高一优质课--基因突变
高一生物《生物中的基因突变和基因重组》教案
高一生物《生物中的基因突变和基因突变》教案一、教学目标1.理解基因突变和基因重组的概念及意义。
2.掌握基因突变和基因重组的类型、特点及发生的时期。
3.能够运用所学知识解释生物进化中的基因突变和基因重组现象。
二、教学重难点重点：基因突变和基因重组的概念、类型及意义。
难点：基因突变和基因重组在生物进化中的作用。
三、教学过程1.导入新课利用多媒体展示生物进化过程中的基因突变和基因重组现象，引导学生关注这两种生物现象。
2.基因突变讲解基因突变的概念：基因突变是指基因在结构上的改变，包括点突变、插入突变和缺失突变等。
分析基因突变的类型：点突变、插入突变和缺失突变。
举例说明基因突变的意义：如sicklecellanemia（镰状细胞贫血）。
3.基因重组讲解基因重组的概念：基因重组是指基因在染色体上的重新排列组合，包括同源重组和非同源重组。
分析基因重组的类型：同源重组和非同源重组。
举例说明基因重组的意义：如植物杂交育种。
4.基因突变和基因重组在生物进化中的作用分析基因突变在生物进化中的作用：基因突变是生物进化的原材料，为生物进化提供新的遗传变异。
分析基因重组在生物进化中的作用：基因重组使基因组合更加多样化，为生物进化提供更多的遗传变异。
5.课堂实例分析抗生素抗药性植物杂交育种人类遗传病6.课堂小结7.作业布置完成课后练习，巩固所学知识。
四、教学反思本节课通过生动的实例和形象的讲解，使学生更好地理解了基因突变和基因重组的概念、类型及意义。
在课堂实例分析环节，学生积极参与讨论，提高了课堂氛围。
作业布置旨在巩固所学知识，提高学生的实际应用能力。
五、教学拓展介绍基因编辑技术（如CRISPR/Cas9）在基因突变和基因重组研究中的应用。
探讨基因突变和基因重组在生物技术领域的应用，如基因治疗、基因改良等。
六、教学评价课堂表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答情况。
作业完成情况：检查学生作业的完成质量和正确率。
课后反馈：了解学生对本节课知识的掌握程度和兴趣。
高中生物《基因突变》优质课教案、教学设计
《基因突变》教学设计1.教材依据：青岛版普通高中课程标准试验教科书生物《必修2》第四章第1 节。
2.设计思想教学活动围绕着对基因突变的实例展开，理解基因突变的内涵，把握基因突变的外延、特点以及与生物变异和进化的关系；强化核心概念的教学，注重知识与生活、实践应用的联系。
3.目标聚焦1.阐明基因突变的机理、特点和应用2.关爱生命，选择健康的生活方式4. 学法指导从实例分析入手，按照认知的规律从现象到概念，从宏观（镰刀型贫血症）到微观（镰刀型贫血症的发病机理）来归纳总结出基因突变的概念和特点；利用图示、加强知识的前后联系等方法引导学生不断地探究、思考、分析和讨论，帮助学生理解基因突变概念、结果以及与性状的关系。
最后将所学内容进行整合。
5教学过程导入：（通过PPT 上的两个实例，引出可遗传变异和不可遗传变异的两种类型）学生活动：学生观察PPT 并分析讨论。
提问：实例一：在北京培育的优质甘蓝品种，叶球最大的有3.5KG，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照强，叶球可重达7KG 左右。
但再引回北京后，叶球又只有3.5KG。
实例二：太空椒（普通青椒种子遨游过太空后培育而成）与普通青椒对比，果实明显增大，将太空椒的种子种植下去，仍然是肥大果实。
实例一、二描述的变异类型是否属于同一种变异？若不是，二者不同的原因是什么？（学生思考）――不是，前者不可以遗传，后者可以遗传。
教师总结并展示PPT：变异分为不可遗传的变异（仅由环境因素引起的性状改变）和可遗传的变异，包括基因突变、基因重组和染色体变异。
这节课我们来探讨学习可遗传变异中的基因突变。
板书：第四章生物的变异第1 节基因突变教师通过PPT 展示教材P69 基因突变的意义：新基因产生的途径、生物变异的根本来源、为生物进化提供了原始材料，提高同学们学习《基因突变》的兴趣。
教师引导学生进行相关知识的复习（通过PPT）：1.什么是基因？2.基因与性状的关系？3.基因与遗传信息的关系？4.遗传信息是如何传递的？教师介绍镰刀型细胞贫血症的发现过程，联系到细胞呼吸探讨贫血的原因，再展示正常红细胞与镰刀型细胞贫血症患者的红细胞图片，证实镰刀型红细胞携带氧气的能力不足，联系血红蛋白的作用进一步推测血红蛋白结构可能不同。
高一生物人教必修二配套课件 基因突变及其他变异
唐氏综合征
01
由21号染色体三体引起的染色体异常遗传病，表现为智力落后、生长发育障碍和特殊面容。案例：某患儿出生后表现为明显的智力落后和生长发育障碍，经过染色体检查确诊为唐氏综合征。
镰状细胞贫血
02
由β-珠蛋白基因突变引起的单基因遗传病，表现为贫血、黄疸和脾肿大。案例：某患儿出生后出现贫血症状，经过基因检测确诊为镰状细胞贫血，其后代也有较高风险患病。
基因突变
由DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换引起的遗传病，如囊性纤维化、镰状细胞贫血等。这类遗传病通常具有较为广泛的家族分布和明显的种族差异。
单基因遗传病
由一对等位基因突变引起的遗传病，如镰状细胞贫血、囊性纤维化等。这类遗传病通常具有典型的孟德尔遗传特征，即遵循显性与隐性、杂合子与纯合子的遗传规律。
总结词
基因重组技术在现代生物学和医学领域中具有广泛的应用价值，如用于疾病诊断、药物研发和农业生产等。
要点一
要点二
详细描述
基因重组技术是现代生物学和医学研究的重要手段之一，它可以用于构建基因表达载体、生产重组蛋白、基因治疗等领域。此外，基因重组技术还被广泛应用于农业领域，如转基因作物的培育和改良，以提高作物的抗逆性和产量。同时，基因重组技术也用于动物育种和医学诊断等方面，为人类的生产和生活带来了巨大的便利和效益。
预防
对于不同类型的遗传病，治疗方法各异。对于染色体异常和单基因遗传病，目前尚无有效的治疗方法，主要以对症治疗和康复训练为主。对于多基因遗传病，可通过药物治疗、心理治疗和环境调整等手段进行干预和治疗。同时，加强患者的教育和就业支持，提高其生活质量和社会适应能力。
治疗
生物变异在生物进化中的作用
01
02
详细描述
总结词：染色体变异的检测方法主要包括遗传咨询、细胞遗传学检查和分子遗传学检查等，预防措施包括避免接触有害环境和提高优生优育意识。
基因突变和基因重组优质课
（四）基因突变的时间
DNA复制时期
有丝分裂的间期 减数第一次分裂 间期
想一想:基因 突变一般会发 生在什么时侯 呢？
基因突变若发生在配子中（减数分裂时产 生）将遵照遗传规律传递给后裔。
若发生在体细胞（有丝分裂），普通不能 遗传。有些植物体细胞发生基因突变，能 够通过无性繁殖传递。人体某些体细胞的 基因（原癌基因和抑癌基因）突变，有可 能发展成癌细胞。
哼…
（一）基因突变的实例 镰刀型细胞贫血症
资料：1910年，一种黑人青年到医院看病，检查发现他患的是 当时人们尚未认识的一种特殊的贫血症，他的红细胞不是正常 的圆饼状，而是弯曲的镰刀状，人们称这种病为镰刀型细胞贫 血症。这种病患者一旦缺氧，红细胞变成长镰刀型。病重时， 红细胞受机械损伤而破裂的现象，引发严重贫血而造成死亡。
发生 时间 及原 因 条件
意义
发生 可能
细胞分裂间期 由于外界理化因素或本身生 理因素引发的碱基对的替代、 缺失或增添
减数第一次分裂前期的四分体时期 的交叉交换；
减数第一次分裂后期，非同源染色 体上的非等位基因自由组合。
外界环境条件的变化和 内部因素的互相作用。
新基因产生的途径，是生物 变异的根原来源,是生物进化 的原始材料。
b
Ab 和 aB
B
B
AB 和 ab
b
减数第一次分裂前期（四分体时期）同源染 色体上的非姐妹染色单体之间的交叉交换
B
b
bB
bB
（三）基因重组的特点 1、变异概率高，几乎100%
2、只有通过有性生殖过程才干实现的。 3、两个亲本的遗传物质差距越大，基 因重组的类型就越多。
思考与讨论 （P83） 1.2 23种精子；2 23种卵细胞。 2.需要有246+1个个体；不可能。
《基因突变》 讲义
《基因突变》讲义一、什么是基因突变在生命的奥秘中，基因突变就像是一场悄无声息但影响深远的变革。
简单来说，基因突变指的是基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变。
我们身体里的每一个细胞都包含着整套的基因，这些基因就像是一份份精细的指令手册，指导着细胞的生长、发育和各种功能的执行。
而当基因中的某些部分发生了变化，就如同这份指令手册中的某些字句被涂改或者写错了，这就是基因突变。
基因突变可以发生在生殖细胞中，也可以发生在体细胞中。
如果发生在生殖细胞，比如卵子或者精子，那么这种突变就有可能传递给后代；而如果发生在体细胞，通常只影响个体自身。
二、基因突变的原因导致基因突变的原因多种多样，就像是一场复杂的交响曲，由多个因素共同演奏而成。
首先，物理因素是常见的“肇事者”之一。
比如紫外线、X 射线等各种辐射。
这些辐射具有强大的能量，能够直接作用于基因的分子结构，导致碱基对的断裂、缺失或者错误连接。
想象一下，就像是强烈的阳光可能会晒坏我们的皮肤一样，强烈的辐射也可能“伤害”到基因。
化学因素也不甘示弱。
许多化学物质，如亚硝酸盐、黄曲霉素等，都有可能诱发基因突变。
它们可以与基因中的碱基发生化学反应，改变碱基的性质，从而导致基因的突变。
生物因素同样不可忽视。
某些病毒和细菌在侵入细胞后，其遗传物质可能会整合到宿主细胞的基因中，引发基因突变。
此外，DNA 复制过程中的“小失误”也会导致基因突变。
虽然细胞有着精密的机制来保证复制的准确性，但偶尔也会出现“打盹”的时候，从而产生错误。
三、基因突变的类型基因突变有着不同的类型，就像是不同款式的衣服，各具特点。
点突变是较为常见的一种。
它是指基因中的一个碱基对被替换成了另外一个碱基对。
这就好比原本应该是“苹果”的单词，其中一个字母被换成了别的，可能就变成了“阿婆”。
还有缺失突变，也就是基因中的一段碱基序列丢失了。
这就像一本完整的书少了几页重要的内容。
插入突变则与之相反，是在基因中额外插入了一段新的碱基序列。
高中生物《基因突变(3)》优质课教案、教学设计
“基因突变”教学设计【导入】以两幅图片为载体创设情境、导入变异的类型引导学生从生活实际出发引出生物变异的类型。
总结变异的类型分为不可遗传的变异和可遗传的变异。
由可遗传的变异来源引出基因突变。
活动1【情境分析】探讨镰刀型贫血症病因尝试说出基因突变的概念用幻灯片的形式展示正常红细胞和镰刀型红细胞对比图片。
出示供学生阅读的材料。
1949 年,美国化学家鲍林推测出镰刀型细胞贫血症是由于血红蛋白分子的缺陷造成的。
经过分析, 鲍林认为镰刀型细胞贫血症是一种分子病。
1956 年,英格拉姆等人发现镰刀型细胞贫血症患者血红蛋白的肽链出现了问题。
展示肽链部分片段图片,学生对比发现谷氨酸被缬氨酸所取代。
引导学生回顾中心法则遗传信息的传递规律,以此为出发点根据从蛋白质—mRNA—DNA 逐步分析,提出碱基对的替换导致蛋白质结构的变化导致镰刀型贫血症的发生。
进一步根据图片认识碱基对的缺失、插入总结基因突变的概念。
活动2【小组活动】以某基因片段中一个碱基对的替换为例分析基因突变对蛋白质结构，细胞功能的影响，在此基础上对基因突变的机理展开一系列探讨。
变化1 某段DNA 中一个碱基对发生替换，对多肽链的结构及蛋白质的功能有何影响？变化2 某段DNA 中一个碱基对发生缺失，对多肽链的结构及蛋白质的功能有何影响？变化3-5 在DNA 的c 位置分别插入1 个A/T，2 个A/T，3 个A/T 碱基对，对多肽链的结构及蛋白质的功能有何影响？学生以小组为单位对照密码子表展开探讨。
引导学生发散思维。
问题：基因突变是否一定会改变性状?师生探讨。
提出密码子的简并性、隐性突变等原因。
【活动】问题：基因突变一定可以遗传下去吗？以“神九”搭载种子上天育种引出基因突变发生的时间。
师生探讨后总结出基因突变主要发生在DNA 分子复制过程中。
联系有丝分裂和减数分裂。
强调有丝分裂和减数分裂过程都有可能发生基因突变。
最终提出体细胞的基因突变一般不能传递给后代；生殖细胞中的基因突变只有通过受精作用才能传递给后代。
高一下生物《 基因突变和基因重组》优秀教案
第5章基因突变及其他变异第1节基因突变和基因重组学习目标1、知识目标（1）理解种群，种群基因库、基因频率的概念。
（2）理解突变和基因重组为生物进化提供原材料的原因。
（3）能够举例说明自然选择作用可以使种群基因频率发生定向改变。
2、能力目标能够运用数学方法讨论基因频率的变化。
3、情感与价值观目标（1）通过引导学生分析调查或实验所取的数据，培养学生以事实或实验结果为依据得出结论的科学态度；（2）通过教学活动，培养学生“生物是进化来的”、“生物的进化与环境密切相关”的思想观念，帮助学生树立辩证唯物主义的认识观。
学习重点（1）掌握基因突变的概念和特点。
（2）理解基因重组的概念。
学习难点（1）掌握基因突变的概念和特点。
（2）理解基因重组的概念。
课前预习使用说明和学法指导1、依据学习目标进行预习，完成以下内容。
2、用红笔做好疑难标记，以备讨论。
知识准备教材助读一、生物的变异变异的类型包括不可遗传的变异和。
前者是环境因素的影响造成的，没有引起体内的变化；后者是由于生殖细胞内的的改变引起的，来源有三种：、基因重组、。
二、基因突变1、概念：由于DNA分子中发生的增添、缺失或改变，而引起的基因改变，就叫基因突变。
2、实例：镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症的直接原因是的结构发生了改变。
镰刀型细胞贫血症的根本原因是的结构发生了突变。
3、特点：⑴生物界中普遍存在。
⑵随机发生。
⑶自然状态下，突变频率。
⑷多数基因突变对生物是的。
⑸基因突变是的。
一个基因可突变成一个以上的。
4、分类：可分为和诱发突变。
5、基因突变的意义：是生物变异的根本来源，为生物进化提供。
6、人工诱变在育种上的应用⑴人工诱变的的概念：指利用因素或因素来处理生物，使生物发生突变。
⑵人工诱变的方法。
物理方法：用、、紫外线、激光等处理生物；化学方法：用、等处理生物。
⑶人工诱变的优缺点。
优点：提高变异频率，创造人类需要的变异类型，大幅度改变生物的某些性状。
缺点：诱发产生的突变，有利的个体往往不多，需处理大量材料。
基因突变优质课-讲课
?
正常型红细胞与镰刀型红细胞图片
材料1： 1928年，人们发现镰刀型细胞贫血 症患者能将这种病遗传给下一代，并且发现该 病是一种常染色体隐性遗传病。
材料2：1949 年，美国化学家鲍林将正常人 和镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白，分别 放在一定的溶液中电泳，发现正常人和患者 的血红蛋白的电泳图谱明显不同。 思考： 根据以上材料，你认为导致该病的直接原因 是什么？
紫外线照射处理青霉菌
（人工诱变育种）
青霉素的产量提高了几千倍！ 价格下降到原来的几万分之一！
课堂小结
想一想，本节课我们学习了 关于基因突变的哪些内容？
练习反馈
1. 某一基因中插入了一个碱基对，在插入位点的附近， 再发生下列哪种情况有可能对其控制合成的蛋白质结 构影响最小( ) A. 置换单个碱基对 C. 缺失3个碱基对 B. 增加4个碱基对 D. 缺失4个碱基对
阅读课本，总结基因突变特点。
基因突变的特点
任何生物都可能发生 发生在个体发育的 普遍性 随机性 低频性 不定向性 多害少利性
任何时期,任何细胞
自然突突频率10-5-10-8 产生一个以上的等位基因 多数基因突变有不利影响
小组讨论交流：
（1）因为DNA分子结构具有相对稳定性和严格 的复制机制，所以基因突变具有 低频 性。
材料3：1956 年，英格拉姆等人用酶将正常的 血红蛋白和镰刀型细胞的血红蛋白在相同条件 下切成肽段，通过电泳对二者进行分析，发现 有一个肽段的位置不同。
观察： 从图中可以看出正常肽链中的哪一个氨基 酸发生了改变？
思考： 异常血红蛋白在水中的溶解度低，容
易聚集成纤维状束 ，因而使细胞变形。 血红蛋白 正常 谷氨酸 GAA 异常 缬氨酸 G UA 根本原因 直接原因
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高一优质课--基因突变
生物因素，病毒和某些细菌等。 高一优质课--基因突变
五、基因突变的特点
白 化 病 患 者
加 拿 大 无 毛 猫
果
眼
蝇 的
白
普遍性
高一优质课--基因突变
基因突变可发生在生物个体发育的任何时期； 可以发生在细胞内不同的DNA分子上； 同一DNA分子的不同部位。
随机性
高一优质课--基因突变
（灰）
（黑）
高一优质课--基因突变
非同源染色体上的非等位基因自由组合
B
B
b
b
高一优质课--基因突变
同源染色体的非姐妹染色单体之间的 交叉互换
B
b
bB
高一优质课--基因突变
bB
2 类型:
①自由组合型
②交叉互换型
非同源染色体上的非等位 同源染色体上的非姐妹染
基因的组合.
色体之间发生局部互换.
3 时间:①②自交由叉组互合换型型：：减减数数第第一一次次分分裂裂后四期分体时期
第5章 基因突变及其他变异 §5.1 基因突变
高一优质课--基因突变
遗传和变异是 生物普遍存在
的现象。
高一优质课--基因突变
高一优质课--基因突变
吗见 ？过
我 这 样 的
了
高一优质课--基因突变
世蓝 ！色
龙 虾 横 空 出
我
瓜 王
是 太 空
南
这种太空南瓜王最大能长到200多公斤， 在生长繁殖期高峰时，南瓜每天能增大5公斤。
个体
种群
高一优质课--基因突变
六、基因突变的意义
基因突变
产生新基因
生物变异的根本来源
形成新性状
生物进化的原始材料
高一优质课--基因突变
“一母生九子，连母十个样”，这种个体间的 差异，主要是什么原因产生的?
基因重组
高一优质课--基因突变
基因重组
概念 在生物体进行有性生殖的过程中,控制不
同性状的基因的重新组合.
实例：在经常刮大风的海岛上，无翅或残 翅的昆虫特别多
突变的有利和有害并不是绝对的，它 取决于生物的生存环境
高一优质课--基因突变
例如：果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是 10－5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那 么每一代出现基因突变数是多少呢？
2× 104 × 10－5 × 108 =2 ×107
为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？
高一优质课--基因突变
总结镰刀型细胞贫血症的病因
DNA
GAA 突变 GTA
CTT
CAT
mRNA GAA
GUA
_根__本__原因
氨基酸 谷氨酸
缬氨酸 _直__接__原因
蛋白质 正常
异常
高一优质课--基因突变
二、探究基因突变的类型
原句：THE CAT SAT ON THE MAT 错句：THE HAT SAT ON THE MAT
THE CAT SAT ON THE MATCH THE CAT ON THE MAT
高一优质课--基因突变
结论：基因突变的类型有3种
┯┯┯┯ ＡＴＧＣ ＴＡＣＧ ┷┷┷┷
替
换
┯┯┯┯ ＡＣＧＣ ＴＧＣＧ ┷┷┷┷
┯┯┯┯ ＡＴＧＣ ＴＡＣＧ ┷┷┷┷
增
添
┯┯┯┯┯ ＡＴＡＧＣ ＴＡＴＣＧ ┷┷┷┷┷
高一优质课--基因突变
┯┯┯┯ ＡＴＧＣ ＴＡＣＧ ┷┷┷┷
缺
失
┯┯┯ ＡＧＣ ＴＣＧ ┷┷┷
三、基因突变的概念 DNA分子中发生碱基对的 替换 、__增___添______ 和 缺失 ，而引起的 基因结构 的改变。
高一优质课--基因突变
请思考： ①基因中碱基对的替换，是否一定会引起氨基酸的改变？
患者不能进行 激烈运动，长期遭 受慢性贫血折磨。 常在幼年发现。
高一优质课--基因突变
一、探究镰刀型细胞贫血症的病因
1949年，美国鲍林博士首先意识到，红细 胞中血红蛋白分子不完善引起使红细胞变形，从 而失去输氧功能。
血红蛋白究竟出了什么问题？
1956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀型 细胞贫血症患者血红蛋白的肽链上第6位上的谷氨 酸被缬氨酸取代。
高一优质课--基因突变
敢吃我吗？我有六条腿！
高一优质课--基因突变
高一优质课--基因突变
1910年，赫里克医生的诊所来了一位黑人病人， 病人脸色苍白，四肢无力，是严重的贫血病患者。医 生使用所有能治疗贫血病的药物，但对这个病人无效。 对病人做血液检查时发现，红细胞在显微镜不是正常 的圆饼形，而是又长又弯的镰刀形，称镰刀型细胞贫 血症。
（黄）
小鼠毛色灰色可以突变为黄色或黑色
不定向性
高一优质课--基因突变
资料：果蝇的白眼基因的突变率大约4×10-5， 玉米的皱缩种子基因的突变率是10-6，小白鼠 的白化基因的突变率是10-5，人类的血友病基 因的突变率约是3×10-5。
低频性
高一优质课--基因突变
多害少利性
高一优质课--基因突变
③碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？ 不一定。
④基因突变都会遗传给后代吗？取决于？
生殖细胞中发生基因突变，可以通过受精作用 传递给后代。 (植物的体细胞发生基因突变，可通过无性繁殖 传递。)
高一优质课--基因突变
四、引起基因突变的因素有哪些？
物理因素 (如X射线、激光等)
化学因素 (如亚硝酸、碱基类似物等)
肽链： 起始---缬---异亮---亮---甘---终止
后突 变
DNA
--ATG-GGA-TAT-CCT-CGG-GTA---TAC-CCT-ATA-GGA-GCC-CAT--
mRNA：-AUG-GGA-UAU-CCU-CGG-GUA-
肽链： 起始---甘---天冬---脯---精---缬---
结论：碱基对的增添或缺失改变 多 个氨基酸。 高一优质课--基因突变
结论：碱基对的替换改变 0 或 1
对数目的增减，会引起什么样的改变？
前突 变
+G此处插入一个碱基对
DNA
--ATG-GAT-ATC-CTC-GGG-TAA---TAC-CTA-TAG-GAG-CCC-ATT--
+C
mRNA：-AUG-GAU-AUC-CUC-GGG-UAA-