒作親本雜交，產生后代的過程。問：f2除了黃色圓粒、綠色皺粒以外還有兩種親本所沒有的新性狀：黃色皺粒、綠色圓粒，這兩種性狀與親本相比是不是變異性狀？（答：是。）問：它們又是如何產生的呢？（答：在f1減數分裂形成配子時，控制不同性狀的基因自由組合形成的。）問：基因重組可以發生在什么情況下？（答：減數分裂形成配子時非同源染色體上的非等位基因自由組合）基因重組還可以發生在減數分裂四分體時期，由于同源染色體的非姐妹染色單體之間常常發生局部互換，而造成控制不同性狀的基因重新組合（教師引導回答。）請大家舉出基因重組的例子。（回答：略）大家舉出的例子有好多，要強調的是這些基因重組的變異必須通過有性生殖過程實現。豐富多彩的變異形成了生物多樣性的重要原因之一。因此對生物進化具有十分重要的意義。（四）反思總結，當堂檢測。教師組織學生反思總結本節課的主要內容，并進行當堂檢測。教師列表總結基因突變和基因重組的本質、發生時間及原因、條件和意義等。

　　基因突變

　　基因重組

　　本質基因的分子結構發生改變，產生了新基因，出現了新的性狀。不同基因的重新組合，不產生新基因，而是產生新的基因型，使不同性狀重新組合。

　　發生時間及原因細胞分裂間期dna分子復制時，由于外界理化因素引起的堿基對的替換、增添或缺失。減數第一次分裂后期中，隨著同源染色體的分開，位于非同源染色體上的非等位基因進行了自由組合。

　　條件外界環境條件的變化和內部因素的相互作用。有性生殖過程中進行減數分裂形成生殖細胞。

　　意義生物變異的根本來源，是生物進化的原材料。生物變異的來源之一，是形成生物多樣性的重要原因。

　　發生可能突變頻率低，但普遍存在。有性生殖中非常普遍。設計意圖：引導學生構建知識網絡并對所學內容進行簡單的反饋糾正。（課堂實錄）（五）發導學案、布置預習。我們已經學習了基因突變和基因重組，那么，可遺傳的變異還有染色體變異，在下一節課我們一起來學習染色體變異。這節課后大家可以先預習這一部分，著重分析染色體變異的類型。并完成本節的課后練習及課后延伸拓展作業。設計意圖：布置下節課的預習作業，并對本節課鞏固提高。教師課后及時批閱本節的延伸拓展訓練。九、板書設計第五章　基因突變和其他變異   第一節　基因突變和基因重組一.基因突變：1.基因突變的實例： 2.基因突變的概念：3.基因突變的原因：4.基因突變的特點：5.基因突變的意義：二.基因重組：1.概念： 2.類型： 3.意義： 三.基因突變與基因重組的區別十、教學反思1.本節根據具體的事例和學生已掌握的知識來設置問題，符合學生特點，調動了學生思維的積極性，在尋求問題答案的同時，既獲得了知識，又提高了能力；2.把重點難點突破分解成一個個較小的問題，深入淺出，事半功倍，較好地完成了本節的教學任務。3.基因突變的時間分配比基因重組的時間需要的多些   在后面的教學過程中會繼續研究本節課，爭取設計的更科學，更有利于學生的學習，也希望大家提出寶貴意見，共同完善，共同進步!